Jetoptera介绍采用流体推进方案的J-2000城际VTOL概念机

尽管许多垂直升降飞行器都选择了外露的桨叶风扇方案,但西雅图 Jetoptera 公司的 J-2000 概念机型的动力装置,却像是戴森的无叶风扇。New Atlas 指出,Jetoptera 选择了与 VTOL 城际飞行器截然不同的发展路线,并且用流体推进系统(Fluidic Propulsion Systems)取代了旋转的叶片。

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虽然外侧看不到桨叶风扇,但与戴森的消费级产品一样,J-2000 也在看不到的机身内部设计了旋转组件。

两者都沿用了特殊的流体动力学设计,借助相对较小的压缩空气流,来带动环境中更大体积的空气流动。

以戴森的无叶风扇为例,其在机身内部使用了小型且安静的叶轮,然后让高速气流通过空心环的缝隙散逸。

Jetoptera J-2000 的机翼也利用了类似的原理,电机推动的负压可产生所需的升力。空心环中的低压涡流,可带动周边环境里的空气大量通过。

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得益于特殊的气动和外形设计,J-2000 最终可带动 15 倍于压缩机的空气量。

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不过在这项概念技术得到实际运用之前,还得先将电池的能量密度提升到 1500 Wh / kg 。作为参考,当前最先进的电池,能量密度也只在 260 Wh / kg 左右。

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至于为 J-2000 安装电动压缩机这件事,意义在于它可作为气体发生器。其中包括了 Acutronic SP75 的 75 kW 涡轴系统,以用于较大的推进系统测试。

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Jetoptera 表示,与小型涡喷发动机相比,J-2000 的推进效率提升了 10% 以上、能源(燃油)消耗亦可降低 50% 以上。

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此外与采用螺旋桨叶或涡扇的机型相比,J-2000 可将推进系统的重量减轻约 30%,且极大地降低了整套系统的复杂性。

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得益于较轻的重量,J-2000 在执行倾斜等动作时也更加轻松,能够支持垂直升降(VTOL)、悬停、以及快速向前的巡航飞行。

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此外与几乎任何其它飞机的推进系统不同,J-2000 没必要将自己设计成滚圆的外形,而是几乎可以采用任何形状。

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虽然概念验证机还是采用了扁平的箱式机翼机身方案,但直接将空气加速到整个机翼的宽度,还是能够产生更大的推力。

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且与大多数过渡升力 / 续航型 eVTOL 机型(以及传统直升机)相比,J-2000 在顶部空间上的占用也要小得多。

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渲染图表明,在达到巡航高度时,J-2000 能够收回两个前推进器,以减少阻力和不必要的额外升力。

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最后,流体推进系统在噪声表现上也相当出众,Jetoptera 直言它是“天空中最安静的推进方法”。

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Paragrine Systems 的测试结果表明,与具有相同推力的内燃机 / 螺旋桨机型相比,未经任何声学处理的流体推进方案,就已经能够降低 15 dBA 的噪声。

在完工之后,它更是有望将噪音减少 25 dBA 。以 300 米的距离为例,Jetoptera 预计噪声可控制在约 50 dBA 的水平,与家庭、安静的办公室中的一台冰箱相当。

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最后,Jetoptera 为该系列提供了许多不同的版本,比如 400 mph(644 km/h)的高速版本、以及 200 mph(322 km/h)的 STOL 版本,续航里程分别为 400 / 1200 英里(约 644 / 1930 公里)。

本文主要介绍的是 J-2000 机型,其最大起飞重量为 2000 磅(907 公斤),适合双人城际出行使用(另有四座版本的 J-4000 机型)。

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