Uma coisa que quase todos os conceitos de táxi aéreo têm em comum são as hélices giratórias ou os ventiladores conduzidos em algum lugar fora da fuselagem da aeronave, empurrando o ar para desenvolver o empuxo para onde quer que estejam apontados.
O conceito J-2000 da Jetoptera é uma abordagem notavelmente diferente das aeronaves VTOL entre cidades, projetada para fazer uso do próprio sistema de propulsão exclusivo da empresa. Muito parecido com os ventiladores sem pás popularizados, não há pás giratórias nos “sistemas de propulsão fluídica (FPS)” de Jetoptera.
Veja bem, certamente existem lâminas giratórias em outras partes do sistema. Ambos os dispositivos dependem da dinâmica de fluidos para pegar um fluxo relativamente pequeno de ar comprimido e usá-lo para sugar um volume muito maior de ar ambiente em alta velocidade. Sir James Dyson faz um bom trabalho explicando isso aqui no contexto de seu ventilador, que usa um rotor pequeno e silencioso para gerar pressão em torno de um loop em forma aerodinâmica até que saia em alta velocidade por uma fenda que corre ao redor do anel.
O ar é forçado para trás sobre uma superfície em forma de asa ao redor do anel, onde desenvolve o mesmo tipo de pressão negativa que dá à aeronave sua sustentação. Nesse caso, porém, qualquer elevação é cancelada por zonas de pressão negativa iguais ao redor do anel, e o efeito líquido é um vórtice de baixa pressão no centro do anel que puxa o ar ambiente a uma grande taxa.
Adicione a isso a estranheza da entrada de fluido – os vórtices que se desenvolvem onde o cilindro de ar acelerado que sai do anel interage com o ar ambiente estacionário ao seu redor – e esses projetos podem acabar sugando 15 vezes o volume de ar inicialmente alimentado pelo anel pelo compressor.
Jetoptera é mais ou menos agnóstico sobre de onde obtém seu ar comprimido, embora ache que a tecnologia da bateria precisará atingir valores de densidade de energia em torno de 1.500 Wh / kg (as baterias de última geração estão em torno de 260 Wh / kg) antes vai começar a fazer sentido equipar o J-2000 com um compressor elétrico. Nesse ínterim, ele está usando geradores de gás, incluindo um sistema turboeixo de 75 kW baseado no Acutronic SP75 para testes de sistemas de propulsão maiores.
Quais são os benefícios?
Bem, de acordo com a empresa, este tipo de sistema “melhora a eficiência propulsiva em mais de 10 por cento, enquanto reduz o consumo de combustível em mais de 50 por cento em comparação com pequenos turbojatos. O sistema de propulsão economiza aproximadamente 30 por cento em peso em comparação com turbofans ou turboélices e também reduz significativamente a complexidade. ”
Também é muito leve e fácil de inclinar, permitindo operações de içamento e flutuação VTOL, bem como um vôo de cruzeiro rápido para frente. E, ao contrário de praticamente qualquer outro sistema de propulsão de aeronave, não precisa ser redondo. Essas coisas podem assumir todos os tipos de formas, mas o mais interessante são as longas e planas que seguem o formato da asa da aeronave. Acelerar o retorno do ar diretamente sobre toda a largura da asa pode desenvolver uma sustentação extra significativa, e isso permite que a Jetoptera projete fuselagens com asa em caixa que ocupam muito menos espaço do que a maioria dos eVTOLs de elevação / cruzeiro em transição ou helicópteros tradicionais.
Eles são relativamente fáceis de guardar, e as renderizações do J-2000 mostram uma aeronave que pode retrair seus dois propulsores dianteiros uma vez que atinge o cruzeiro em alta velocidade, para reduzir o arrasto e drenar sustentação desnecessária adicional.
