Sådan fungerer personlige luftfartøjer

Da bilen første gang rullede på grusveje i det 19. århundrede, det tillod os at gå steder, vi aldrig havde været, og lad os komme dertil i løbet af timer i stedet for dage. I modsætning til toget, som begrænsede folk til stoppesteder og tidsplaner, bilen gav os en fantastisk følelse af frihed. I dag, vores biler giver os stadig stor frihed - men i mange byer, at friheden dæmpes af irritationen i den tunge trafik. Der er ikke noget så frustrerende som at være forsinket på arbejde eller en vigtig begivenhed på grund af gridlock.

Jet Billeder

Hvis du nyder unikke oplevelser inden for luftfart, så bør du tjekke paragliding -artiklen, video og billeder på Discovery’s Fearless Planet for at lære mere.

Ville det ikke være fantastisk, hvis du kunne komme rundt uden at bekymre dig om trafik? Med en personligt luftbil (PAV), det kan meget vel være muligt. I denne artikel, HowStuffWorks ser på teknologien bag en nuværende PAV, det Springtail EFV-4B .

1. Springtail Basics
2. Inde i Springhalen
3. Fly-by-wire system
4. Hvem vil bruge Springtail?

Springtail Basics

Den Springtail Exoskeleton Flying Vehicle udviklet af Trek Aerospace fungerer noget i stil med Harrier jet , løfte af lodret. Men i stedet for jetfremdrivning, Springtail bruger rørede propeller til at løfte flyveren fra jorden. EFV-4B er den seneste model i en serie af flere prototyper.

En gang fastspændt i dette personligt luftbil (PAV), motoren vil dreje luftkanalventilatorerne for at give tilstrækkelig kraft til at drive dig ud i luften. Springtail EFV-4B er 2,5 meter høj, og operatører bør være mellem 163 og 198 cm høje og veje mellem 52 og 125 kg for maksimal manøvredygtighed og sikkerhed.

Når den var i luften, du kan zip over trækroner med en tophastighed på 182 km / t i 296 km på en 12,3-gallon (46,6-liters) tank med gas, før du fylder brændstof. Gennemsnitlige krydshastigheder er omkring 94 mph (151 kph). Fordi den kan stige så højt som 11, 400 fod (3, 475 meter), der er mulighed for, at Springtail ville dele sit luftrum med andre små fly. Imidlertid, ifølge folkene på Trek Aerospace, det er i sidste ende meningen at flyve i en højde af omkring 400 fod over jorden, bevæger sig omkring 90 mph. Springtailens kompakte størrelse gør det muligt at lande på et område, der er nogenlunde på størrelse med to parkeringspladser i kompakt bil.

Nu, lad os tage et kig inde i Springtail.

Inde i Springhalen

Fire hovedkomponenter i Springtail kan en dag sætte den i stand til at flyve os på arbejde eller den lokale biograf:

• 118 hestekræfter roterende motor
• Drivlinje, der driver de kanaliserede ventilatorblade
• Modroterende kanalventilatorer (to)
• Fly-by-wire kontrolsystem

I hjertet af dette patenterede køretøj er en lille 118-hestes roterende motor, der bruger 100-oktan luftfartsbenzin (AVGAS). Hvis det er nødvendigt, den kører på 91-oktan, og der er en Springtail-motor, der faktisk bruger diesel. En roterende motor er en forbrændingsmotor, som motoren i din bil, men den fungerer på en helt anden måde end den konventionelle stempelmotor.

Som en stempelmotor, roterende motor bruger det tryk, der skabes, når en kombination af luft og brændstof forbrændes. I en stempelmotor, at trykket er indeholdt i cylindrene og tvinger stemplerne til at bevæge sig frem og tilbage. Forbindelsesstængerne og krumtapakslen omdanner stemplernes frem- og tilbagegående bevægelse til rotationsbevægelse, der kan bruges til at drive et køretøj.

Forbrændingstrykket er indeholdt i et kammer dannet af en del af huset og forseglet af den ene side af den trekantede rotor, hvilket er hvad motoren bruger i stedet for stempler. Rotoren følger en sti, der ligner noget, du ville oprette med en Spirograf . Denne vej holder hver af rotorens tre toppe i kontakt med huset, skaber tre separate mængder gas. Når rotoren bevæger sig rundt i kammeret, hver af de tre mængder gas udvides og kontraherer skiftevis. Det er denne ekspansion og sammentrækning, der trækker luft og brændstof ind i motoren, komprimerer det og giver nyttig kraft, når gasserne ekspanderer, og fjern derefter udstødningen.

Springtails motor er forbundet til et system med drivaksler, universalled og gearkasser, som driver de kontraroterende kanalventilatorer. Tidligere modeller sportede blæsere med fast stigning (i modsætning til variabel tonehøjde), hvilket betyder, at de er stift fastgjort til det centrale roterende ventilatornav i en bestemt vinkel. Knive med fast stigning hjalp med at reducere antallet af bevægelige dele på arbejdet på de tidligere modeller. Imidlertid, ulempen ved blade med fast stigning er, at de ikke kan justeres under flyvning. Som den nyeste model, Springtail EFV-4B har nu flere teknologiske opgraderinger og forbedringer-bl.a. blade med variabel stigning . En anden stor forbedring er Springtails nye kontrolsystem.

