Au moins une cellule proche de ces spécifications existe déjà, c'est une Wilga hautement modifiée du nom de "Draco". Il peut décoller du sol à 120 pieds, a une vitesse de décrochage d'environ 37 mph et des croisières à ~ 180 mph. Avec son taux de montée épique de 4000 pieds / min, il peut également sortir rapidement des espaces restreints. La seule chose qui lui manque par rapport à vos spécifications est l'engrenage rétractable car il a été conçu comme un gros avion à engrenages.

( source)

Le même gars (Mike Patey) a également construit une expérience de Turbolance assez sauvage qui a également des performances épiques sur un terrain court et une montée et c'est une rétractation.

Sa sauce secrète générale est de placer un PT-6 à l'avant d'une petite cellule pour ajouter une énorme quantité de puissance à une cellule légère.

Techniquement possible? Oui. Dans la pratique, c'est tellement difficile à faire que nous utilisons plutôt des hélicoptères, des rotors d'inclinaison et la technologie VSTOL.

Le sous-produit de la portance est la traînée (appelée traînée induite), donc si vous avez une aile avec une forme et une taille qui offre une portance élevée à basse vitesse, elle générera beaucoup de traînée à des vitesses plus élevées, limitant la vitesse maximale effective de l'avion. Une aile optimisée pour une vitesse plus élevée produit beaucoup moins de portance à basse vitesse.

Si vous voulez le meilleur des deux, vous devez changer l'aile, ce que font les volets et les lamelles: ils augmentent la surface de portance et changent la forme de l'aile. Si vous regardez l'aile d'un avion commercial, vous voyez à quel point il est complexe de le faire et vous en comprenez les limites. Pour qu'un avion atterrisse à 20 nœuds tout en naviguant efficacement à 200, vous devez changer radicalement la forme de l'aile en vol de manière à ne pas interférer avec les caractéristiques de vol ou à présenter des difficultés de contrôle. C'est un énorme défi d'ingénierie, et cela entraînerait probablement un produit tellement complexe et coûteux qu'il n'est pas meilleur que les alternatives.

Vous pouvez vous rapprocher, il y a des avions avec une vitesse d'atterrissage de 40 kt et une vitesse de croisière d'environ 160, cela se fait en attachant un moteur vraiment puissant sur un avion STOL et en passant au-delà de l'induit traîne. La vitesse d'atterrissage de 40 kt n'est pas une vitesse d'atterrissage de 20 kt, ces 20 kt supplémentaires vont être difficiles.

Le chasseur Vought XF5U "Flying Flapjack" prévu avait ce que vous recherchez, mais avec une vitesse de pointe de 460 mph et une vitesse d'atterrissage de 20 mph. Une version à turbopropulseur l'a peut-être amené à 500 mph et à une vitesse d'atterrissage presque nulle.

Le prototype V-173 a été construit et piloté et a prouvé son concept. Il avait des moteurs beaucoup plus petits, donc ses performances étaient nettement pires, seulement une vitesse de pointe de 140 mph avec une vitesse d'atterrissage de 40 mph. À un moment donné, il est sorti indemne d'un atterrissage d'urgence sur une plage.

Le concept a été abandonné car des jets sont apparus. L'armée était intéressée par la vitesse de pointe de la conception, qui était supérieure à celle des avions à pistons conventionnels. Ils étaient heureux de gérer les vitesses d'atterrissage beaucoup plus élevées des jets en faveur de performances nettement meilleures haut de gamme.

Le Dornier Do-29 semble être un très bon candidat.

C'est une inclinaison- type de rotor, qui pourrait faire pivoter ses moteurs vers le bas pour améliorer les performances STOL jusqu'à une vitesse de décrochage de 15 kt seulement. Sa vitesse maximale de 157 kt est un peu inférieure à ce que vous voulez, mais cela pourrait sans aucun doute être amélioré avec des moteurs modernisés et un peu de travail aérodynamique.