Outra vantagem é o ruído; Jetoptera diz que esses sistemas de propulsão fluídica são “o método de propulsão mais silencioso dos céus”. A empresa subcontratou a Paragrine Systems e realizou testes de ruído como parte de uma colaboração de pesquisa financiada pelo DoD dos EUA . Os resultados mostraram o FPS chegando em 15 dBA mais baixo do que uma hélice com motor de combustão interna fazendo o mesmo nível de empuxo – e isso antes de qualquer tratamento acústico. A empresa diz que, uma vez feito isso, essas coisas devem ser até 25 dBA mais silenciosas do que uma hélice comparável; a uma distância de 300 m (984 pés), Jetoptera prevê níveis de ruído em torno de 50 dBA, o que é equivalente a uma casa normal, escritório silencioso ou geladeira em vários gráficos de ruído.
O J-2000 tem esse nome devido ao seu peso máximo de decolagem de 2.000 lb (907 kg), e a Jetoptera está planejando uma família inteira de aeronaves em torno deste projeto. Isso inclui versões de alta velocidade projetadas para velocidades de 400 mph (644 km / h) com alcance de 400 milhas (644 km), bem como versões STOL de longo alcance capazes de voar 1.200 milhas (1930 km) em velocidades até 200 mph (322 km / h). O J-2000 é um cross-town / inter-city two-seater capaz de atingir velocidades máximas de 320 km / h e alcances de 200 milhas, e um J-4000 também está planejado, com o mesmo alcance e quatro assentos.
Essas especificações de alcance e velocidade são surpreendentemente moderadas em comparação com o que os eVTOLs já estão fazendo. Qualquer coisa voando com combustível fóssil, com sua densidade de energia altíssima, deveria estar prometendo alcance massivo em comparação com qualquer coisa voando com bateria, e francamente 200 milhas com dois assentos parece curiosamente curto.
A Joby Aviation , por exemplo, já fez uma tonelada de voos de teste em um táxi aéreo de transição de seis rotores que acomoda cinco e voa tão rápido quanto o J-2000, e 75 por cento até agora, usando baterias que já estão disponíveis comercialmente hoje. Quanto ao ruído, bem, Joby lançou alguns vídeos incríveis no início deste ano que parecem sugerir que seu design de rotor aberto é bastante silencioso. Não é tão compacto quanto o design do J-2000, para ser justo, mas já está construído, voando e em processo de certificação.
Jetoptera, por outro lado, ainda está em fase de prototipagem. Ele voou em vários modelos de subescala, embora até este ponto, a maioria dos protótipos de VTOL em transição tenham sido construídos com ventiladores conduzidos, e o J-55 VTOL de cauda usava um par de turbojatos Jetcat de cortar a orelha não diferentes dos de David Mayman está pendurado nas laterais de seus jetpacks . Os únicos protótipos a voar com o sistema FPS parecem ser pequenos aviões de asa fixa e a plataforma de teste VTOL amarrada abaixo.
A empresa diz que é mais provável que o Exército dos EUA obtenha a primeira mordida nesta cereja, seja o que for, anunciando no ano passado uma colaboração com a Honeywell para perseguir o dólar de defesa. “O FPS substituirá os sistemas de propulsão legados”, diz um comunicado à imprensa da Honeywell , “e deve permitir aeronaves mais rápidas, mais seguras e menos detectáveis.” Jetoptera também assinou recentemente alguns contratos de transferência de tecnologia para pequenas empresas com a Força Aérea dos Estados Unidos para estudar o perfil de ruído do sistema e o potencial de sustentação oferecido quando você sopra uma dessas coisas diretamente sobre a superfície superior da asa.
O “carro voador” J-2000 não virá até o fim da pista. A Jetoptera planeja apenas que essa máquina seja uma plataforma de demonstração; ela não quer se envolver no pesadelo da certificação do desenvolvimento de aeronaves e prefere apenas construir sistemas de propulsão para outros fabricantes de aeronaves.
É certamente um sistema fascinante, e o J-2000 parece muito sexy nas renderizações, mas muitos pontos de interrogação permanecem para nós e não estaremos prendendo a respiração esperando para ver este subir aos céus.
