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标题: 穿越机非得用传统的螺旋桨?滚筒式的桨翼没准会更好 [打印本页]

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-13 14:13
标题: 穿越机非得用传统的螺旋桨?滚筒式的桨翼没准会更好

就目前来说,对于飞行器的形态大家有已经有了一个固化的观念,无非是使用单轴或多轴的桨翼来产生动力,比如直升机、多旋翼无人机等等。而对于“滚轮推进式”飞行器,说出来可能就比较陌生了。

滚翼式无人机
“滚轮推进式”飞行器(cyclocopter)使用的桨翼有点特殊,学术上叫做“摆线桨”,是把桨翼做成一个“滚筒式”的组合旋转来产生推力和升力,很多人乍一看可能觉得这玩意特别新奇,但是这个概念在大约一个世纪以前就被提出了,直到后来直升机、多轴飞行器的出现,才逐渐的被人们所淡忘。
目前只有很少一部分的科研团队在做滚翼飞行器的研究,美国德克萨斯A&M飞行实验室的Moble Benedict教授以及他的团队就是其中之一,最近,他们成功研究出了一个小型的滚翼飞行器,整身重量只有29克。这可能是取代直升机、多轴飞行器的又一个进步。话不多说,先看东西。
上图就是整个飞行器飞行时的状态,如果还是不太明白这个滚翼是如何让无人机飞起来的,看下图你大概就能明白了。
八个桨翼集中在一个滚筒式的结构上,滚筒自传的时候每个桨翼都会相应的发生变化,滚筒高速滚动让流经上下翼面的空气产生流速差,从而在底部产生强大的推理,使得无人机起飞。同时,滚筒在运行时推向后方的气流能够产生向前的推力。
Moble Benedict从事滚翼飞行器研究多年,他表示,在理论上来讲,滚翼方式动能效率更高,功耗更小,同时会更安静,更节省空间,更稳定,在速度上跟直升机也相差无几。
Moble Benedict介绍说,目前他们已经证明了,由于滚翼飞行器的结构的特殊性,其空气动力的转换效率要远高于传统的直升机,而且机动性更强,其控制方向和速度的能力要优于传统直升机很多。
说到这,大家肯定有一个疑问,既然这个东西好处这么多,无人机、飞行器发展了这么久,为什么没有大规模采用这种方式呢?
Moble Benedict的回答是,人们曾经试图探索滚翼式飞行器百十来年了,不过在20世纪初,直升机的巨大成功和广泛应用,让人们是去了对滚翼式无人机研究的兴趣。另外,滚翼式无人机在早前有一个致命的问题,就是其桨翼结构比较复杂,在运行时缺乏适合的飞控稳定,如今科技已经成熟,这方面不再是问题。他们自己研发了相应的陀螺仪、加速器和处理器等等,并且对其内在软件进行了长时间的调试,现在稳定性已经与市面上的无人机相差无几了。
并且,以前滚翼飞行器在运行时,桨片所承受的空气动力比较大,早前没有合适的材料能够适合这个承重,不过随着科技发展,各种符合材料的出现,这一问题也就解决了。他们在试验中使用了创新型的碳纤维复合材料来制作桨片,每片只有0.12克。

未来的研究方向
Moble Benedict教授表示,在未来,会围绕着滚翼飞行器进行更精进的研究,从而让这种无人机更完善,更实用。
首先他们将会对材料进行研究,设计更轻、更结实的桨片,增加其在高速旋转下的荷载能力。
其次,需要对滚翼式飞行器的结构进行精简,让其更加简单,至少不能像目前这么复杂。
还有,对桨片形状的设计关乎无人机在悬停、高速飞行下的状态和效率,这方面还有待提升。
Benedict教授说,他们已经证明了这种滚翼飞行未来的潜力,他们接下来的目标之一是在大型飞行器上进行滚翼式的实验,未来也会延伸至有人驾驶飞机。目前他们已经得到了美国 jun方的资金上的支持。
其实,以摆线浆为升力的飞行器近两年也有出现,在2014年第五届无人机大会展览上,一架名为风火轮的滚翼机就十分抢眼,该机也采用了两个摆线浆为升力源,同时用作副翼控制,采用一个螺旋桨进行俯仰控制和偏航控制。不过,这架飞机在当时只是一架概念机,这两年已经没有了消息。
中国风火轮
在飞行器(特别是消费级无人机)形态已经被固化的当下,众多从业者所进行的无人机研究很多都是“新瓶装旧酒”,并没有在形态上进行太多的思考,包括很多概念式的飞行汽车也使用了普通多旋翼无人机式的设计,这让人不免乏味。而Benedict教授表示,待滚翼飞行器技术成熟的时候,用在飞行汽车等方向会比传统的飞行器更加的合适,未来前景会十分广阔。




