Jetoptera介紹採用流體推進方案的J-2000城際VTOL概念機
儘管許多垂直升降飛行器都選擇了外露的槳葉風扇方案,但西雅圖Jetoptera公司的J-2000概念機型的動力裝置,卻像是戴森的無葉風扇。New Atlas指出,Jetoptera選擇了與VTOL城際飛行器截然不同的發展路線,並且用流體推進系統(Fluidic Propulsion Systems)取代了旋轉的葉片。
雖然外側看不到槳葉風扇,但與戴森的消費級產品一樣,J-2000也在看不到的機身內部設計了旋轉組件。
兩者都沿用了特殊的流體動力學設計,借助相對較小的壓縮空氣流,來帶動環境中更大體積的空氣流動。
VTOL Test Campaign(via)
以戴森的無葉風扇為例,其在機身內部使用了小型且安靜的葉輪,然後讓高速氣流通過空心環的縫隙散逸。
Jetoptera J-2000 的機翼也利用了類似的原理,電機推動的負壓可產生所需的升力。空心環中的低壓渦流,可帶動周邊環境裡的空氣大量通過。
得益於特殊的氣動和外形設計,J-2000 最終可帶動15 倍於壓縮機的空氣量。
不過在這項概念技術得到實際運用之前,還得先將電池的能量密度提升到1500 Wh / kg 。作為參考,當前最先進的電池,能量密度也只在260 Wh / kg 左右。
至於為J-2000 安裝電動壓縮機這件事,意義在於它可作為氣體發生器。其中包括了Acutronic SP75 的75 kW 渦軸系統,以用於較大的推進系統測試。
Jetoptera 表示,與小型渦噴發動機相比,J-2000 的推進效率提升了10% 以上、能源(燃油)消耗亦可降低50% 以上。
此外與採用螺旋槳葉或渦扇的機型相比,J-2000 可將推進系統的重量減輕約30%,且極大地降低了整套系統的複雜性。
得益於較輕的重量,J-2000 在執行傾斜等動作時也更加輕鬆,能夠支持垂直升降(VTOL)、懸停、以及快速向前的巡航飛行。
此外與幾乎任何其它飛機的推進系統不同,J-2000 沒必要將自己設計成滾圓的外形,而是幾乎可以採用任何形狀。
雖然概念驗證機還是採用了扁平的箱式機翼機身方案,但直接將空氣加速到整個機翼的寬度,還是能夠產生更大的推力。
且與大多數過渡升力/ 續航型eVTOL 機型(以及傳統直升機)相比,J-2000 在頂部空間上的佔用也要小得多。
渲染圖表明,在達到巡航高度時,J-2000 能夠收回兩個前推進器,以減少阻力和不必要的額外升力。
最後,流體推進系統在噪聲表現上也相當出眾,Jetoptera 直言它是“天空中最安靜的推進方法”。
Paragrine Systems 的測試結果表明,與具有相同推力的內燃機/ 螺旋槳機型相比,未經任何聲學處理的流體推進方案,就已經能夠降低15 dBA 的噪聲。
在完工之後,它更是有望將噪音減少25 dBA 。以300米的距離為例,Jetoptera預計噪聲可控制在約50 dBA的水平,與家庭、安靜的辦公室中的一台冰箱相當。
最後,Jetoptera 為該系列提供了許多不同的版本,比如400 mph(644 km/h)的高速版本、以及200 mph(322 km/h)的STOL 版本,續航里程分別為400 / 1200 英里(約644 / 1930 公里)。
本文主要介紹的是J-2000 機型,其最大起飛重量為2000 磅(907 公斤),適合雙人城際出行使用(另有四座版本的J-4000 機型)。