Primeiramente, seu cálculo para 9,8 W não parece ser baseado em nenhuma física real. Verifique as unidades! Eu não posso dizer se você fez $ P = F \ cdot m $ ou $ P = \ frac {F} {m} $, mas o resultado é ou a quantidade sem sentido de joule-quilograma por metro, ou aceleração, respectivamente. / p>
Um cálculo correto baseado em manter algo no ar, impulsionando o ar para baixo, seria o seguinte. Para manter algo no ar, você precisa expulsar a massa para baixo a uma determinada velocidade. A força para manter o objeto no ar é $$ F = m_ {object} g $$ A força gerada pela transferência de momento descendente é $$ F = \ dot {m} v $$ com $ \ dot {m} $ indicando fluxo de massa (quilograma por segundo) do ar (não a massa do objeto). O fluxo de energia (energia) necessário para transmitir este momento no fluxo de ar é $ 1 {2} \ dot {m} v ^ 2 $$ Aqui podemos tirar uma conclusão importante. O requisito de energia é arbitrariamente pequeno , aumentando o fluxo de massa e diminuindo a velocidade para baixo. Imediatamente, você pode ver porque os helicópteros têm grandes rotores e as asas dos aviões são tão grandes: eles querem afetar o máximo de massa de ar possível para aumentar a eficiência. Mesmo voar mais rápido aumenta a eficiência do levantamento (redução do arrasto induzido), afetando mais ar por unidade de tempo. É claro que, em algum momento, outras fontes de arrasto irão dominar.
Os cálculos acima assumem que a força é puramente gerada pela criação de um fluxo de massa para baixo. Isso não é realidade exata. Por exemplo, coloque sua aeronave no chão e ela não afunda, mesmo que não haja fluxo de massa. Ao voar próximo ao solo, parte do fluxo de ar para baixo cria uma pressão devido ao contato com o solo abaixo, o que também ajuda a mantê-lo no ar (isso é chamado de efeito solo). Além disso, a viscosidade desempenha um pequeno papel gerando uma força oposta ao movimento de ar descendente (embora a viscosidade seja
Vamos finalmente abordar sua ideia de usar um bico Bell. Este é um bocal que é usado em propulsores supersônicos (a 'garganta' do bocal marca a transição de subsônico para supersônico) e é usado para aumentar a velocidade o máximo possível. Isso é muito ineficiente em termos de energia, mas como os foguetes precisam carregar toda a massa do propulsor (enquanto um avião recebe o fluxo de massa "livre" ao viajar pelo ar), e precisam de mais propelente para transportar esse propelente, a velocidade vence ao invés de massa e os motores de foguete são otimizados para a velocidade do bico.