¿Por qué el Zapata Flyboard Air UL consume mucho más combustible/hora que el Mosquito Air?

Ambos son ultraligeros y cumplen con la regulación ultraligera 14 CFR parte 103 de la FAA. El Mosquito Air es un helicóptero ultraligero para 1 persona, mientras que el Zapata Air UL es un hoverboard ultraligero para 1 persona propulsado por una microturbina de chorro. Pesan lo mismo y ambos solo llevan 5 galones de combustible como lo dicta la parte 103.

Los 5 galones durarán 1 hora de tiempo de vuelo de crucero en el Mosquito mientras que solo 8 minutos en el Zapata. De acuerdo, estamos tratando con diferentes tecnologías aquí y diferentes combustibles (Zapata usa queroseno, Mosquito usa avgas). Me sorprendió la diferencia en el consumo de combustible.

La física simple nos dice que masas iguales deberían requerir la misma cantidad de empuje, por lo tanto, energía, para flotar en un lugar donde la sustentación es igual al peso. El queroseno tiene una densidad de energía similar a la del avgas. Y se supone que una turbina a reacción es mucho más eficiente que un motor de gasolina de 2 cilindros y 2 tiempos.

El Mosquito se jacta de un motor de 64 hp "con la mayor relación potencia-peso del mercado actual". La empresa Zapata parece no estar tan preocupada por el consumo de combustible que consume mucha gasolina. Las 2 compañías parecen tener diferentes prioridades aquí, así que supongo que se podría mejorar la eficiencia de combustible del Zapata. Aún así, esta es una gran diferencia que es difícil de entender.

El ascensor motorizado quema mucho combustible.
"El queroseno tiene mayor densidad energética que el avgas". Fuente por favor. Todo lo que puedo encontrar dice lo contrario.
@Simon Gasoline es principalmente el pentano de hidrocarburo de 5 carbonos que se vaporiza fácilmente y es menos denso que los hidrocarburos de cadena larga de carbono que componen el queroseno. El queroseno, el JetA y el diésel son muy similares en densidad y composición de energía, con una diferencia de menos del 1 % entre ellos. No creo que estés discutiendo que el diesel tiene una mayor densidad de energía que la gasolina. El pentano crudo no es lo suficientemente denso en energía, por lo que se agrega el octano, el hidrocarburo de 8 carbonos, para que tengamos un índice de octano. 100LL tiene una clasificación de 100 octanos con compuesto de plomo agregado, que podría tener una densidad de energía similar al queroseno.
@Simon Abriré este tema como una pregunta separada.
@Simon, tienes razón, mi mala pregunta corregida.
@simon Kerosine tiene la densidad de energía más alta, la gasolina tiene la energía específica más alta. Al comparar la resistencia de un tanque de 5 galones, la primera es más relevante. es.wikipedia.org/wiki/…
@sdenham 100LL no figura en el gráfico de wikipedia. El octanaje muy alto supera al queroseno tanto en densidad de energía (energía/volumen) como en energía específica (energía/masa) en un 5 a 10%.
@ 0tyranny0poverty Me resulta sorprendentemente difícil encontrar una fuente que indique un número para 100LL explícitamente: la que encontré hace referencia a una fuente principal que dice "gasolina de aviación" da ~ 31 MJ / L (más del 10% menos que la cifra de gasolina genérica en Wikipedia ). Si bien esta publicación parece usar principalmente "gasolina de aviación" para referirse a 100LL, no es definitivo. (Nota: la publicación también dedica algo de tiempo al hecho de que la energía específica y la densidad de energía de los combustibles de hidrocarburo generalmente están inversamente relacionadas). ¿Cuál es su fuente?

Respuestas (3)

Es la diferencia entre los motores a reacción y las hélices. Es mucho más eficiente acelerar más aire a una velocidad baja que acelerar menos aire a una velocidad más alta. Para alas fijas, la única razón para usar chorros es si las hélices alcanzan su límite de velocidad, cuando las puntas superan la velocidad del sonido.