Lad os se nærmere på det nye system.

Fly-by-wire system

En pilot kunne betjene den originale XFV -prototype ved hjælp af to håndkontrolgreb og kontrolarme , og ved at flytte sin vægt fra side til side. Imidlertid, efter at have anvendt dette driftskoncept i vindtunnelen på NASA AMES Research Center tilbage i 2000, det opdagede testholdet kinematisk (krops) bevægelse ville ikke tillade piloten tilstrækkelig kontrol med fartøjet.

I øjeblikket, Springtail bruger fly-by-wire kontroller. I teorien, dette system er lidt som drive-by-wire systemer designet til konceptbiler som GM's Hy-wire. Operatøren styrer køretøjet ved hjælp af to joysticks, en for hver hånd. Det venstre joystick styrer omdrejningstallet for de kanaliserede ventilatorer (højdekontrollen). Det højre joystick styrer bilens hastighed frem og tilbage, venstre og højre drejning (rul), og dreje køretøjet på sin lodrette akse (yaw). Dette er også kendt som en tre graders frihed styreenhed.

Da operatøren bruger joysticks, hans eller hendes kommandoer fodres til en indbygget computersystem . Computersystemet fortolker disse oplysninger og flytter kanalerne, styrevinger og andre betjeningsflader, så køretøjet bevæger sig for at imødekomme operatørens kommandoer i overensstemmelse hermed. Den imponerende indbyggede computer giver også Springtail en slags autopilot fungere. Operatøren kan indtaste GPS -koordinater for køretøjet at følge, så Springtails indbyggede computersystem vil "køre" ham eller hende til den programmerede destination.

Ud over regelmæssig flyvebevægelse, som en helikopter, springhalen kan svæve i en stationær position . Hover-tid afhænger virkelig af vindforhold og højde, men den gennemsnitlige tid er cirka to timer.

I tilfælde af katastrofale fejl, flyet ville automatisk indsætte en faldskærm for sikkert at bringe fartøjet og piloten ned. I tilfælde af indledende funktionsfejl i hovedskærmen, der er en backup-faldskærm til piloten. Den er designet til automatisk at installere, når piloten har løsnet sig fra Springtail og skubbet væk fra maskinen.

Så, vi har diskuteret håndværket og dets kerneteknologi, men virker det? Hvem skal bruge det? Og, hvor meget koster det? Lad os finde ud af det.

Hvem vil bruge Springtail?

Som tidligere nævnt, kerneteknologien bag Springtail har været udsat for talrige vindtunneltests på NASA AMES Research Center. Den oprindelige prototype, SoloTrek Exo-Skeletor Flying Vehicle (XFV) gennemførte mere end 70 bemandede missioner og foretog sin første vellykkede bemandede testflyvning den 18. december, 2001. Under den første flyvetest af XFV, maskinen blev bundet til en kran, i håb om at undgå dyre skader. I november 2003, Springhalen gennemførte sin første ubundne mission - den blev luftbåret i cirka 50 sekunder og bevægede sig cirka 60 fod. Trek Aerospace rapporterer, at næsten 200 bundne testflyvninger og cirka 20 ubundne tests er blevet gennemført hidtil.

Selvom virksomheden ikke har sagt, hvornår de vil markedsføre køretøjet, det rapporterer, at der er ansøgninger til militær og privat brug. I første omgang, det vil sandsynligvis blive brugt af faldskærmstropper, hvem ville bruge Springtail til at flyve i kamp. Andre mulige anvendelser af Springtail, som præsenteret på Trek Aerospace -webstedet, omfatte, men er ikke begrænset til:

• Militære applikationer såsom søge- og redningsmissioner, overvågning og rekognoscering
• Hjemmesikkerhedsapplikationer såsom nødberedskab og redning, rutinemæssige politiruter, brandslukning og andre sikkerheds- og sikkerhedsforanstaltninger
• Kommercielle og industrielle applikationer såsom pendlerrejser, turistrejser og leveringstjenester

Selvom Trek Aerospace ikke har sagt, hvornår Springtail muligvis er tilgængelig for offentligheden, prisen forventes at være sammenlignelig med prisen på en sportsvogn med høj ydeevne.

For mere information om Springtail, personlige luftfartøjer og relaterede emner, tjek linkene på den følgende side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer flyvende biler
• Sådan fungerer Hoverboards
• Sådan fungerer svævefly
• Sådan fungerer helikoptere
• Sådan fungerer fly
• Pakning af en faldskærm

Flere store links

• Trek AerospaceSpringtail EFV-4B
• Flyvende biler:Springtail søger militær kontrakt
• Flyvende biler klar til at tage afsted