¿Cómo puede este avión ser estable/maniobrable?

La nueva ola de conceptos de aviones VTOL eléctricos (Joby Aviation, Zee, Lilium , Airbus A 3 , etc...) ha producido algunos diseños atrevidos y poco convencionales.

Ahora mi pregunta es cómo el concepto de Lilium puede ser estable y/o maniobrable, dada la siguiente configuración:

el concepto de lilium

Lo que me llama la atención es la falta de una superficie que cree una fuerza para contrarrestar el impulso generado por la distancia entre la sustentación del ala y la fuerza gravitatoria.

Y aunque el control alrededor del eje de guiñada parece posible con empuje diferencial, me pregunto cómo se controla la aeronave alrededor del eje de cabeceo.

Desde la parte delantera del fuselaje, se despliegan algunas superficies similares a canard con hélices integradas para proporcionar capacidades de vuelo estacionario, sin embargo, parece que se supone que se retraen durante el vuelo hacia adelante.

Desplegado "canard"

Algunos podrían sugerir que las imágenes son pura obra de arte, pero Lilium y sus inversores parecen creer en el concepto:primer modelo

Financiación de 10 millones de euros de una empresa de capital de riesgo con sede en Londres

Esas imágenes representan arte, no ingeniería.
Debe ser un sistema antigravedad. No creo que las alas generen sustentación con los motores en el camino de la corriente de aire.
@JonathanWalters A primera vista, eso es lo que yo también pensaría. Sin embargo, Lilium afirma estar desarrollando exactamente este avión. Alguien parece creer en esto: medium.com/lilium-aviation/…
Pues bien, me encantaría saber las limitaciones operativas esperadas por turbulencia y ráfagas de viento. Tengo problemas para imaginar que un diseño así podría manejar muy bien condiciones tales como ráfagas de 20 a 39, turbulencia orográfica y cizalladura del viento de bajo nivel. ¿Un diseño solo para clima tranquilo?
¿Podría ser el cuerpo de la aeronave generando sustentación?
Iba a decir que no puede planear, pero luego leí que tiene un paracaídas de fuselaje completo, así que me corrijo.
no entiendo la pregunta
Si bien no creo que la magnitud sea suficiente para resolver el problema, si todo el peso de los motores y las baterías estuviera en el borde de fuga del ala, el CG podría estar más atrás de lo que intuitivamente parece. Pero probablemente no lo suficiente más. Parecería que podría mover el ala hacia adelante bastante mientras mantiene una buena visibilidad hacia abajo, la pregunta es si sería suficiente visibilidad para un aterrizaje de vuelo estacionario vertical, o solo un descenso extremadamente pronunciado.
Me imagino que esa cosa hermosa volará como un volante .
Algunos clips de un vuelo de prueba se publicaron hoy en los medios, si eso ayuda en algo.
@RobieBasak tan falso como todo lo demás sobre la cosa. Tenga en cuenta cómo las 'superficies delanteras retráctiles' nunca podrían retraerse y dejar espacio para las piernas de un piloto, o incluso porque juntas son más anchas que el espacio en el que tienen que retraerse...
Ese vuelo de prueba es claramente un dron modelo a escala y nunca retrae sus chorros "flotantes" hacia adelante. Desde el punto de vista de la t, parece que si los retractara, caería rápidamente hacia su destrucción. @ Notts90 Parece que podría estar diseñado como un cuerpo de elevación.

Respuestas (6)

Lo que me llama la atención es la falta de una superficie que cree una fuerza para contrarrestar el momento generado por la distancia entre la sustentación del ala y la fuerza de la gravedad.

Usted no está solo. Lo creas o no, Lilium se puso en contacto conmigo para pedirme consejo y yo les pregunté básicamente lo mismo. Nunca respondieron.

Estoy de acuerdo contigo, esto nunca funcionará y los inversores se quemarán.

Mi consejo para ellos sería mover las alas hacia adelante. Esto permite mantener el fuselaje básicamente sin cambios: no desea que el larguero principal vaya donde se sienta el piloto. Pero dadas las alas pequeñas, esto necesita un barrido sustancial.

Actualización de esta respuesta, febrero de 2020:

Ahora han reforzado su bulo y se han saltado la retractabilidad, pero todo lo que pueden mostrar es un vuelo estacionario durante unos minutos como máximo. Travesaño sin vuelo aerodinámico. El alcance de 300 km y el tiempo de vuelo de una hora aún son imposibles con la tecnología a corto plazo. Mi veredicto es firme: los inversores se quemarán.