Seuls deux prototypes ont été construits, à la fin des années 1950. Les essais en vol ont été couronnés de succès, mais le concept n'a pas été développé davantage sous cette forme. L'un survit dans un musée.

Avez-vous regardé Autogyros pour votre cas d'utilisation? Ou faut-il vraiment "aile fixe"?

Ils ont tendance à avoir des vitesses de décrochage extrêmement faibles, ont besoin de pistes très courtes et sont capables d'atteindre des vitesses proches de ce que vous demandez avec 180 kts. https://en.wikipedia.org/wiki/Carter_PAV

Cette chose est encore en test mais aurait pu faire 174 nœuds lors des essais. Un autre avantage de l'autogyre est que ils sont assez bon marché par rapport aux avions traditionnels.

Un énorme défi en effet, mais les téléphones portables le sont encore une fois. Pour les atterrissages à faible vitesse, un faible rapport hauteur / largeur avec des lamelles et des volets est ce que vous voulez. Les rendre entièrement rétractables fait certainement partie de la technologie actuelle.

La prochaine étape serait une source de poussée légère et puissante. Ici, l'ancien turbopropulseur PT6A fait l'affaire. Plus il y a de puissance, mieux c'est, et souffler le propwash sur les ailes et les surfaces de contrôle est également utile. La puissance permettrait à votre avion de se démarquer des anciens modèles de biplan, et rendrait votre objectif de vitesse maximale facilement atteignable, en plus d'améliorer les performances de montée.

Donc, votre projet ne serait pas sans coût, mais vous vous retrouveriez avec un avion très polyvalent ressemblant à un avion de ligne miniature. (Vous n'avez pas à balayer les ailes autant qu'eux). Je le poursuivrais!

J'ai initialement posé la question:

S'il y a suffisamment d'espace d'atterrissage, serait-il possible dans certains cas de remplacer l'hélicoptère par un petit aéronef à voilure fixe à faible vitesse de décrochage?

On dirait que la DARPA m'a battu: https://news.usni.org/2014/03/19/darpa-awards-contracts-search-460-mph-helicopter

De nombreuses réponses intéressantes ici: je peux résumer les solutions disponibles comme suit:

1. Ajoutez des appareils à haute portance à un avion léger de 200 nœuds, comme lattes de bord d'attaque, volets Fowler à double fente, volets soufflés, canards et volets tels que les conversions Robertson, les rotors motorisés dans les ailes ou les rotors de type gyrocoptère à rotation automatique. (Le dernier est une idée que je n'ai vue nulle part en version imprimée)

2. Les avions de type VTOL comme le Canadair CL-84 correspondent très bien à la facture: 15 passagers et 200 nœuds ou plus. Un avion plus petit avec moins de puissance fonctionnerait, peut-être avec une autostabilisation électronique moderne.

3. Avion avec une charge alaire faible ou des ailes delta à incidence variable ou des ailes à faible rapport d'aspect comme le Flapjack. L'incidence variable résoudra les problèmes de visibilité.

Une option non mentionnée est plus légère que les hybrides aériens, mais je n'entrerai pas dans cela pour le moment.

peut correspondre aux taux de descente élevés requis pour le franchissement d'obstacles (obstacle de 500 pieds à 4000 pieds de la zone d'atterrissage), mais atterrir avec une vitesse avant trop élevée pour s'arrêter dans l'hélisurface. Tout dépend alors de la combinaison de la lenteur avec laquelle vous pouvez faire atterrir l'avion et du roulement d'atterrissage requis.

Décoller dans un espace court nécessitera une puissance élevée ainsi qu'une faible vitesse de décollage, mais une faible vitesse de décollage ne semble pas si critique.

Le concept VTOL a fait ses preuves pour pouvoir répondre aux exigences. Il serait très intéressant de voir un mini V-22 ou CL-87 et certaines des nouvelles propositions de VTOL électriques qui, je pense, l'ont.

