Você está certo de que é mais eficiente acelerar uma grande massa de ar para uma velocidade menor. Mas há outras coisas a considerar aqui:
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O controle de atitude, ou seja, a transição é baseado no downwash gerado pelas hélices (ao contrário dos helicópteros). Ou você deve ter downwash de alta velocidade ou atingir velocidades mais altas para os controles de voo se tornarem operacionais. Atingir velocidades mais altas em voo vertical sobrecarregaria os motores e as hélices de maior velocidade, no entanto, menos eficiente teria sido a melhor escolha.
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Rotores enormes, como em helicópteros, teriam sido eficientes, mas também traziam os problemas relacionados de flapping, chumbo e atraso e queda, especialmente levando a problemas durante a transição. Há também problemas com a velocidade da ponta, especialmente para o papel de interceptor de alta velocidade para o qual essas aeronaves foram projetadas.
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Uma das considerações de design foi o uso de bordo (até mesmo submarinos foram falados), condições em que rotores de maior diâmetro teriam sido uma dor de cabeça - você tem que encontrar maneiras de dobrá-los, por exemplo.
No final, o uso de rotores menores teria sido influenciado por uma razão muito mais mundana: a disponibilidade de um mecanismo potente. Note que ambas as aeronaves foram alimentadas por variantes do mesmo turbopropulsor Allison T40 modificado , o nenhum motor classificado para decolagens e aterrissagens verticais disponíveis - que consistia de dois Allison T38s amarrados juntos para operar a mesma caixa de engrenagens com hélices rotativas.
Na verdade, o mais pesado Lockheed XFV nunca fez o vôo de transição, esperando por um T-40 mais potente e fez apenas vôos horizontais com trens de pouso longos (o que teria impedido o uso de rotores de maior diâmetro - embora eu não tenha certeza se isso era uma consideração).