Pregunta:
¿Cómo cambian los requisitos de empuje cuando un multirotor deja el efecto suelo?
HansenJC001
2020-05-19 03:18:53 UTC
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Suponiendo un cuadricóptero o un hexacóptero, ¿hay datos publicados sobre cuánta energía más se gasta para escapar del efecto suelo?

¿Es función del empuje que se produce para levantar el multirotor? ¿Y es diferente para un quadcopter que para un hexacopter? ¿El requisito es menor cuando los accesorios están más altos del suelo?

One responder:
Robin Bennett
2020-05-19 15:58:17 UTC
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Para volar por encima del suelo, necesitas un empuje igual al peso de la aeronave (o un poco más, ya que quieres escalar).

El efecto de tierra no mantiene a la aeronave abajo, solo hace es más fácil volar cuando están cerca del suelo. La cantidad exacta varía bastante dependiendo de qué tan cerca esté exactamente el ala / rotor del suelo. Para un avión o helicóptero, puede que solo sea un 10% de sustentación adicional, pero un vehículo diseñado para maximizar el efecto de suelo (como un aerodeslizador) puede volar con mucha menos potencia de la que se necesitaría para volar sin efecto de suelo.

El efecto de suelo es particularmente notable si coloca un modelo de helicóptero invertido sobre una superficie lisa. A medida que desciende hacia el piso, parece como si aterrizara en un gran cojín suave, desacelerando y balanceándose aproximadamente a la mitad o un tercio del diámetro del rotor. Puede flotar sin los ajustes constantes en el paso colectivo que normalmente se requieren, y necesita reducir drásticamente el empuje para bajar. Cuando está a media pulgada o menos del piso, probablemente solo esté usando el 10-20% del tono requerido para el vuelo estacionario normal, y hay un efecto de autonivelación, ¡por lo que es mucho más fácil de lo que parece! Para un quadcopter FPV típico con 5 "apoyos en la parte superior de los motores, casi no puede sentir el efecto suelo si coloca la batería debajo del marco. Con la batería en la parte superior, puede sentir un cojín notable y puede encontrar un ajuste del acelerador que mantiene el quad fuera del el suelo, pero no saldrá del efecto suelo. Calculo que está volando a alrededor del 80-90% de la potencia normal.

Si bien la potencia puede reducirse, puede ser más difícil sostener una -rotor o helicóptero en su lugar cuando está en efecto suelo. La burbuja de mayor presión intenta escapar por debajo del avión, empujándolo en la dirección opuesta.

Una regla general es que la reducción de potencia debida al efecto suelo comienza a notarse cuando la altitud es inferior a la mitad o un tercio de la envergadura del ala o del diámetro del rotor. El efecto de "burbuja de aire" sobre la retención de la posición mientras se desplaza se percibe uno o dos diámetros por encima del suelo. Ambos se reducen gradualmente para que no haya un límite estricto.

Consulte también:
* ¿Qué es el efecto suelo?
* ¿Qué altura tiene el efecto suelo? ?
* ¿El efecto suelo escala 1: 1 con envergadura?
y mucho más, en el intercambio de pila de aviación.

También esto excelente artículo académico: Caracterización del efecto aerodinámico del suelo y su influencia en el control multirotor

Dada su descripción de que se necesita menos energía para volar en efecto suelo, ¿cuánta menos energía (empuje) se necesita para flotar en efecto suelo de la que se necesita para flotar en aire libre?
@HansenJC001, que depende de lo cerca que se acerquen las hélices al suelo.
@Robin, dado que esta es una pregunta que está más alineada con SE.Aviation, ¿quizás su respuesta también podría hacer referencia a sus respuestas?
@HansenJC001 Tiene que ver específicamente con el diámetro del ala. Una hélice giratoria es solo un ala giratoria en un marco de referencia diferente. Entonces se aplican las mismas reglas. Y IIRC, el efecto suelo se define generalmente como la capa límite dentro de 1/3 de la envergadura.
@KennSebesta: buena idea, he agregado algunas que parecen relevantes. ¡Hay muchos!
Agradezco tu respuesta. Sin embargo, la publicación relacionada con la escala del efecto suelo de 1 a 1 con envergadura me lleva a preguntar: "¿Es el efecto válido exactamente de la misma manera para los multirotores y las alas de un avión? Los multirotores producen sustentación dirigiendo el empuje de las hélices en una dirección elegida. Ese empuje es bastante turbulento y puede ser muy diferente al levantamiento de un ala de movimiento lento.
Entonces, ajusté mi pregunta a esto: "¿Alguien ha validado la distancia vertical para el efecto suelo de los multirrotores?" y no esperaba que Google produjera una respuesta tan clara, ahí está: Caracterización del efecto aerodinámico del suelo y su influencia en el control multirotor. Mi curiosidad inicial fue acerca de las diferencias de poder entre el efecto de suelo y flotar fuera del efecto de suelo. Este artículo identifica un entorno complejo de efecto suelo para multirrotores que es más grande en escala que para alas fijas y también más grande que para un solo rotor, como un helicóptero.
@HansenJC001: gracias, agregué un enlace al artículo y modifiqué ligeramente la respuesta. Intenté incrustar uno de los gráficos, pero a SE no le gustan los archivos SVGZ.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 4.0 bajo la que se distribuye.
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