Als je een drone-enthousiasteling bent, weet je waarschijnlijk dat de meeste drones een redelijk vergelijkbaar ontwerp hebben, in die zin dat ze propellers gebruiken om lift te bereiken om zichzelf in de lucht te krijgen, vergelijkbaar met hoe helikopters werken. Dat gezegd hebbende, vraag je je misschien af waarom de meeste drones op deze manier zijn ontworpen en geen andere manier gebruiken om zichzelf voort te stuwen, bijvoorbeeld een ontwerp zoals een geleide ventilator. Dus waarom gebruiken drones geen geleide ventilatoren?
Kanalen ventilatoren zijn gewoon niet zo efficiënt als propellers voor statische lift. Ze hebben kleinere bladdiameters en motoren met een lager koppel, en kunnen compenseren met een hoger toerental en meer ventilatorbladen om de benodigde stuwkracht te leveren, maar dit betekent dat ze niet zo efficiënt zijn als propellerbladen bij gebruik op drones.
Je hebt misschien gezien dat geleide ventilatoren worden gebruikt in veel verschillende vliegende objecten of zelfs vliegende voertuigen. Je moet echter ook begrijpen dat er een verschil is tussen die objecten en voertuigen en een drone. Drones, hoe klein en licht ze ook zijn, moeten veel efficiënter werken. Laten we dus proberen meer te begrijpen over waarom drones geen geleide ventilatoren gebruiken.
Hoe effectief zijn kanaalventilatoren?
Als je naar verschillende vliegende objecten kijkt die een bepaald niveau van stuwkracht nodig hebben om in de lucht te komen, moet je er rekening mee houden dat deze motoren nodig hebben die hen voortstuwen in de richting die ze willen gaan. Een van de belangrijkste manieren om dat te doen, is door een klassieke propellerventilator te gebruiken die met hoge snelheden draait, zodat hij het vliegtuig of voertuig omhoog kan stuwen. De klassieke propeller werd gebruikt om het allereerste vliegtuig te besturen.
Een andere populaire manier om een vliegtuig of een vliegend object te propelleren, is echter de geleide ventilator. De kanaalventilator ziet eruit als uw klassieke propellerventilator, maar heeft nu een kanaal dat een reeks kortere en talrijkere ventilatorbladen omhult. Kortom, de geleideventilator zal nog steeds draaien om het koppel en de lift te produceren die het vliegtuig nodig heeft om te vliegen, maar het werkt bij hogere rotatiesnelheden.
Dus eigenlijk, hoewel geleide ventilatoren nog steeds veel lijken op je gebruikelijke propellerventilatoren, behalve het feit dat er kortere en meer bladen zijn en dat ze een kanaal hebben, zijn ze in feite tot op zekere hoogte voordelig in vergelijking met de kokerloze propellerbladen .
Dat komt omdat het kanaal de verliezen in de stuwkracht die door de bladen wordt geproduceerd, kan verminderen. Ondertussen kunt u ook de doorsnede van het kanaal wijzigen, zodat u de snelheid en druk van de luchtstroom volgens het principe van Bernoulli in uw voordeel kunt veranderen en variëren. Dit is de reden waarom geleide ventilatoren vaker worden gebruikt in de moderne versie van vliegtuigen, zoals de gebruikelijke luchtschepen en hovercrafts.
Hier zijn enkele van de andere voordelen die u kunt hebben als u kanaalventilatoren op een vliegend object gebruikt:
- De puntverliezen van de propellerbladen kunnen worden verminderd door het kanaal. Wanneer dat gebeurt, kan de kanaalventilator op een efficiënter niveau werken, omdat hij stuwkracht kan produceren die propellers met een vergelijkbare diameter en grootte niet kunnen. Dit is het beste te zien wanneer het vliegtuig of het object met lage snelheden en hoge statische stuwkrachtniveaus vliegt.
- Als je de grootte van het kanaal op de juiste manier kunt variëren, kun je de grootte van de ventilator aanpassen zodat deze op een efficiënter niveau werkt bij hogere luchtsnelheden in vergelijking met wat een propeller kan doen. >
- Natuurlijk werken kanaalventilatoren veel stiller dan propellers, omdat de kanalen het geluid dat de bladen produceren afschermen en tegelijkertijd de puntsnelheid verlagen, wat heel goed zou kunnen bijdragen aan meer geluid.
- Bij hetzelfde stuwkrachtniveau kan een kanaalventilator kleiner zijn dan een propeller. Hierdoor kun je kleinere motoren gebruiken in een vliegend vliegtuig of object terwijl je hetzelfde stuwkrachtniveau behoudt.
- Gegoten ventilatoren, vanwege de manier waarop de kanalen de propellerbladen afschermen en bedekken, zijn veiliger wanneer ze op de grond werken, omdat de kans dat de bladen iets of iemand raken aanzienlijk wordt verkleind.
Dus, zoals je kunt zien, zijn er bepaalde voordelen wanneer je kanaalventilatoren gebruikt. Met andere woorden, deze propellers zijn vrijwel effectief voor allerlei verschillende vliegende objecten, en dat is de reden waarom hovercrafts en vliegtuigen de voorkeur geven aan het gebruik van kanaalventilatoren boven propellerventilatoren. En zelfs nadat de turbostraalmotor was geïntroduceerd, maken kleinere en goedkope vliegtuigen nog steeds gebruik van geleide ventilatoren omdat ze betaalbaarder zijn. Tegenwoordig worden tal van verschillende op afstand bestuurbare modelvliegtuigen aangedreven met behulp van geleide ventilatoren.
