電動飛行機のパワー設計

静止推力測定法の限界




「静止推力の何倍までの重さの機体なら飛行可能」などと言われます。


特定のプロペラでの静止推力は回転数の関数です(どんなモータでまわそうとかわらない)
つまりプロペラごとの換算表を作っておけば、簡単な回転計のみで推測できるはずです。
 
必要なのは、このモータでこのプロペラを何回転回せるか。どうしたらもっとたくさん回せるか、ということで、 プロペラの推進力の評価に静止推力測定法を持ち出すのは疑問です。


1、
プロペラは空気を後へ押す反動で進むより、回転する小翼の揚力(前へ吸う力)のほうが大きいといわれます。プロペラが前進していないと、異様に大きい迎角で、ストール状態で空気をかき回しているだけなので揚力は期待できません。
ちなみにダクテッドファンは、駐機中でも高速でダクト内を流れる空気中で回っているため、ファンは翼として機能していると考えられます。ユニットとしてみた場合ジェットエンジンと同じように噴出気体の反動で推進力を得ているわけです。

2、
たとえばピッチ3インチのプロペラを毎分8000回回したとき、ねじれの進む速度は時速37kmの進行速度となり、それ以上の速度を機体に与えることはできず、プロペラは風車と化してしまいます。つまりブレーキです。この場合でも静止推力はあくまでもプラスと出るでしょう。

3、
同じ重さの機体でも翼面荷重により飛行に必要なパワーは変化します。
同じ重さの機体でも、翼面荷重が軽ければ小さな力でも飛ぶけれど、大きければそれなりの力で引かないと無理なことは体験的にご理解いただけるでしょう。{静止推力の3倍以内でも翼がなけりゃ飛ばんわな。}

4、
この方法で静止推力を強くするためにプロペラやリダクションを試行錯誤してゆくと、ヘリコプターのロータと同じになってしまうので、モータや、プロペラ、リダクションの条件を変えた比較試験の意味がない。(ヘリのロータは低ピッチであり静止状態でも失速していません。ピッチが小さい分、パワーを吸収するのに大きな直径を与え、ゆっくりまわします。)

つまりこの議論は

あるモータとプロペラを組み合わせたときの、経験的な機材の範囲の中では大雑把な目安にはなります

が、この評価によって推力を大きくする努力をしてみても、望むところの情報は何も見えてこない。といわざるを得ません。
ただ、上を向いてとまるような特殊な飛行の可能性を云々するのであれば、うまく行きます。静止推力が全備重量より大きければ、空中で止めることができます。

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ではどうすれば正解が出てくるのでしょうか。⇒

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