Ciência e Tecnologia

    Conheça o carro voador elétrico sem hélices e capaz de chegar a 644 km/h. Propulsão fluídica !

    carvoa117/08/2021, por Marcelo Rodrigues - Veículo utiliza sistema de propulsão fluídica para voar e pode decolar e pousar na vertical; carro voador deve ser lançado em 2 anos. Se você ficou impressionado com o carro voador da Klein Vision, capaz de chegar aos 170 km/h quando está cruzando os ares, as chances são de que também vai curtir a empreitada da Jetoptera nesse segmento: um carro elétrico que dispensa as hélices para voar.

    Segundo a startup baseada nos EUA, o possante dispensa os mecanismos de voo padrões e abraça uma nova tecnologia de propulsão fluídica – similar à de ventiladores sem hélices – para atingir velocidades de até 644 km/h.

    Carro voador para todo terreno

    O modelo sendo desenvolvido pela Jetoptera recebeu o nome de J-2000 e deve ficar pronto num período de até dois anos. A ideia do projeto é atender a uma demanda crescente de serviços de táxi aéreo, hoje tomado praticamente por helicópteros. Aliás, assim como os helicópteros, o sistema de propulsão inovador desse carro voador permite que ele possa realizar decolagens e pousos na vertical. A diferença? Ele não só é mais confortável, mas também muito mais silencioso e econômico que o equipamento convencional.

    A tecnologia propulção fluídica do J-2000 utiliza sistemas internos e pequenos anéis nas laterais do carro para transformar um fluxo diminuto de ar comprimido em um jato de vento poderoso que atinge as asas do veículo e o manter no ar – em alta velocidade. Ao trocar turbinas e hélices tradicionais por esse tipo de funcionamento, o carro voador da Jetoptera tem uma propulsão mais eficiente, gasta até a metade do combustível de outros modelos e é 30% mais leve que opções do mesmo porte.

    De acordo com a fabricante, o automóvel aéreo terá uma versão “esportiva”, capaz de atingir até 644 km/h e com autonomia de 644 km, e outra voltada para a longevidade, chegando aos 322 km/h e percorrendo 1.930 km antes de precisar ser recarregado.

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    Sistema inovador de propulsão fluídica pode alimentar os drones e aeronaves do futuro

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    Os propulsores das aeronaves de hoje são ineficientes, barulhentos e perigosos - mas um novo sistema de propulsão sem lâmina inovador oferece uma alternativa para a aviação do século XXI. Estamos acompanhados pelo Dr. Denis Dancanet, o CEO da Jetoptera, uma startup aeroespacial que desenvolve aeronaves VTOL de passageiros leves usando uma tecnologia revolucionária chamada Fluidic Propulsive System ™ .

    Denis, seja bem-vindo! Deixe-me começar perguntando sobre sua experiência, e também a de Jetoptera . Você vem do mundo financeiro e da ciência de dados, mas também tem experiência em aeroespacial - como isso o trouxe para a Jetoptera?

    Obrigado, Tim. Devo começar mencionando que não sou o inventor de todas as patentes de Jetoptera. Minha formação é em negócios e, embora tenha experiência técnica, minha função na Jetoptera é a de CEO. O inventor é na verdade meu melhor amigo do colégio na Romênia - Andrei Evulet , que tem 15 anos de experiência trabalhando na GE Aviation. Ele ficou encarregado da tecnologia do maior motor a jato do mundo, o GE9X , que voou pela primeira vez no Boeing 777X . É tão grande que seu diâmetro tem quase o mesmo tamanho da fuselagem de um Boeing 737.

    Andrei e eu éramos melhores amigos no colégio na Romênia sob o comunismo. No meu caso, desertei antes que o muro caísse, vim para os Estados Unidos como refugiado político quando tinha 18 anos e depois fiz graduação e pós-graduação aqui. Sou um cientista da computação e trabalhei em Wall Street fazendo arbitragem estatística. Sou piloto e gosto de voar, mas não inventei nada no setor aeroespacial.

    Enquanto eu estava no meu caminho de carreira, me tornando um conhecido cientista de foguetes de Wall Street, meu amigo Andrei se tornou um verdadeiro cientista de foguetes, com cerca de 40 patentes até agora . Essa ideia foi originalmente dele, e falamos sobre isso pela primeira vez há cerca de 5 anos - na época em que os drones começaram a fazer manchetes. Na época, Bezos estava falando sobre Prime Air , e sabíamos que este seria um mercado grande e importante, mas os drones nas notícias simplesmente não parecem particularmente poderosos. Eles são pequenos, não podem carregar muito e não andam rápido.

