Um helicóptero pode operar continuamente em um ambiente pequeno, fechado e vedado?

Um helicóptero desenvolve sustentação acelerando o ar para baixo através de seus rotores. Isso depende do ar acima dos rotores ser lento o suficiente para que os rotores acelerem o ar o suficiente para fornecer sustentação suficiente. Ao pairar no ar parado, o ar que entra tem velocidade zero em relação ao helicóptero. Enquanto é claro que o ar é conservado, em um grande volume de ar, o downwash é capaz de se difundir muito mais, e grande parte dele não circula imediatamente de volta acima do helicóptero.

Se o helicóptero estivesse fechado em uma esfera, quanto menor a esfera, menos o ar seria capaz de se difundir. O descongelamento iria circular de volta ao topo da esfera, onde os rotores retomariam o ar. Os rotores seriam menos eficazes na aceleração do ar que está chegando com velocidade significativa, assim como uma hélice desenvolve menos impulso com o aumento da velocidade de avanço. O hover bem-sucedido dependeria do helicóptero ser capaz de desenvolver a sustentação a uma taxa de circulação onde o ar pode diminuir o suficiente para que os rotores sejam eficazes.

Parece uma experiência bastante gerenciável para alguém tentar em casa ...

    

Um sério perigo para o vôo de helicóptero é voar em um estado do anel de vórtice , causando uma parada.

Essentially, the helicopter descends into its own downwash. When the condition arises, increasing the rotor power merely feeds the vortex motion without generating additional lift

Vários helicópteros caíram como resultado.

Este estado seria estabelecido muito rapidamente para um helicóptero em um contêiner confinado.

    

Helicópteros modelo internos não seriam capazes de voar se a resposta fosse não.

Claro que pode, mas o gabinete deve ser grande ou pequeno o suficiente para evitar toroidal

1. Um recinto muito grande que permite velocidade de avanço suficiente para que o helicóptero nunca voe sozinho,
2. um teto muito baixo ou
3. um recinto muito estreito.

O caso 1 é trivial, então eu fico aqui no caso 2: Se você pilotou um helicóptero modelo interno, provavelmente sabe que não é aconselhável chegar muito perto do teto: o helicóptero se tornará instável e será sugado. bem dentro dele. Isso é causado pelo efeito de solo (ou melhor efeito de salivação neste caso): a eficiência das lâminas aumenta quanto mais perto elas estão de uma superfície horizontal e o helicóptero precisa de menos torque para o mesmo elevador. Quando a cabeça do rotor estiver tocando o teto, você precisará cortar a energia quase a zero para liberá-la novamente. O mesmo efeito pode agora ser usado para voar no espaço restrito, porque ele impedirá o vórtice toroidal do estado de anel de vórtice do desenvolvimento.

Agora, a explicação para o caso 3: Se você insistir em não tocar em nenhuma superfície, o vórtice logo se desenvolverá e reduzirá a sustentação. Quanto tempo você pode pairar depende do volume de ar, e há um mínimo quando o diâmetro do compartimento é aproximadamente o dobro do diâmetro do rotor. Quando o diâmetro se torna menor, o vórtice será novamente inibido e, quando o invólucro for pequeno o suficiente, o rotor parecerá um ventilador em um duto. Agora, novamente, menos energia é necessária para a elevação - apenas o suficiente para manter a diferença de pressão necessária através do disco do rotor.

Devo acrescentar que essa solução funcionará melhor com um rotor coaxial e não haverá um ressalto na extremidade .