El vuelo estacionario es particularmente exigente en el consumo de combustible. El Mosquito Air quema su combustible mucho más rápido que 1 hora cuando permanece suspendido todo el tiempo. Navegar en un helicóptero hace que el consumo de combustible sea un poco más similar al de un ala fija: las palas del rotor comienzan a actuar más como alas y pueden usar la velocidad del aire para reducir la resistencia inducida. Todavía menos eficiente que el crucero de ala fija, pero más eficiente que el vuelo estacionario en helicóptero.

El Zapata Air UL siempre está suspendido, no tiene alas y es un jet. Nunca obtiene el efecto de mayor eficiencia del vuelo hacia adelante que obtiene un rotor. ¡Y los jets son realmente muy ineficientes a bajas velocidades!

Sin embargo, es un dispositivo bastante bueno.
la declaración sobre la velocidad del aire aclaró la niebla de mi mente. E = 0,5 mvsq, por lo que más masa de aire a menor velocidad es más fácil que menos masa a mayor velocidad, ya que estamos tratando con la velocidad al cuadrado.
Sí, empuje = metro ˙ ⋅ ( V mi − V 0 )
¿Podrías ponerle alas al Flyboard?
no es parte del diseño
mi peso corporal actual estaría por encima de la carga útil de cualquiera de las embarcaciones, incluso con medio tanque de combustible, por lo que necesito conseguir una que funcione con el pedal de una bicicleta si existe tal cosa y quemar esas libras :)
@Otyranny Opoverty como este?
Todavía sería demasiado pesado para levantarme del suelo. para el primer mes de pedaleo de todos modos.

Primero, comparemos manzanas con manzanas, y comparemos el Flyboard con el Mosquito XET, la versión con turbina de gas. El Mosquito XET con su motor turboeje solar de 90 hp consume alrededor de 8,5 gph, mientras que el Flyboard con seis turborreactores pequeños es más como 38-40 gph.

Además de la mayor eficiencia de las hélices sobre el escape de chorro puro, también considere que el XET tiene un solo motor de turbina de gas, mientras que el Flyboard tiene seis motores de turbina de gas mucho más pequeños.

Las turbinas de gas son más eficientes cuando se hacen más grandes, que es la razón principal por la que los grandes aviones bimotores están desplazando a los aviones de cuatro motores para los viajes internacionales. Uso de combustible mucho más eficiente, ahora que los gemelos más grandes obtienen la certificación ETOPS.

Sé que esta publicación es un poco antigua, pero encontré esta publicación mientras intentaba averiguar qué turbinas usa Zapata. Parece haber una percepción errónea de cómo vuelan/flotan los helicópteros en comparación con cómo los motores de turbina producen empuje.

Los helicópteros en realidad NO vuelan empujando/empujando aire hacia abajo, aunque eso es, en parte, el resultado de lo que está sucediendo. Los helicópteros crean ELEVACIÓN a través del perfil de las palas del rotor y el ángulo de ataque que varía según la entrada del operador (al menos en los chicos más grandes). Como no me gustan los helicópteros, no sé si los helicópteros diminutos como el Mosquito pueden variar el ángulo de ataque, lo que hace que el mecanismo sea un poco más complicado.

Si observa el perfil de una pala de helicóptero, generalmente es el mismo que el ala de un avión. Cuanto más rápido gira (y, por lo tanto, se mueve por el aire), más ELEVACIÓN se genera y, finalmente, se genera suficiente elevación para levantar/propulsar el helicóptero.

Un motor de turbina proporciona EMPUJE, y es el EMPUJE lo que levanta/propulsa cosas como la tabla de Zapata.

"No sé si los pequeños helicópteros como el Mosquito realmente pueden variar el ángulo de ataque" ¿De qué otra manera sería controlable?
La sustentación se crea empujando el aire hacia abajo. Para crear una fuerza hacia arriba en la aeronave, se debe aplicar una fuerza hacia abajo al aire por principio de acción y reacción y eso empuja el aire hacia abajo. Y debido a que el impulso crece linealmente con la velocidad, pero la energía cinética con su cuadrado, empujar más aire más rápido requiere menos potencia inducida. Y el mecanismo no es tan diferente de todos modos. El perfil del rotor y las palas del compresor es casi el mismo, solo que las palas del rotor son pocas y largas para empujar un poco de aire y las del compresor son muchas y cortas para empujar poco aire.
¿Por qué el Zapata Flyboard Air UL consume mucho más combustible/hora que el Mosquito Air?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v