Como a eficiência de uma asa fixa se compara a uma asa rotativa?

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A asa fixa é mais eficiente que a asa rotativa?

Se sim, por que isso acontece?

    
por user2174870 02.06.2014 / 17:51

2 respostas

Os helicópteros usam mais combustível que os aviões (considerando que todo o resto é igual).

Quando os helicópteros estão viajando devagar, eles precisam de mais energia para manter seu peso. Ao viajar rapidamente (de acordo com seus padrões), o arrasto do rotor é muito alto. Esta é a principal razão pela qual eles precisam de mais energia. Mais poder = mais combustível.

Aviões convencionais têm muito menos arrasto em um dado peso e velocidade do que um helicóptero.

Helicópteros viajam devagar. Quando eles queimam mais combustível por hora e viajam devagar, o consumo de combustível por milha é muito pior. Eles também ficam baixos. A maioria tem motores de turbina, turbinas queimam muito combustível em baixas altitudes.

A Wikipedia tem um bom artigo sobre eficiência energética em diferentes veículos .

  • Two-seater and four-seater flying at 250 km/h with old generation engines can burn 25 to 40 liters per flight hour, 3 to 5 liters per 100 passenger km.
  • The Sikorsky S-76C++ twin turbine helicopter gets about 1.65 mpg-US (143 L/100 km; 1.98 mpg-imp) at 140 knots (260 km/h; 160 mph) and carries 12 for about 19.8 passenger-miles per gallon (11.9 litres per 100 passenger km).
    
02.06.2014 / 18:05

Aeronaves de asa fixa são geralmente muito mais eficientes que as aeronaves rotativas. Isso é por causa da diferença em como eles geram sustentação.

Para aviões de asa fixa, eles usam um motor para manter o avião em movimento. O fluxo de ar sobre as asas gera elevação. O motor deve superar apenas o arrasto do avião (em vôo nivelado). Esse arrasto é devido à forma de arrasto do avião e à geração de sustentação das asas.

Para uma aeronave rotativa, o motor mantém os rotores em movimento. A rotação dos rotores gera elevação, mas esta também é a principal força usada para mover a aeronave para frente. Portanto, neste caso, os rotores não apenas fornecem o elevador para manter a aeronave no ar, mas também o impulso para mantê-la em movimento.

Em uma aeronave de asa fixa, a hélice pode ser eficiente no fornecimento de empuxo para a frente, e a asa pode ser eficiente em fornecer sustentação. Em uma aeronave rotativa, os rotores devem servir em ambos os papéis e resultar em um compromisso.

Quando um helicóptero entra em um hover, ele está usando todo o seu poder para fornecer sustentação, enquanto um avião de asa fixa pode entrar em um padrão de espera com energia suficiente para compensar a resistência.

Comparando a eficiência do levantamento contra o arrasto de diferentes aeronaves mostram a menor eficiência de um helicóptero . Um Cessna 150 tem um L / D (elevador para arrastar relação) de 7 em cruzeiro, enquanto um helicóptero teria apenas cerca de 4,5 em cruzeiro. Outras fontes mostram que aeronaves pequenas podem alcançar um L / D de mais de 10 .

Há também um limite de velocidade para helicópteros que os impede de ir tão rápido quanto a maioria dos aviões turboélice ou a jato. Isso ocorre porque as pontas dos rotores devem permanecer em velocidades subsônicas. Helicópteros atuais como o UH-60 estão limitados a cerca de 200 nós. Designs mais recentes, como o Eurocopter X3 e Sikorsky X2 é capaz de até 250 nós, mas ainda está em desenvolvimento.

Para comparação, um pequeno helicóptero e um pequeno avião de asa fixa. Embora o PA-31 (asa fixa) seja mais pesado que o 206 (helicóptero) e possa transportar mais passageiros, ele pode voar mais rápido e mais longe do que o helicóptero. A "economia de combustível" de milhas náuticas por galão é baseada na capacidade de combustível e no alcance máximo, portanto, não é um número exato de queima de combustível real.

Além disso, o PA-31 terminou a produção em 1984, enquanto o 206B-L4 é a versão mais recente ainda em produção.

Sino 206B-L4

  • 1 piloto, 4 passageiros
  • Velocidade máxima de 120 kts
  • Intervalo 374 nm
  • Combustível 110,7 gal
    • 3,4 nm / gal

PA-31 Navajo

  • 2 pilotos, 7 passageiros
  • Velocidade máxima 227 kts
  • Faixa de 1011 nm
  • Combustível 187 gal
    • 5,4 nm / gal
02.06.2014 / 18:05