Es sorprendente que llegaran al modelo a escala real sin realizar pruebas en el túnel de viento o incluso modelarlo en X-Plane para determinar sus características. Supongo que este diseño solo funcionaría en la configuración VTOL o donde los motores delanteros pueden actuar como un bulo.
Su página de desarrollo muestra varias pruebas de vuelo, pero todas parecen tener un ventilador con conducto hacia adelante en la posición donde están los círculos en la imagen de arriba: lilium-aviation.com/development.html
"Lilium se puso en contacto conmigo para pedirme consejo..." -- todos sabíamos que Peter era bueno. ¡No sé si muchos de nosotros sabíamos que era tan bueno!
Solo preguntaría si esas "alas" son realmente alas, o simplemente pilones de montaje aerodinámicos para los motores eléctricos. También me pregunto por qué la obra de arte no muestra el cable de extensión, porque no hay suficiente espacio para baterías para más de unos pocos minutos de vuelo :-)
Tal vez haya algunas toneladas de baterías en la cola./eyeroll
@SteveS, por lo que es un multicóptero con algunas cosas que parecen alas para que los ocupantes se sientan mejor.
Su modelo de demostración a escala 2:1 definitivamente está volando como un multicóptero, no hay suficiente movimiento hacia adelante. No es tan pesado como los 300 kg que debería pesar (como modelo 2:1). Creo que la única estrategia viable para ellos es usar el capital de inversión para construir primero una máquina del tiempo, que luego podrían usar para robar tecnologías de ingeniería de grafeno y baterías de iones de litio de grafeno del futuro.
@Adrian Thompson Phillips: No creo que ni siquiera las baterías de iones de litio de grafeno proporcionen suficiente energía. Necesitan ir de lado al universo de Star Trek y traer un montón de cristales de dilitio :-)
"Esta cosa nunca volará y los inversores se quemarán": aparentemente vuela, según algunos clips cortos de un vuelo de prueba publicados hoy en los medios. Parece que está usando ventiladores que apuntan hacia abajo en lugar de usar las alas para levantarse.
@RobieBasak: Gracias por el enlace. Lo que ves es algo que usa sus alas solo para colocar hélices, pero no para crear sustentación, como bien dices. Está volando lentamente y la película incluso se repite para crear la impresión de un tiempo de vuelo más largo. No veo razón para revertir mi juicio.
Aquí hay un mejor video de su primer vuelo con drones.
@Bergi: no llamaría exactamente a esto volar, flotar sí, pero no volar. Por ahora, las alas son únicamente para mantener en su lugar los ineficientes puntales con conductos.
@SteveS He visto muchos sitios web de kickstarter o similares diseñados para atraer a capitalistas de riesgo y otros inversores con afirmaciones grandiosas "respaldadas" por videos e imágenes que son claramente falsas para cualquier persona con un poco de conocimiento sobre física u otra ciencia relacionada que exceda la escuela primaria. niveles Esto parece, por lo que parece, no ser diferente.
@ m2as3registeredservicesohmone: han colocado algo que se ve bastante diferente a como se veía cuando escribí esta respuesta.
Supongo que comprar una aerolínea no es la única forma de volverse millonario en el negocio de la aviación...
Simplemente muestra una de mis reglas fundamentales sobre la industria aeroespacial: siempre tenga cuidado con el niño prodigio de Silicon Valley que afirma ser capaz de hacer lo que otros han luchado por hacer durante décadas.
@PeterKämpf lilium-aviation.com/files/redaktion/refresh_feb2021/investors/… una evaluación detallada del desempeño de Lilium.
@slitvinov Lo que se necesita son ingenieros externos a la empresa que digan que funcionará, no que la gente pida el dinero. Si quieren un vehículo que use ascensor, entonces eso debe ser inherente al diseño. Ya sabemos que soplar aire al suelo muy fuerte hará que algo despegue. Eso no es nueva tecnología. Mi problema con el diseño del canard emergente es que no hay lugar en el interior para ocultar ambas unidades y luego empujarlas hacia afuera, bloquearlas en su lugar para usarlas sin ser realmente pesadas. ¿Dónde pones la palanca con casi ningún espacio entre las unidades cuando están en el interior?

Esto se parece mucho a muchos otros proyectos de tecnología similares que en realidad están más diseñados para generar dinero rápido mediante subvenciones agrícolas y financiación colectiva que con cualquier expectativa realista de producir un producto que funcione.

Dado que no hay detalles técnicos aparte del arte conceptual y no hay diseños remotamente similares que vuelen , la cuestión de cómo podría volar es puramente especulativa y no hay datos de ingeniería significativos para comentar.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Parece que han notado sus problemas de estabilidad y están tratando de actualizar el diseño. Ala fija permanente hacia adelante ahora y winglets las alas traseras.

Que maravilloso progreso. ¿Qué pensarán a continuación, una cola vertical?
Sí, T, con otro juego de ventiladores con conductos.

A menos que el cuerpo tenga algunas propiedades de elevación significativas, la nariz se hundirá y el avión no volará (sin los canards extendidos).

En una situación sin energía, sin un estabilizador vertical y algo de equilibrio de elevación hacia delante y hacia atrás, este avión sería un dardo de césped.

Probablemente no pueda. Esta configuración de ala está diseñada para un rendimiento extremo, ya que es extremadamente inestable. Los aviones militares suelen ser inestables, lo que los hace girar más rápido. Se supone que los aviones civiles son estables, lo que los hace girar lentos, cómodos y seguros.

Crear un transporte aéreo inseguro que sea muy incómodo y difícil de volar para crear capacidad de combate aéreo para una nave civil es A: locura o B: intentar que se vea genial a costa de todo lo demás. Así que es una estafa para los inversores.

Una posibilidad es que la parte superior de la carcasa del motor esté diseñada para funcionar como un elevador, pero la pregunta una vez más es "¿por qué?".

Considere la tercera imagen: mire la cuerda del ala y compárela con la actitud de la nariz (ángulo de incidencia). Está claro que el morro apuntará bastante alto, con una cantidad sustancial de aire golpeando el vientre de la aeronave, moviendo así el centro de presión hacia adelante, posiblemente lo suficientemente cerca del centro de masa.

Existe un ángulo de incidencia que neutraliza la rotación alrededor del eje de cabeceo, aunque esto no da como resultado una condición de equilibrio estable. Se requiere cierto control activo para evitar voltear el avión hacia abajo o hacia atrás.

Este es un comentario (tratando de convencerme), no una respuesta. -1
No hay forma de que la nariz sea muy ligera, ya que se supone que tiene capacidad para dos personas.
El ascensor, si lo hay, solo podría emerger a gran velocidad. Presumiblemente, puede llegar allí desde un régimen de baja velocidad sin volcarse apuntando los propulsores delanteros hacia abajo. Pero incluso entonces, va a ser inestable.
¿Cómo puede este avión ser estable/maniobrable?
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