    Mais ou menos nessa época , aconteceu o terremoto de Kathmandu e começamos a ouvir sobre pessoas com drones tentando ajudar - mas além de tirar fotos, não havia muito que pudessem fazer. Nós nos perguntamos como poderíamos fazer uma melhoria e criar drones que são poderosos e escaláveis ​​em tamanho, desde drones até um carro voador.

    A resposta é nosso sistema de propulsão inteiramente novo. Se você olhar para a história da aviação, as grandes mudanças sempre começam com um sistema de propulsão. Isso é realmente o que permite tudo, então começamos a Jetoptera com a ideia de criar um novo sistema de propulsão que seria ideal para VTOL e permitiria drones poderosos e, eventualmente, carros voadores. Decidimos o nome porque “ptera” significa asa em grego, então Jetoptera significa literalmente “asa de jato”.

    Agora, é justo descrever a aeronave que você está desenvolvendo como um veículo leve de transporte aéreo de passageiros? Você pode descrever um pouco a aeronave para nós?

    Você deve primeiro pensar em nós como uma empresa de sistemas de propulsão, e nós construímos aeronaves para demonstrar nossa tecnologia. Na verdade, não queremos construir nós mesmos uma aeronave completa. É caro, complicado de obter a certificação e, em geral, exige muito capital. Se o mercado exige que sejamos mais integrados verticalmente, no entanto, isso é algo que consideraríamos.Achamos que nossa vantagem está no sistema de propulsão, especialmente porque nos dá a capacidade única de realizar VTOL rápido. Adoraríamos ver isso acabando alimentando carros voadores, mas os drones são um ótimo começo - eles têm muito potencial futuro para ajudar as pessoas, e isso é algo que queremos ver. Em última análise, nosso objetivo final é ser a plataforma de propulsão para a próxima geração de mobilidade aérea.

    Vamos falar sobre aplicativos: seu site discute funções em serviços de emergência, logística, mapeamento, militares e até aplicativos de passageiros. Você pode descrevê-los com mais detalhes e como essa tecnologia se encaixa melhor do que um helicóptero nessas funções?

    Como é que os helicópteros nunca evoluíram para carros voadores? Eles são comuns há mais de 60 anos e são eminentemente úteis, mas as pessoas normalmente não pensam neles como carros voadores. Bem, existem várias razões para isso.Os helicópteros são grandes, com uma grande pegada. O rotor giratório é grande e torna um pouco perigoso chegar perto das coisas. Eles não podem planar facilmente e são barulhentos, caros e difíceis de voar - há muitos problemas com os helicópteros que os impediram e queríamos uma alternativa melhor.

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    Em termos de tecnologia Jetoptera, podemos reduzi-la para habilitar o VTOL para aeronaves com peso total de 100 libras e aumentar para 6.000 libras e além, o que nos dá uma ampla gama de usos tanto em aplicações autônomas quanto tripuladas.Neste setor, você não pode ignorar as regulamentações, então pensamos que as primeiras solicitações serão com os militares, porque eles têm programas existentes e precisam atender, e estão fora da jurisdição da FAA. Isso não quer dizer que eles não se importem com a segurança. Claro que sim, mas as aplicações militares têm um limite inicial mais fácil e, depois de acumularmos horas de voo, podemos usar isso para demonstrar às autoridades civis que está tudo bem.

    Bem, isso me leva ao seu molho secreto, que é o Jetoptera Fluidic Propulsive System ™ (FPS). Este parece ser um tipo de ventilador sem pás utilizando um fluxo de ar laminar de alta pressão, quase como os ventiladores multiplicadores de ar Dyson. Você pode descrever esse sistema de propulsão para nós?

    Certo. O que você está descrevendo é preciso, e a ideia por trás da propulsão fluídica é usar esses jatos de fluido e algo chamado efeito Coanda de uma nova maneira na aviação. Um cientista chamado Henri Coanda - que coincidentemente era romeno - estava trabalhando em Paris há cerca de cem anos. Ele notou que se você tiver um jato de fluido de alta velocidade passando por uma superfície convexa, ele tende a aderir a essa superfície e, adicionalmente, arrastar os fluidos do ambiente. Ele tentou fazer um motor a jato usando isso na sua época, e nunca conseguiu fazer funcionar, mas tem sido uma espécie de sonho colocar essa ideia em funcionamento na aviação.

