Blainjett Aviation, una innovadora empresa emergente de tecnología de propulsión aerodinámica, anunció que las pruebas iniciales de su concepto aerodinámico de hemirrotor confirmaron su potencial para ofrecer un rendimiento más rápido y eficiente en VTOL aeronave. Las pruebas de subescala demostraron la sustentación neta positiva y la baja resistencia aerodinámica de la nueva configuración durante las fases de vuelo de ascenso/flotación, crucero y descenso/flotación.
Si nuestras pruebas de laboratorio continúan en su trayectoria actual", dice Zachary, "creemos que nuestro prototipo [configurado con hemirrotor] contará con el perfil de vuelo estacionario y de avance más eficiente de cualquier aeronave VTOL de rotor".
Blainjett está aplicando el concepto de hemirrotor a un dron de subescala como parte de un camino para demostrar que la configuración puede escalar a aeronaves tripuladas o no tripuladas más grandes en aplicaciones eVTOL desde la entrega de paquetes y carga hasta el transporte y funciones militares tácticas.
El presidente de Blainjett, Cary Zachary , descubrió la configuración mientras evaluaba una serie de modelos digitales que combinaban diseños de rotor con un tren motriz eléctrico para la "Hoverbike" de Horizon Aeronautics, de 9 pies de largo y cuatro pies de ancho, un vehículo de cercanías de corta distancia propuesto.
El diseño de "hemirrotor" de Blainjett sitúa los familiares rotores de elevación vertical (como se ve en los helicópteros, UAM o aviones no tripulados) parcialmente dentro de los lados opuestos de un fuselaje cerrado. El fuselaje en forma de superficie aerodinámica también alberga un par de motores eléctricos para impulsar los rotores de elevación. Un tercer motor situado en el empenaje sobre una cola en V invertida acciona un puntal de empuje.
El concepto gira en torno a aislar las palas del rotor en retirada de las palas en avance, neutralizando de hecho los rotores en retirada. En un vuelo estacionario, los rotores abiertos convencionales generan una cantidad uniforme de sustentación en todos los sentidos. Pero cuando un helicóptero tradicional vuela hacia adelante, sus palas de rotor avanzan hacia el viento relativo y se alejan de él durante la rotación. Esto produce una disimetría de sustentación en lados opuestos del arco del rotor, lo que eventualmente crea un límite de velocidad estricto.
Blainjett resuelve el problema encerrando la mitad interna de cada disco del rotor dentro del fuselaje del avión. El fuselaje incorpora una "puerta flotante" interna y una serie de respiraderos superiores e inferiores para facilitar el control de cabeceo y guiñada (y aliviar la presión aerodinámica interna) mientras se encuentra en vuelo estacionario. El control de balanceo se ve afectado por las entradas de energía a los rotores de elevación del fuselaje medio.
En vuelo estacionario y durante la transición a vuelo hacia adelante, los rotores en lados opuestos del fuselaje giran en el viento relativo (rotor izquierdo, en el sentido de las agujas del reloj - rotor derecho en el sentido contrario a las agujas del reloj). A medida que el prototipo de subescala de Blainjett pasa de vuelo estacionario a vuelo hacia adelante con el empuje de su propulsor, sus puertas de ventilación superiores se cierran y las palas del rotor en retirada quedan protegidas del viento relativo, negando la resistencia, la pérdida de sustentación y la eventual sustentación negativa que ocurriría en altas velocidades. El fuselaje aerodinámico, así como las palas que avanzan, por el contrario, producen sustentación progresiva.
Esto permite reducir la velocidad de los rotores y detenerlos en una posición fija recta o de ala en flecha a medida que aumenta la velocidad de avance. En esta configuración, los rotores se convierten en "alas" completamente articuladas, con una resistencia muy baja y, por lo tanto, son muy eficientes en el vuelo hacia adelante. En el modo de vuelo de mayor velocidad, pueden barrer activamente hacia atrás, girando en reversa para una mayor reducción de la resistencia. Las limitaciones de velocidad impuestas por la disimetría de arrastre y sustentación de los diseños de rotor compuesto se eliminan sin las penalizaciones de complejidad, arrastre y peso de los aviones familiares de rotor basculante.
Las pruebas de laboratorio positivas y repetibles del prototipo de hemirrotor en diferentes fases de vuelo mostraron los perfiles esperados de sustentación y arrastre para los rotores semicerrados tanto en modo giratorio como fijo. Los resultados confirmaron las suposiciones de referencia de Blainjett y proporcionaron datos experimentales para ampliar durante la siguiente fase de prueba.
La compañía ha asegurado el uso de módulos de motor eléctrico Vertiq para la integración en su próximo prototipo de subescala (V2). Los módulos de motor eléctrico de Vertiq son capaces de detener la rotación y mantener una posición fija aerodinámicamente favorable o girar libremente en dirección inversa durante las fases seleccionadas del vuelo.
En una asociación de desarrollo conjunto, Fenris Electric Systems creará controles de vuelo personalizados.
A medida que avanzan las pruebas V2 del prototipo de semidron, Blainjett está buscando posibles socios de fabricación para ayudar a escalar el concepto y validar la propiedad intelectual del diseño. Las partes interesadas pueden comunicarse con Cary Zachary como se indica a continuación.
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