La escala del modelo en su imagen no es muy realista. Con ese tamaño, es más eficiente tener dos rotores, como el V-22 Osprey.

Para que cuatro rotores sean factibles, se necesitaría un cuerpo de avión mucho más grande, por lo que los cuatro rotores son necesarios para la estabilización. No soy ingeniero aeronáutico, pero sospecho que la razón por la que los drones usan rotores cuádruples es que están más preocupados por la estabilidad y la facilidad de pilotaje que por las relaciones eficientes de peso:empuje.

Un avión de carga pesado con cuatro rotores sería genial, si hubiera una justificación sensata en el universo para querer una versión VTO/L del C-5 Galaxy.

No, porque la elevación directa es costosa y la ley del cuadrado-cubo

En primer lugar, la elevación directa, es decir, los motores que proporcionan directamente una fuerza que apunta hacia arriba, siempre es "costosa", ya que requiere mucho combustible/potencia del motor para lograrlo. La sustentación indirecta, por ejemplo mediante el uso de superficies aerodinámicas/alas, es mucho más económica y eficiente.

El "único" inconveniente de la sustentación indirecta es que necesita una franja extendida de tierra adecuada como pista.

En segundo lugar, la ley del cubo cuadrado significa que los pequeños cuadricópteros no se traducen en grandes ídems.

En términos generales, la ley del cuadrado-cubo significa que si aumenta el tamaño de algo, es decir, aumenta o disminuye el ancho, la altura y la profundidad en la misma proporción, todas las áreas de la superficie aumentan en el cuadrado del cambio, pero el volumen y por lo tanto el aumento de peso por el cubo.

Entonces, si duplica el tamaño de algo (multiplíquelo por 2), todas las áreas de superficie aumentan en un factor de 2 al cuadrado, es decir$2 \cdot 2 =4$, pero su peso aumentará en 2 al cubo, es decir$2\cdot2\cdot2=8$.

Este es un problema para las aeronaves de rotor porque la fuerza de elevación directa que necesita una aeronave de rotor para despegar y aterrizar es aproximadamente proporcional al área de superficie del disco del rotor . Pero el área de la superficie solo aumenta en la escala al cuadrado, mientras que el peso, y con eso la fuerza gravitacional que debes vencer, aumenta en la escala al cubo.

Entonces, incluso si un pequeño cuadricóptero puede despegar con facilidad, uno grande tendrá poca potencia.

El despegue y el aterrizaje verticales se han buscado ansiosamente desde que la Segunda Guerra Mundial demostró que las cosas que usted llama "aeródromos", su enemigo las llama "enormes objetivos inmóviles"; son imanes-bomba. Y sí, el helicóptero puede lograr VTOL, ¡hurra! Pero el helicóptero generalmente carece de todas las demás áreas en las que los aviones de ala fija funcionan bien: velocidad, capacidad de carga, resistencia.

Desafortunadamente, esto también se traduce en quads-helicópteros. Y no mejora al notar que el quad necesita que todos los rotores giren y giren sincronizados para mantenerse a flote y no caerse de una manera espectacularmente violenta .

El principal problema es que la sustentación es proporcional al área barrida por los rotores.

Esto hace que la mayoría de las configuraciones de helicópteros cuádruples sean menos potentes que un helicóptero del mismo tamaño. En su imagen, verá un gran espacio entre los rotores sobre el centro de la nave. Si tuviera un solo rotor mucho más grande, podría generar más sustentación.

Una forma de hacer esto es el diseño triquad que le brinda el área de rotor grande pero los motores de rotor simples de un helicóptero cuádruple.

Hay dos problemas principales con la imagen que publicaste, uno de los cuales las "alas" no se inclinan. eso eliminaría 1/5 del empuje que necesita. Si las alas estuvieran inclinadas, no tienes esa fuerza de bloqueo.

El segundo es que el tiempo de reacción de un motor es demasiado lento, la computadora que controla la estabilidad ejecuta aproximadamente 1000 cálculos por segundo y muchos drones de "modelo más pequeño" que funcionan con motores en lugar de motores tienen grandes problemas en esa área en particular. Cambiar de motores a motores resolvería ese problema.

En cuanto al rendimiento, fabricar un helicóptero cuádruple con palas de paso variable , como helicópteros y aviones, aumentaría enormemente el rendimiento, pero esto es un gran desafío en los modelos de 250-500 mm de tamaño.

Sobre el tamaño de la hélice tiene mucho que ver con las RPM del motor y el paso de la hélice. Al contrario de lo que Steve menciona en los comentarios, las hélices pueden no ser demasiado pequeñas, las hélices pequeñas aumentan la agilidad y la aceleración, pero a costa del consumo de combustible, mientras que las hélices más grandes (dependiendo del paso) aumentan el tiempo de vuelo o la velocidad máxima. (Imagine ruedas más pequeñas o más grandes en un automóvil)