Como calcular a velocidade mínima de vôo em propulsão distribuída?

A melhor maneira de prever o desempenho de uma asa de propulsão distribuída (especificamente o conceito de asa X-57 da NASA) é pensar nas hélices ao longo do vão como um dispositivo de elevação que aumenta a sustentação da asa através da interação com o retalhos de borda de fuga, em vez de geradores de vento. Em outras palavras, as hélices aumentam a asa C_L, permitindo que você tenha uma asa menor para as mesmas distâncias de pouso e decolagem.

Com muitas hélices pequenas, você obtém desempenho que se assemelha a uma aba de jato ou aba soprada externamente, mas sem a complexidade de dutos internos ou não uniformidade devido a um pequeno número de motores.

A regra otimista da teoria do aerofólio fino é que, para uma seção 2D $ c_ \ ell = \ frac {\ parcial c_ \ ell} {\ parcial \ alfa} \ alfa + \ frac {\ parcial c_ \ ell} {\ parcial \ delta_F} \ delta_F $

$ \ frac {\ parcial c_ \ ell} {\ parcial \ alpha} = 2 \ pi (1 + 0.151 \ sqrt {c_J} + 0.219c_J) $

$ \ frac {\ parcial c_ \ ell} {\ parcial \ delta_F} = 2 \ sqrt {\ pi c_J} \ left (1 + 0.151 \ sqrt {c_J} + 0.139c_J \ right) ^ {\ frac {1} {2 }} $

onde $ c_J = 2 \ frac {h_J} {c} \ frac {V_J} {V_ \ infty} $

$ V_J $ pode ser calculado a partir da teoria do momento da hélice, com base na área do disco, potência de entrada e eficiência assumida.

Tenha em mente que isto é para seção $ c_L $, e precisará de correções 3D para todo o veículo com base na porcentagem de span com hélices, fluxo induzido, etc. Também é razoável apenas no limite de pequenas deflexões da aba e ângulos de ataque. Os dados do túnel de vento ou os relatórios de teste de voo podem ser um local melhor para obter uma estimativa de primeira passagem.

https://www.researchgate.net/publication/299641308_Comparison_of_CFD_and_Experimental_Results_of_the_LEAPTech_Distributed_Electric_Propulsion_Blown_Wing

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19740003719.pdf

https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2019-3170