作者: 科鲁兹小曼    时间: 2016-11-13 14:43
结构注定它是失败的。

作者: Y3lion    时间: 2016-11-13 14:49
看來結構難以自行組裝...樓主有更多的資料嗎......了解多些看看.也想玩下.......

作者: 盒子炮    时间: 2016-11-13 15:00
看样子这种机械结构更复杂了,不过挺有意思的。

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-13 15:21
科鲁兹小曼 发表于 2016-11-13 14:43
结构注定它是失败的。

太笨重了

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-13 15:22
Y3lion 发表于 2016-11-13 14:49
看來結構難以自行組裝...樓主有更多的資料嗎......了解多些看看.也想玩下.......

不太好弄,也是在网上看到的

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-13 15:23
盒子炮 发表于 2016-11-13 15:00
看样子这种机械结构更复杂了,不过挺有意思的。

等待未来,材料有所突破

作者: Himalaya    时间: 2016-11-13 15:24
多样化总是好的,只是目前为止这玩意远远比传统旋翼效率低很多很多,失效率高很多很多,以至于到了不实用的程度。

作者: neohack    时间: 2016-11-13 16:06
效率比太低。。

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-13 16:38
Himalaya 发表于 2016-11-13 15:24
多样化总是好的,只是目前为止这玩意远远比传统旋翼效率低很多很多,失效率高很多很多,以至于到了不实用的 ...

看着挺有意思的

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-13 16:39
neohack 发表于 2016-11-13 16:06
效率比太低。。

是的啊

作者: GIMAN    时间: 2016-11-13 17:33
结构复杂,成本高,效率低,一无是处

作者: yan13131    时间: 2016-11-13 17:59
故障率和耐久性还欠考验呀。

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-13 18:00
yan13131 发表于 2016-11-13 17:59
故障率和耐久性还欠考验呀。

是的,结构有点复杂

作者: dukecheng    时间: 2016-11-13 19:11
结构复杂,效率低,不耐炸。注定做过验证机的人就不会再做了。

作者: sjzzhsx    时间: 2016-11-13 21:52
看不懂,

作者: 四裤全输    时间: 2016-11-14 00:10
效率  耐用度  机动性这个完全无视

作者: msygod    时间: 2016-11-14 02:27
航模方面肯定没戏,炸不起也炸的复杂。。。

作者: yhzyhzyhzapple    时间: 2016-11-14 04:51
这么复杂的结构,故障率和成本应该都不会低

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-14 08:26
dukecheng 发表于 2016-11-13 19:11
结构复杂,效率低,不耐炸。注定做过验证机的人就不会再做了。

谢谢帮顶

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-14 08:26
sjzzhsx 发表于 2016-11-13 21:52
看不懂,

谢谢帮顶

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-14 08:27
yhzyhzyhzapple 发表于 2016-11-14 04:51
这么复杂的结构,故障率和成本应该都不会低

这肯定是

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-14 08:27
msygod 发表于 2016-11-14 02:27
航模方面肯定没戏,炸不起也炸的复杂。。。

谢谢帮顶

作者: majianyi    时间: 2016-11-14 10:56
顶,就应该多研究,不要过早下结论

作者: 阿尔斯楞    时间: 2016-11-14 14:20
多样化

作者: huangban89    时间: 2016-11-14 15:34
炸一下修半年。。。。

作者: 武杰杰    时间: 2016-11-14 20:14
huangban89 发表于 2016-11-14 15:34
炸一下修半年。。。。

配件不好弄

作者: 宝贝浩君    时间: 2016-11-15 08:28
这个想法可行   但是性价比相对高不大适合消费级

作者: 李志草马頔    时间: 2016-11-15 16:59
让我想起了真正的滚筒飞行器,可以去搜一下,就是一个大滚筒,高速旋转产生上下气压差

作者: sdxgy    时间: 2016-11-18 10:14
有意思 ……顶





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