Інженер-аматор створив експериментальний літак з 18 моторами на крилі, який здатний літати на швидкості лише 3,9 м/с при крутому куті атаки. Амфібійна конструкція використовує розподілену електричну тягу для створення ефекту обдування крила, що дозволяє досягти надкоротких злетів і посадок навіть при значному навантаженні на крило.
Еволюція концепції обдувного крилаАвтор каналу rctestflight торік побудував амфібійний вантажний літак з внутрішньою системою обдування крила. Вентилятор нагнітав повітря в канали всередині крила, яке виходило через щілину зверху, роблячи крило практично нездатним до зриву. При вазі 1900 г (4,2 фунта) та навантаженні 15 унцій на квадратний фут той літак летів надзвичайно повільно.
Нова конструкція використовує інший підхід — розподілену електричну тягу з гвинтами. Компактні електромотори розташовані по всій довжині крила, створюючи ефект обдування. Саме таку технологію використовують компанії Electra для коротких злетів і посадок, та Regent для свого морського глайдера, який піднімається до початку кавітації гідрокрил на швидкості близько 60 миль на годину.
Технічні деталі конструкціїМодель спроектована в OnShape з точно такими ж розмірами, як попередня — для коректного порівняння. Головна відмінність — 10-міліметровий карбоновий лонжерон на передній кромці, до якого кріпляться всі 18 моторів EMAC 1106 4500 KV. Використовується той самий профіль S1210, що забезпечує високу підйомну силу на низьких швидкостях.
Фюзеляж виготовлено з 16-міліметрового депронового пінопласту, порізаного на ЧПУ-верстаті фрезою 1 мм. Для 3D-друкованих деталей використано Prusa PC Blend — легкий і жорсткий матеріал. Усі регулятори швидкості захищено епоксидною смолою TotalBoat для водонепроникності амфібійного використання.
Розмах крил становить майже 1,5 метра, тому карбонові лонжерони з’єднуються посередині спеціальною вставкою. Дев’ять моторів встановлено на кожне крило з рівномірним інтервалом. Літак обладнано автопілотом ArduPilot на контролері Omnibus F4V6 із телеметрією Mavlink через ExpressLRS.
Випробування на воді та в повітріПерший політ підтвердив потужність конструкції — літак зависає на чверті газу або менше. Це означає надлишок потужності,
але також зайву вагу моторів і регуляторів, які мали б бути вдвічі меншими. Незважаючи на це, амфібійні можливості виявилися чудовими — апарат легко злітає з водної поверхні.
Унікальна особливість конструкції — можливість регулювання кута атаки крила. Спеціальний механізм дозволяє змінювати положення крила відносно фюзеляжу прямо на місці. При нормальному куті літак летить зі швидкістю близько 6 м/с, при середньому — 5,5 м/с, а при найкрутішому — лише 4,3 м/с.
Експерименти з навантаженнямНайвражаючі результати отримано при додаванні ваги. До літака прикріпили великий акумулятор і шматок сталі, збільшивши вагу до 2,6 кг (5,7 фунта). Навантаження на крило зросло до 20,4 унції на квадратний фут — це категорія швидкісних масштабних моделей. Попри це, літак все одно літав зі швидкістю всього 6,5 м/с при крутому куті атаки.
Тести зі зняттям гвинтів показали цікаві результати. З чотирма гвинтами замість 18 літак все одно літав повільно, але став менш стабільним. З двома зовнішніми гвинтами керованість погіршилася ще більше, ймовірно через зменшену диференційну тягу для контролю курсу.
Аналіз ефективності обдуванняСимуляції в AirShaper виявили важливі деталі. Крило з гвинтами створювало на 25% більше підйомної сили, але споживало енергію. Потік повітря над крилом був на 3 м/с швидшим, що пояснює збільшення підйомної сили — крило ефективно “літає” швидше.
Однак співвідношення підйомної сили до опору було кращим у крила без гвинтів. Гвинти створюють турбулентність, що погіршує аеродинаміку та збільшує опір. Зовнішній гвинт, що обертається в протилежному напрямку до природного вихору на кінці крила, дійсно зменшує силу вихору — це корисно для ефективності.
Система виявилася надмірно потужною — крейсерський режим використовує лише 12% газу на 4S акумуляторі. Це означає неоптимальну роботу безколекторних моторів, які найефективніші в діапазоні 50-80% потужності. При 12% виникають високі втрати перемикання та пульсації струму. Час польоту виявився розчаровуючим, хоча й кращим за попередню модель з турбінами в крилі.
Запис 18 моторів проти гравітації: літак-амфібія летить зі швидкістю 3,9 м/с при вазі 2,6 кг спершу з'явиться на ProstoMob.
