Whisper Aero приоткрыла завесу над новой концепцией самолета, известной как Whisper Jet, в которой используется сверхтихая силовая установка нового поколения. Уже более двух лет секретный стартап из Теннесси разрабатывает, как он утверждает, самую тихую и эффективную двигательную установку на рынке.
Всего несколько недель назад Whisper сообщила, что в ее силовой установке используется особый тип электрического канального вентилятора, но компания еще не была готова раскрыть, что именно делает ее канальные вентиляторы тише и эффективнее, чем любые другие. . Теперь Whisper наконец-то делится рецептом своего секретного соуса.
На этой неделе соучредители Whisper Марк Мур и Ян Вилла представляют свою работу на авиационном форуме Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA) в Сан-Диего, Калифорния. Компания только что опубликовала четыре официальных документа, в которых подробно описывается, как работает двигательная установка и как ее можно интегрировать в различные планеры.
Электрический канальный вентилятор Whisper: секретный соус
Канальные вентиляторы не являются новой концепцией двигательных систем самолетов. Фактически, они уже используются в турбовентиляторных двигателях многих крупных самолетов, а некоторые разработчики самолетов eVTOL, такие как lilium и Volocopter, включают в свои конструкции электрические канальные вентиляторы. Whisper заявляет, что изменила концепцию канального вентилятора, «чтобы достичь практически абсолютного оптимума с точки зрения шума и эффективности», — рассказал Мур FutureFlight.
Для этого компания Whisper разработала канальный вентилятор с очень большим количеством лопастей и низкой скоростью вращения кончиков. При вращении с достаточно высокой скоростью частота прохождения лезвия находится в ультразвуковом диапазоне. Частота прохода лопастей, которая рассчитывается путем умножения количества лопастей вентилятора на частоту вращения ротора, отвечает за большую часть шума, создаваемого вентиляторами и пропеллерами. Если перевести эти тона в ультразвуковой диапазон, звук, производимый вращением лопастей, будет едва слышен человеческому уху, и большая его часть заглушается атмосферой.
Вообще говоря, вентиляторы, которые вращаются с более высокими скоростями вращения (измеренными в оборотах в минуту или об/мин), как правило, имеют более высокие скорости кончиков лопастей, а более высокие скорости кончиков создают больший аэродинамический шум в более широком диапазоне частот. Whisper удалось добиться низкой вершины в сочетании с высокими оборотами за счет уменьшения длины лопастей. Напротив, разработчики самолетов eVTOL, пытающиеся снизить шум, производимый их винтами, обычно делают это за счет уменьшения скорости законцовки, что снижает производительность их электродвигателей, сказал Мур.
Вид сбоку на электрический канальный вентилятор Whisper Aero. (Изображение: Whisper Aero)
Чтобы увеличить количество лопастей канального вентилятора, Whisper также пришлось сделать их тоньше, что неизбежно делает их менее жесткими. По словам Whisper, чтобы усилить эти более тонкие лопасти, лопасти канального вентилятора Whisper прикрепляются к внешнему кожуху, подобно спицам на велосипедном колесе. Добавление этого кожуха также позволяет избавиться от зазора между кончиками лезвий и воздуховодом. В обычных канальных вентиляторах этот небольшой зазор способствует повышению шума и снижению общей эффективности.
Хотя конструкция канального вентилятора Whisper может приводить в движение самолеты, потенциальные применения этой технологии выходят далеко за рамки авиации. По словам Whisper, эту конструкцию можно масштабировать для множества других приложений, включая дроны-доставщики, воздуходувки, вентиляторы для ванных комнат и фены. Практически любой тип устройства, перемещающего воздух, можно сделать тише и эффективнее, используя основные инженерные принципы Whisper.
Представляем Whisper Jet
Концепция Whisper Jet, которую Whisper представила на форуме AIAA на этой неделе, является первым примером конструкции самолета, в которой используется собственные электрические канальные вентиляторы компании. Он имеет подвесное горизонтальное оперение и 22 канальных вентилятора, встроенных в переднюю кромку неподвижного крыла длиной 50 футов (15 метров). Конструкция похожа на систему канальных вентиляторов на самолете lilium Jet eVTOL, но канальные вентиляторы lilium расположены на задней кромке крыла, а не на передней кромке.
«Эта альтернативная передовая интеграция многообещающа, особенно для обеспечения увеличения подъемной силы с помощью распределенного массива небольших, но эффективных электрических канальных вентиляторов», — написали инженеры Whisper в одном из официальных документов, опубликованных на этой неделе. Авторы добавили, что эта функция «показала многообещающую возможность обеспечить такую же высокую подъемную силу, как и конфигурация [NASA] X-57, но способна сделать это в чистом воздухе без прерывистого распределения подъемной силы, обеспечиваемого передовыми интеграциями с передними пропеллерами».
Шепот J