Resposta curta: Este design provavelmente funcionará, mas será não ser muito eficiente . Ele pode ser ajustado para voar, mas quando você começa a fazer ajustes, você continua de tal forma que o resultado seria diferente.
Agora, vamos analisar suas perguntas, uma por uma:
How feasible is it to use a propellor larger than the wingspan? Is there any law of physics that prevent this configuration?
Não há lei que proíba uma hélice tão grande. Para criar impulso, você precisa acelerar uma massa de ar para trás. Quanto maior a hélice, menor a aceleração precisa ser para um determinado impulso, uma vez que um maior fluxo de massa está disponível. Isso faz com que , mas as pás maiores são mais pesadas e também produzem mais arraste por fricção, então o ponto ideal é em hélices que são um pouco menores que as asas da aeronave a que estão ligados.
What immediate consequences would be seen in the airflow behind such a large propellor? Would the wings aft of the flow still be able to produce stable lift?
Como a aceleração fornecida pela hélice à massa de ar é pequena, as asas por trás delas voam em ar quase intacto . O elevador irá balançar um pouco ao longo do tempo, porque a camada limite que flui das pás da hélice produzirá uma variação cíclica na pressão dinâmica nas asas traseiras. Isso, no entanto, não impedirá sua capacidade geral de criar sustentação.
The blades remain flat when stowed and act as an additional lifting surface; but I assume one could position them so that their loss of lift doesn't affect the balance of the plane? (Like the sketch with them centered)
Em velocidade lenta, ajuda a ter mais área de asa para a criação de sustentação. Observe o quanto as flapes de aves de caça de um avião de passageiros se movem para trás para aumentar não só a curvatura das asas, mas também sua área. Usar duas asas em formação permitiria dar à asa traseira um ângulo de ataque muito mais alto e usar a distância entre elas para refrescar a camada limite da asa traseira como se faz em abas com fenda , portanto, em combinação, seu levantamento seria mais alto do que o de uma asa da mesma área. As pás de hélice longas e estreitas desta aeronave fictícia parecem muito frágeis, no entanto, para serem úteis na adição de sustentação: elas se quebrariam em uma fração do seu potencial de sustentação se fossem construídas com materiais existentes.
Without twist, can a propellor still provide efficient thrust? Could you reproduce the twist's effect by instead varying the length of the blade's chord from root to tip?
Bom que você adicionou "eficiente"; isso muda a resposta de um "sim" para um "não". Somente com torção o ângulo de ataque local estará próximo do ótimo, mas mesmo sem torção, o empuxo será possível. Então o objetivo deve ser lançar toda a pá da hélice otimizada para os 30% externos de sua extensão. O impulso disto criará um strong momento de flexão da raiz, no entanto, e eu duvido que a lâmina de suporte fina não se rompa. Se você tentar criar um empuxo mais próximo do centro, a parte externa, que está voando na pressão dinâmica mais alta, criará um arrasto substancial, exigindo muito torque, e novamente a hélice se quebrará, mas em uma direção diferente. p>
Are there standard equations for calculating thrust and drag of a propellor that does not have twist? Or of a propellor in general?
Sim. Os primeiros bons foram publicados por A. Betz e L. Prandtl em 1919 , e as últimas melhorias substanciais foram adicionadas por Larabee . A incidência pode ser prescrita e, portanto, pode ser definida constante durante todo o período. Se você puder executar uma cópia de Mark Drela's XROTOR , você pode tentar por si mesmo.