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下一代空中的士:J-2000“无桨推进”飞行器

发布时间: 2021-05-03 14:48 文章来源: 互联网 作者:

  以往,几乎每一种空中的士概念都会在机身外安装快速旋转的螺旋桨或涵道风扇以足够快的速度带动空气流动,来产生前进方向上所需的推力。然而,来自西雅图一家公司Jetoptera却打破常规,发明了无叶片风扇,能以不可思议的功率飞行。

  这家名为Jetoptera的公司所推出的J-2000飞行器使用了一种独特推进方式: “流体推进系统”(FPS),它就好像我们平时所用的戴森无叶片风扇一样。

  然而,就像戴森风扇一样,这种飞机的FPS推进系统中还是有旋转叶片存在的。这两种设备都使用了气流倍增技术。它由底部的大功率电机带动叶轮高速旋转产生的风,沿着上部的环形结构边缘毫米级的缝隙流出,而由于空气紧贴着环形的表面,所以贴近一侧的压强接近0;而另一侧,也就是环形中空位置的空气,就会在气压和风速的作用下沿风向移动,风量增加接近15倍,飞机起风时升力的产生就是这个原理 。但对于J-2000来说,这个能够提升的压差被环周围相等的负压区抵消了,进而在环中心形成一个净低压涡,它能以非常高的速度拉着周围的空气通过。

  然而,J-2000的最大突破并非无叶片发动机,而是它的电池,因为它的能量密度能够达到1500Wh/kg。请记住,今天许多电动汽车的电池只有260 Wh/kg。得益于新型电池,J-2000才能获得更高的飞行速度和更大的航程。

  首先,J-2000与小型涡轮喷气机相比,推进效率提高了10%以上,燃料消耗降低了50%以上。同时,与涡扇发动机或涡轮螺旋桨发动机相比,该推进系统可减轻约30%的重量,并显著降低设计的复杂性。

  其次,这种新型飞机也会很轻,还可以轻松地前后倾斜。更重要的是,与其他飞机的推进方式不同,该机不需要传统的圆形空气动力学机身。相反,它有几种形状可以选择,但最引人注目的是沿着飞机机翼布局延伸出的平面形状。与典型的升力方式相比,在全翼宽度范围内以更大速度带动空气流动可以获得额外的升力,同时也可以减少起降所需的距离。

  这个新的设计概念还有很多值得欣赏的地方。例如,最近一项由美国国防部资助的研究所进行的噪声测试显示,在相同的总推力下,该机所的推进方式所产生的噪音水平比传统推进方式要低15个dba。因此,它或许更适合作为下一代的空中的士,在摩天大楼所组成的城市森林中飞行。

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