    Essa ideia foi experimentada nos anos 60 e 70, quando a NASA e os militares dos EUA estavam tentando construir um jato supersônico. Em vez disso, eles optaram por um jato desenvolvido no Reino Unido - o Harrier . Não era supersônico e não usa o efeito Coanda ou fluídica, mas é um jato de salto e funciona bem o suficiente para o uso pretendido. Os EUA haviam testado uma aeronave chamada Rockwell XVF12 , mas ela nunca decolou. Eles tiveram algumas idéias interessantes usando fluídica, mas eles estavam apenas tentando usá-la para subir e descer, não para impulso para frente, então eles tinham dois sistemas de propulsão separados. O problema era o peso e a complexidade mecânica, então eles desistiram. Com o tempo, as coisas mudaram para rotores de inclinação, dando origem ao Osprey . Em qualquer caso, achamos que essas ideias não deveriam ter sido abandonadas porque oferecem possibilidades realmente interessantes.

    Voltamos à prancheta, por assim dizer, e essencialmente fizemos um ventilador sem lâmina com esteróides. Eu acho que você pode compará-lo de alguma forma com o ventilador Dyson - embora a primeira patente naquele espaço tenha sido, na verdade, pela Toshiba em 1981. Os ventiladores sem lâmina introduzem um fluxo de ar em movimento rápido nas bordas e isso cria uma queda na pressão do ar dentro do trans - ar ambiente. Eles produzem movimento de ar suficiente para aquecer ou resfriar você, mas não o suficiente para produzir impulso real.

    A questão para nós era como projetar esses “propulsores” do efeito Coanda de modo que não apenas produzissem uma quantidade utilizável de empuxo, mas, mais importante, continuassem produzindo empuxo aumentado conforme você se movia no ar. Também queríamos que o mesmo sistema fosse usado tanto para o levantamento vertical quanto para a propulsão para a frente - o que economiza peso e complicações. Nosso design permite girar facilmente os propulsores, não há nada se movendo dentro deles, exceto o ar, e eles são muito compactos.

    Outra parte de nosso projeto aprimora o aumento de empuxo, que acontece ao arrastar o ar ambiente e acelerá-lo através dos propulsores. Nossos números de aumento de empuxo já comprovados em vôo são mais de dois para um, o que nunca foi alcançado antes. Outra área de conquista para nós é o projeto e a fuselagem que funcionam em conjunto com o sistema de propulsão. Normalmente, os fabricantes de aeronaves compram um motor existente e o parafusam em sua fuselagem, o que é ineficiente. Queríamos fazer melhor, então projetamos uma célula que arrasta o ar ambiente e o direciona sobre superfícies de superfície geradoras de sustentação , para aumento de sustentação .

    Todas essas coisas funcionam em sinergia, e é por isso que o formato de nossa fuselagem é tão único - temos um design de asa em caixa com propulsores internos e um canard na frente com propulsores atrás. Portanto, a combinação de aumento de empuxo e aumento de sustentação dá origem a aeronaves de aparência bastante única que são extremamente compactas, podem fazer VTOL, ocupam menos espaço do que um helicóptero e voam muito mais rápido.

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    Portanto, em vez da turbina ou hélice tradicional, parece que os propulsores desses veículos são movidos por jatos de parede usando ar de alta pressão. Qual é o desempenho disso em comparação a um ventilador com duto tradicional ou sistema de turbina?

    O desempenho está em um ponto ideal sem precedentes entre um helicóptero e uma aeronave. Não estamos afirmando que é o melhor em tudo - na verdade é mais um design inovador com novas habilidades. Por exemplo, é mais rápido do que um helicóptero, com velocidade máxima em torno de 320 quilômetros por hora se os propulsores estiverem a céu aberto. Temos um projeto onde você pode dobrar os propulsores na parte de trás da asa, o que os mantém fora do turbilhonamento e permite velocidades de até mais de 400 milhas por hora.

    Um helicóptero será mais eficiente em pairar por longos períodos porque é difícil superar a eficiência de uma grande hélice. Mas se você quer ser capaz de fazer tanto VTOL e ir muito rápido para algum lugar, vamos ser melhores. Além disso, tenha em mente que o grande rotor de um helicóptero é muito barulhento - e não é apenas o nível de som que as pessoas incomodam, é a natureza percussiva do som. Nosso sistema faz muito menos ruído, e parte da razão é que o ruído desse sistema de propulsão é proporcional à oitava potência da velocidade do escapamento. Portanto, se você reduzir drasticamente a velocidade de exaustão, reduzirá ainda mais drasticamente o ruído. O escapamento do turbo jato sai a 2.400 quilômetros por hora, o que é ensurdecedor mesmo a grandes distâncias. Em nosso caso, a mistura no ar ambiente reduz a velocidade de exaustão para 300 milhas por hora, o que proporciona uma redução significativa. Ao lado de nossa aeronave, medimos cem decibéis e, a 400 pés, seria cerca de 70 decibéis, em comparação com um pequeno helicóptero com cerca de 85 decibéis.

