¿Cuáles serían los requisitos de potencia y rendimiento de un avión de ala delta tipo Scroggs con una envergadura de 250 cm?

Primero, ¡gracias por descubrir este diseño poco ortodoxo!

Sin embargo, muestra que los aviones de papel no escalan bien. Sin embargo, sigue las mismas leyes de la física, por lo que deberían aplicarse las mismas ecuaciones para una evaluación rápida del rendimiento. ¿Qué tenemos?

1. Un perfil aerodinámico de placa plana . El coeficiente de sustentación máximo estará entre 0,7 y 0,8, por lo que la velocidad mínima con una carga alar dada será bastante alta.
2. Un ala delta en flecha con una relación de aspecto baja, por lo que la pendiente de la curva de sustentación será baja. Para el mismo coeficiente de sustentación, necesita mucho más ángulo de ataque que un avión normal. Dado que el flujo del lado superior está separado, la resistencia aerodinámica aumentará con el cuadrado del ángulo de ataque, y la pendiente de la curva de elevación baja asegura que la resistencia será innecesariamente alta.
3. Un gran fuselaje con mucha superficie mojada.
4. Un área de separación masiva en la parte posterior que producirá mucha resistencia sin ningún beneficio, excepto por una mejor estabilidad direccional.

Comencemos con la resistencia inducida. La baja relación de aspecto asegura una distribución de sustentación casi elíptica, y levantar 300 kg con 2,5 m de ala creará

Pero, ¿qué velocidad es alcanzable? Necesitamos adivinar el área del ala para encontrar la velocidad de pérdida. Asumo una cuerda de 4 m y una luz de 1 m en el borde de ataque, por lo que el área del ala es de 7 m². Utilizando un coeficiente de sustentación máximo de 0,75, esto significa que no puede volar a menos de 30,24 m/s. ¡Guau! Eso es 58,8 nudos o justo por debajo del límite de 61 nudos del antiguo FAR 23.

Agreguemos un margen de seguridad y continuemos con una velocidad de vuelo de 40 m/s, que corresponde a un coeficiente de sustentación de 0,43. Ahora al ángulo de ataque, esto requiere conocer la pendiente de la curva de sustentación . Como un cuerpo esbelto estará ligeramente por debajo$\pi\cdot\frac{AR}{2}$, y con una relación de aspecto$AR$por debajo de 1 esto es tal vez 2,2 por radian o 0,04 por grado. En$c_L$= 0.43 esto es 11°. Multiplique el peso por el seno de 11° y obtendrá el costo de volar un ala superior completamente separada: 506 N. Arrastrar esto por el aire a 40 m/s requiere otros 20,2 kW.

Ahora a la superficie mojada: Las superficies verticales agregan tal vez otros 4 - 5 m² a los 14 m² del ala. el numero de reynolds es 11$\cdot 10^6$, por lo que el coeficiente de arrastre por fricción es tan bajo como 0.003 si la superficie es lisa. Dado que el ala superior muestra flujo separado, continuaré con 15 m² de superficie. A 40 m/s, esto equivale a 44,1 N de arrastre, lo que requiere 1,76 kw de potencia.

El tren de aterrizaje fijo y sin carenar será otra fuente de resistencia; aquí simplemente doblo el arrastre por fricción para tenerlo en cuenta también. Espero que un análisis de arrastre detallado no cambie sustancialmente el resultado.

Su idea de llenar el área de separación con un ventilador con conductos probablemente cueste aún más rendimiento. Tenga en cuenta que ahora tiene una corriente de aire de alta velocidad que fluye a través de un conducto a lo largo del fuselaje. Es mejor estrechar el fuselaje en la mitad trasera para que termine en un timón vertical.

Si ahora asumimos que evita cualquier arrastre de cola de barco de esta manera, volar recto y nivelado a 40 m/s necesitará un total de 42 kW. Agregue un 50 % para maniobrar y ascender (esos 21 kW adicionales se traducen en una tasa de ascenso de más de 6 m/s, se ve bien) y una eficiencia de la hélice de quizás un 75 % (mire esta respuesta, que podría ser tan baja como un 60 % ) . ¡en realidad!), y termina con un requisito de motor de 84 kW o 112,6 HP. Parece que necesita un motor Rotax 914 o similar, cuya masa consumirá un tercio de su presupuesto.