IT Jetoptera介绍采用流体推进方案的J-2000城际VTOL概念机
尽管许多垂直升降飞行器都选择了外露的桨叶风扇方案 , 但西雅图 Jetoptera 公司的 J-2000 概念机型的动力装置 , 却像是戴森的无叶风扇 。New Atlas 指出 , Jetoptera 选择了与 VTOL 城际飞行器截然不同的发展路线 , 并且用流体推进系统(Fluidic Propulsion Systems)取代了旋转的叶片 。
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虽然外侧看不到桨叶风扇 , 但与戴森的消费级产品一样 , J-2000 也在看不到的机身内部设计了旋转组件 。
两者都沿用了特殊的流体动力学设计 , 借助相对较小的压缩空气流 , 来带动环境中更大体积的空气流动 。
VTOL Test Campaign(via)
以戴森的无叶风扇为例 , 其在机身内部使用了小型且安静的叶轮 , 然后让高速气流通过空心环的缝隙散逸 。
Jetoptera J-2000 的机翼也利用了类似的原理 , 电机推动的负压可产生所需的升力 。空心环中的低压涡流 , 可带动周边环境里的空气大量通过 。
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得益于特殊的气动和外形设计 , J-2000 最终可带动 15 倍于压缩机的空气量 。
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不过在这项概念技术得到实际运用之前 , 还得先将电池的能量密度提升到 1500 Wh / kg。作为参考 , 当前最先进的电池 , 能量密度也只在 260 Wh / kg 左右 。
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至于为 J-2000 安装电动压缩机这件事 , 意义在于它可作为气体发生器 。其中包括了 Acutronic SP75 的 75 kW 涡轴系统 , 以用于较大的推进系统测试 。
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Jetoptera 表示 , 与小型涡喷发动机相比 , J-2000 的推进效率提升了 10% 以上、能源(燃油)消耗亦可降低 50% 以上 。
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此外与采用螺旋桨叶或涡扇的机型相比 , J-2000 可将推进系统的重量减轻约 30% , 且极大地降低了整套系统的复杂性 。
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得益于较轻的重量 , J-2000 在执行倾斜等动作时也更加轻松 , 能够支持垂直升降(VTOL)、悬停、以及快速向前的巡航飞行 。
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此外与几乎任何其它飞机的推进系统不同 , J-2000 没必要将自己设计成滚圆的外形 , 而是几乎可以采用任何形状 。
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虽然概念验证机还是采用了扁平的箱式机翼机身方案 , 但直接将空气加速到整个机翼的宽度 , 还是能够产生更大的推力 。
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且与大多数过渡升力 / 续航型 eVTOL 机型(以及传统直升机)相比 , J-2000 在顶部空间上的占用也要小得多 。
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渲染图表明 , 在达到巡航高度时 , J-2000 能够收回两个前推进器 , 以减少阻力和不必要的额外升力 。
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最后 , 流体推进系统在噪声表现上也相当出众 , Jetoptera 直言它是“天空中最安静的推进方法” 。
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