¿Cuánto tendré que modificar mi helicóptero para que vuele supersónico?

Como se explica en esta pregunta , los aviones de ala giratoria actuales no pueden superar la velocidad del sonido debido a la pérdida de las palas en retirada y al hecho de que el estampido sónico literalmente arrancaría el rotor. Sin embargo, quiero tener una nave de búsqueda y rescate similar a un helicóptero que pueda volverse supersónica. ¿Cuál es la cantidad mínima de cambio de un helicóptero actual que permitiría que mi helicóptero se vuelva supersónico ?

Parámetros:

  • Mi avión debe poder despegar verticalmente.
  • Mi avión no debe romperse después de un solo vuelo supersónico.
  • El 'helicóptero actual' al que me refiero es el Westland Lynx , que actualmente tiene el récord de velocidad en el aire de un helicóptero con 400,87 km/h.
  • El cambio máximo es el F-35B Lightning II , el único avión V/STOL actual capaz de realizar vuelos supersónicos.
  • Preferiría que el helicóptero mantuviera sus rotores, y si no eso, su forma, pero si eso no es posible, estaría bien.
quitar la hélice y colocar un motor de reacción. Tu helicóptero se convertirá en un avión de despegue vertical.
@ L.Dutch Iba a publicar un comentario similar a lo que dijiste, pero luego me di cuenta de que podía escribir una respuesta bastante larga que detalla los problemas exactos que veo.

Respuestas (2)

Básicamente tienes que convertirlo en un avión. O haz que se convierta en un avión.

El retroceso de la pérdida de palas es un defecto inherente que viene con la forma de un helicóptero y sus rotores; no hay forma de eliminarlo por completo de la ecuación. El problema de la "forma" al que me refiero es la forma del casco: un helicóptero no genera sustentación a partir del movimiento hacia adelante.

Los aviones generan sustentación a través de la aerodinámica, mientras que los helicópteros deben depender únicamente de sus rotores.

Entonces, la solución más fácil es tener un "helicóptero" con forma de caza (con los motores y todo), y diseñar el avión de tal manera que su uso del rotor principal se limite a la parte VTOL del vuelo. Tan pronto como la nave alcanza una altitud lo suficientemente alta, desacopla los rotores y los expulsa o, utilizando algún otro mecanismo, pliega y oculta las palas del rotor en el cuerpo del avión (lo cual, para que conste, no es una muy buena idea, y sería vienen con un montón de otras complicaciones), luego activa los motores de su avión, lo que le permite un vuelo regular.

Pero esto viene con más complicaciones. El cuerpo plano de un avión/caza significa que el rotor debe ser extremadamente fuerte y las palas mucho más largas para generar la misma cantidad de sustentación, ya que el cuerpo del avión bloquearía la mayor parte del rotor interior: los rotores generan sustentación por empujando el aire hacia abajo, lo que no funciona cuando hay algo bloqueándolo unido al rotor. Por lo tanto, se necesitaría un área de pala de rotor más grande para compensar la forma de la nave.

Nota: El rotor también debe ser capaz de soportar la fuerza del rotor que intenta literalmente arrancarse del avión.

Suponiendo que el problema anterior esté bien, lo que realmente hemos descrito aquí es un avión con rotores para despegar. Pero entonces, ¿por qué molestarse con los rotores en primer lugar? Los aviones no tienen problemas para despegar solos, y agregar el rotor adicional solo agrega peso y complejidad innecesaria a la nave.

Veamos ahora para qué se utilizan estas embarcaciones. Un avión se usa para llegar a algún lugar/interceptar rápidamente, o para actuar como un caza rápido y móvil en el ejército. Esta nave combinada apesta en comparación con un luchador normal debido al peso adicional que hemos agregado y las (posiblemente) palas del rotor ocultas.

Se utiliza un helicóptero cuando se requiere estabilidad y desea cargar objetos en el cuerpo del avión mientras se desplaza. De hecho, la principal razón para tener helicópteros podría reducirse a esta capacidad de vuelo estacionario. Esta nave combinada no puede flotar porque para hacerlo, primero tendría que volver a desplegar sus rotores. Esto significa que tiene que reducir la velocidad antes de hacerlo, pero disminuir la velocidad detendría el avión y/o conduciría a una muerte segura. No factible.

Esencialmente, esta fue una idea estúpida. Un avión regular o un helicóptero regular eclipsan esta combinación de embarcaciones en sus casos de uso esperados.

Bueno, no pensé que tenía que ser tan drástico.
Física, ella es una amante cruel, :-)
¿Qué tal un sabor supersónico del águila pescadora? youtube.com/watch?v=xnOw3clRIoI
Todavía va a ser demasiado ruidoso, y las cuchillas aún serían arrancadas por el estampido sónico probablemente.

Aunque ya se seleccionó una respuesta, ofreceré un proyecto histórico para hacer precisamente eso (y, de manera interesante, responderé algunas de las objeciones que Airy proporcionó en su respuesta).

A principios de la década de 1950, con base en las experiencias de búsqueda y rescate en la Segunda Guerra Mundial, se pensó que se necesitaba algo así como un "helicóptero supersónico". El vehículo debería poder llegar rápidamente al lugar del accidente (antes de que el piloto sucumbiera a la hipotermia si se zambullera en el agua, o a la acción del enemigo si fuera derribado sobre territorio enemigo), pero debía poder flotar durante períodos prolongados para efectuar la búsqueda y el rescate. sobre el área donde cayó el piloto.

El Sikorsky XV-2 fue un proyecto diseñado para hacer precisamente eso. Un avión delgado con forma de delta aproximadamente que monta un rotor retráctil de una pala extendió el rotor para despegar, volar y aterrizar, y lo retrajo para volar hacia adelante. Si bien el avión en sí no era supersónico (siendo un "avión X" para probar el concepto), no hay razón para creer que dicho diseño no podría desarrollarse con el tiempo para alcanzar velocidades supersónicas.

1954: S-57 (XV-2) No es un helicóptero real como lo conocemos hoy, fue un programa de desarrollo conjunto propuesto por el Ejército de EE. UU. / USAF para un convertiplano propulsado por un motor radial.

El sistema presentaba rotores que se plegaban para el despegue y el aterrizaje y se plegaban y almacenaban en el fuselaje para un vuelo nivelado. El número de serie 54-4403 se asignó al prototipo, pero se canceló antes de que se construyera.

https://www.helis.com/timeline/sikorsky2.php

Se pueden encontrar más detalles aquí: http://www.sikorskyarchives.com/S-57%20CONVERTIPLANE.php

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Sikorsky XV-2 de " Plástico Fantástico "

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Otra vista del " modelo Fantastic Plastic"*

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Imagen retocada con Photoshop que demuestra cómo se vería un XV-2 al pasar el mouse por encima