    Agora, em comparação com aeronaves, não somos tão rápidos quanto um jato comercial, mas criamos um nível de eficiência anteriormente disponível apenas com turboventiladores muito grandes e agora em uma escala muito menor que você pode usar para transportar quatro pessoas - e isso é devido ao nosso aumento de impulso exclusivo. Portanto, temos um motor mais eficiente em um tamanho menor, mais rápido do que um helicóptero e muito adequado para decolagem VTOL e vôo em alta velocidade ou STOL.

    Não podemos competir diretamente com jatos comerciais ou helicópteros para todas as suas aplicações, mas para uma ampla variedade de aplicações entre nosso sistema é melhor.

    Este projeto de propulsão parece mais seguro do que os projetos de hélice aberta sem blindagem dos drones de hoje e, obviamente, funcionará melhor em um espaço aéreo urbano lotado melhor do que o grande rotor de um helicóptero. Isso posiciona bem esta tecnologia para aplicações de transporte coletivo?

    Você está absolutamente certo, hélices abertas são um problema - e esse é um problema que a maioria dos projetos elétricos VTOL herdou, junto com todas as vantagens e desvantagens que vêm com isso. Hélices maiores são mais eficientes, mas também são mais ruidosas e pesadas - mas quando você reduz a sua escala, elas se tornam menos eficientes. Quando você desce para o nível de ventilação dos dutos, eles têm que girar em RPM extremamente alto, o que os torna barulhentos e propensos a eventos de explosão que os tornam mais perigosos, às vezes mortais. É por isso que empresas como a GE gastam uma quantidade significativa de tempo e dinheiro testando seus motores para eventos de desligamento.

    Não acho que o mesmo nível de teste e certificação tenha sido feito no mundo dos drones, mas se eles aumentarem a ponto de transportar pessoas, isso tem que acontecer. Achamos que o tamanho compacto do nosso sistema sem nada girando do lado de fora é uma grande vantagem de segurança.

    Outro aspecto de segurança de nosso projeto é o fato de que nossa fuselagem tem uma razão de planeio de sete para um, o que é uma grande vantagem em relação a um helicóptero. Também vimos a ideia de anexar um pára-quedas balístico, como a aeronave Cirrus - que tem um ótimo recurso que ajudou a salvar muitas vidas.

    Outro ponto forte para nós é a turbina a gás que usamos para produzir ar comprimido. Em algum ponto, quando a tecnologia de bateria for atualizada, podemos nos tornar elétricos, mas o que estamos usando agora é extremamente bem compreendido e está na aviação há muito, muito tempo. Isso nos dá previsibilidade e confiabilidade comprovadas em nosso motor que os veículos elétricos ainda não possuem.

    Bem, agora em termos de avançar para a comercialização, você já construiu e testou o protótipo e parece que aqueles vão desde drones até algo com pelo menos vários metros de diâmetro. Portanto, gostaria de saber mais sobre o que vem a seguir, se você já tem parceiros envolvidos e se tem um caminho definido para a comercialização?

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    Novamente, achamos que os militares serão o primeiro lugar para isso, e é provável que a mobilidade aérea urbana venha por último, pelo menos nos EUA. Definitivamente, queremos ver usos comerciais e civis para eles, no entanto - achamos que é o maior e melhor uso para esta tecnologia, mas levará alguns anos para chegar lá.

    Em termos de parceiros, atualmente temos uma parceria com a GE Aviation , e acabamos de anunciar uma com a Honeywell , ambas destinadas a nos fornecer uma fonte de ar comprimido. Estamos trabalhando para estabelecer parcerias no lado da fuselagem também.

    O maior veículo que construímos até agora é um modelo em escala de um quarto do J-2000, que é uma aeronave de 2.000 libras que transporta dois passageiros. Nós o construímos e voamos - novamente, em escala de 1/4. Em outro ano, devemos ter uma aeronave de 1.000 libras e nos próximos dois anos estaremos olhando um protótipo em escala real das duas aeronaves de passageiros. Porém, todos são protótipos - ainda não foram certificados, o que leva tempo.

    Fonte: https://blog.kabum.com.br/
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