Waarom gebruiken drones geen kanaalventilatoren?
Enkele van de meest populaire moderne modelvliegtuigen die tegenwoordig door verschillende hobbyisten worden gebruikt, zijn drones.
Als je merkt hoe de meeste drones zijn gebouwd, is een van de dingen die je meteen zult zien, dat drones gebruik maken van propellerbladen in plaats van geleide ventilatoren. En op dit punt weet u al hoe effectief kanaalventilatoren zijn bij het voortstuwen van vliegtuigen en modelvliegtuigen. Je zou je dus kunnen afvragen waarom drones niet eens ventilatoren met kanaal gebruiken en traditionele propellers gebruiken?
Laten we, om dit te begrijpen, eens kijken naar de nadelen van kanaalventilatoren:
- Ze werken niet zo efficiënt als het vliegende object zich op kruishoogte bevindt of op een laag stuwkrachtniveau werkt.
- Je moet in staat zijn om zeer kleine spelingen te hebben tussen de uiteinden van de bladen en het kanaal zelf om de kanaalventilatoren efficiënt te laten werken.
- Het draait op hogere RPM's en de trillingen die het nodig heeft, zijn meestal vrij minimaal.
- Het kanaal kan gewicht toevoegen aan het hele vliegende voertuig of object, zelfs als het kanaal is gemaakt van lichte composietmaterialen.
Dus als je ernaar kijkt, wordt het vrij gemakkelijk te begrijpen waarom de meeste drones geen geleide ventilatoren gebruiken en waarom er maar een paar van deze drones zijn die ze daadwerkelijk gebruiken. Drones werken met een laag stuwkrachtniveau en hun motoren moeten de hele tijd een lage statische stuwkracht kunnen leveren zodat de drones hun vlucht kunnen behouden. Dit maakt de inefficiëntie van kanaalventilatoren duidelijk, omdat ze niet erg goed werken bij lage stuwkrachtniveaus.
Natuurlijk moet je er ook rekening mee houden hoe moeilijk het voor je zou zijn om gebruik te maken van getunnelde ventilatoren op drones die licht en gemakkelijk te dragen moeten zijn. De kanalen zelf voegen gewicht toe aan de drones, waardoor de propellers nu harder zouden moeten werken om de lift en de stuwkracht te leveren die de drones nodig hebben. Dit maakt het voor dronefabrikanten moeilijker om drones te ontwerpen die licht genoeg kunnen zijn wanneer ze kanaalventilatoren als hun propellers gebruiken.
Ondertussen, omdat steeds meer mini- en lichte drones populair worden omdat je ze en hun propellerbladen in principe kunt opvouwen om ze in je tas te plaatsen, zou het vrij moeilijk zijn voor drones met getunnelde ventilatoren om draagbaar te zijn. De kanalen zelf zouden veel ruimte in beslag moeten nemen en zouden geen gemakkelijk opvouwbaar ontwerp hebben. En hoewel traditionele propellerbladen meestal langer zijn dan de bladen van een kanaalventilator, is het een feit dat de propellerbladen van de meeste drones kunnen worden opgevouwen, zodat u ze gemakkelijker kunt dragen. Dit is iets wat je waarschijnlijk niet kunt doen met kanaalventilatoren vanwege de kanalen.
Al met al zijn traditionele propellerbladen gewoon veel efficiënter in termen van prestaties en ontwerp in vergelijking met kanaalventilatoren wanneer we het gebruik ervan in drones overwegen.
Hoeveel stuwkracht produceert een kanaalventilator?
De stuwkracht die een kanaalventilator kan produceren, is sterk afhankelijk van veel verschillende factoren, zoals het ontwerp van de kanalen en de grootte van de kanaalventilator zelf. Als zodanig is er echt geen specifiek aantal als het gaat om de stuwkracht die een kanaalventilator kan produceren, omdat het volledig afhankelijk kan zijn van hoe het is gemaakt en ontworpen.
Als voorbeeld kunnen we kijken naar een kanaalventilator met een diameter van 15 cm, zodat u begrijpt hoeveel stuwkracht een grotere of kleinere kanaalventilator kan produceren. Een kanaalventilator van 5,9 inch (15 cm) kan waarschijnlijk ongeveer 4 kg aan massa tillen. Maar u kunt de stuwkracht vergroten door de stevigheid van de rotor te vergroten. Als dat het geval is, kan de kanaalventilator mogelijk tot 6 kg tillen. U hebt echter meer ventilatoren met kanalen nodig die qua grootte vergelijkbaar zijn als u 10 of meer kilogram wilt kunnen dragen.
Een ander goed voorbeeld is de Martin Jetpack, die gebruik maakt van twee kanaalventilatoren met een diameter van waarschijnlijk bijna 80 cm. Deze jetpack is voldoende om een persoon van de grond te tillen, maar niet tot het punt dat het voldoende verticaliteit zou kunnen bieden. De Martin Jetpack zegt niet hoeveel stuwkracht het produceert, maar het zou behoorlijk goed genoeg kunnen zijn omdat het een man van gemiddelde grootte van de grond kan tillen.