¿Por qué los drones no usan ventiladores con conductos?

La razón por la que no muchos drones usan ventiladores con conductos es la eficiencia. Los ventiladores con conductos son excelentes para vuelos rápidos hacia adelante, pero no para sustentación estática.

Explicación: Sí, el 'conducto' reduce las pérdidas en las puntas de las palas. Sin embargo, agrega pérdidas significativas en el labio de entrada y salida donde el aire adyacente se introduce en el flujo. Para ventiladores con conductos instalados en aeronaves, estas pérdidas se reducen a altas velocidades de avance y aumentan a bajas velocidades de avance. Para los drones, existe una situación con flujo de entrada perpendicular, cuando el dron se desplaza hacia los lados y el ventilador apunta hacia arriba, hay pérdidas aún mayores en el borde de entrada frontal.

El diseño de pala más eficiente para la sustentación estática es tener la pala lo más larga posible (como un helicóptero) y viajar lo más lento posible. Menos eficiente tener palas cortas que viajan a alta velocidad.

Es más fácil imaginar lo que sucede si aumenta la viscosidad e imagina que el fluido es agua en lugar de aire. Las aspas muy grandes moverían el agua solo un poco, pero sobre un área grande. sin embargo, se requerirían palas muy pequeñas para mover grandes cantidades de agua a través de un área pequeña para producir el mismo empuje. mover esa cantidad de agua aumenta la resistencia ya que las palas tienen que aspirar agua en la entrada y el agua que sale se desaceleraría muy rápidamente por el agua circundante en la salida.

Se utilizan - lo han sido durante casi 2 décadas. Echa un vistazo a Avid Aersospaces T-hawk.

AVID, en subcontrato con Honeywell, ayudó en el diseño de T-Hawk, un microvehículo aéreo (MAV) con ventilador canalizado como parte de un proyecto acelerado de DARPA. T-Hawk es un microvehículo aéreo no tripulado que brinda conocimiento de la situación en tiempo real en situaciones críticas con más de 30 000 horas de vuelo en total. (En el enlace)

El ventilador con conductos tiene un campo estrecho de velocidades donde su eficiencia es mayor que una hélice abierta o una turbina, vea la imagen, como elementos en el diseño de DF, como la distancia de la punta de la pala al conducto y otros, se discutió en Aviation Stack Exchange, puede cambiar los resultados, esto es mejor probarlo experimentalmente, de acuerdo con el uso deseado para la máquina.

Contras

Usando conductos, el peso aumentará más que la ventaja de obtener un flujo de aire suave hacia las aspas. Usando solo hélices habrá más maniobrabilidad para cambios bruscos de dirección.

ventajas

Uso de ventiladores con conductos, flujo de aire sin perturbaciones durante situaciones de viento o ráfagas

La eficiencia del ventilador canalizado puede incrementarse por la forma del conducto. Si el flujo de aire está comprimido, es decir, la sección del flujo de aire exterior es más delgada que la sección interior, el fluido está comprimido (más compresión significa más velocidad en el flujo de aire) y eso es lo que le da más confianza a las hélices normales, incluso si no están canalizadas, si usted tenga en cuenta que en los aviones de hélices pequeñas, generalmente bimotores, hay un ojo de buey pequeño y otro más pequeño en la parte posterior de los motores, ahí es donde sale el flujo de aire comprimido, un diseño más o menos similar ocurre en los motores a reacción, me refiero a aviones más grandes, no cohetes. Estaba pensando en construir un dron con ventilador canalizado, pero ninguno de los ventiladores canalizados disponibles en el mercado parece seguir este diseño.