Sans la vitesse d'atterrissage de 20 nœuds, l'objectif d'atterrir dans de petits espaces dans un avion a été bien démontré par cette vidéo que j'ai vue récemment. Vraiment incroyable:

La vitesse d'atterrissage de 20 nœuds ne semble pas nécessaire, si l'avion peut atterrir et s'arrêter sur une courte distance: ce court la distance est une variable et j'essaierais plusieurs combinaisons de distances d'atterrissage qui seront utiles à l'exploitant de l'aéronef. Fondamentalement, je recherche des cas où l'hélicoptère peut être remplacé par un avion STOL. Un piston simple avec des dispositifs de haute portance et beaucoup de puissance conviendrait avec des freins antiblocage ou une inversion de poussée.

L'utilisation d'un simulateur de vol a été utile à cette fin jusqu'à présent: j'espère faire des tests et faire des rapports . Voici un essai de ce type:

Modifier:

Il y a deux façons d'aborder ceci: prenez les plans de kit de deux sièges les plus rapides et ajoutez volets et lamelles rétractables, augmentent la surface de l'aile ou réduisent le carburant, ou agrandissent l'avion.

L'Helio Courier est en cours de développement en tant que version à turbine: Un réarrangement des pièces pour faire un avion plus élégant sera plus ou moins résultat dans ce que je recherche:

http://www.helioaircraft.com/ourplanes_stallion.htm

L'étalon dispose d'un 750 puissance à l'arbre Moteur turbo-propulseur Pratt & Whitney PT6A. L'avion est conçu pour être entièrement manœuvrable et contrôlable à 37 nœuds et a une vitesse de croisière de 175 nœuds.

Edit: Il m'est apparu que les avions de sport légers, avec leur vitesse de décrochage limitée à 35 nœuds, pourraient faire l'affaire s'ils sont rapides:

Celui-ci avec un autre kit STOL ferait bien: Vitesse de décrochage avec volets 53 km / h / 29 kt Vitesse de croisière maximale 305 km / h TAS / 165 kt Roulement au sol et roulis au décollage 150 m / 490 ft

https://www.jmbaircraft.com/ avion

Je n'ai vu personne mentionner la règle empirique selon laquelle très peu de modèles d'avions ont une vitesse de décrochage inférieure à 1/4 de la vitesse de croisière. Vous demandez une conception avec une vitesse de décrochage égale à 1/10 de la vitesse de croisière. Cela demande beaucoup.

Alors, revenons en arrière de quelques étapes. Gardez à l'esprit que la portance compense le poids en vol en palier. L'angle d'attaque et la vitesse se combinent pour créer une portance. Changez beaucoup la vitesse et vous devez beaucoup changer l'angle d'attaque pour maintenir la même portance. Augmentez trop l'angle d'attaque et l'aile cale. Gardez également à l'esprit que lorsque vous modifiez l'angle d'attaque de l'aile, vous modifiez également l'angle d'attaque du fuselage. Un angle aura le moins de traînée, comme une flèche pointant vers le vent. Tous les autres angles poussent le toit ou le sol face au vent, créant une énorme traînée.

Les lattes de bord d'attaque et les volets exotiques peuvent augmenter la portance (et la traînée) à des vitesses d'air inférieures, et laisser tomber les gouvernes en dessous du niveau de l'aile vous donne un meilleur contrôle d'attitude à ces vitesses inférieures, mais tous ces choses créent une traînée supplémentaire à des vitesses plus élevées, nécessitant BEAUCOUP de puissance pour tirer la cellule dans les airs à ces vitesses plus élevées, et le cadre doit être solide pour supporter ce type de stress, ce qui implique plus de poids, ce qui implique encore plus de puissance , ou des matériaux exotiques et des techniques de construction connexes pour garder la résistance élevée mais le poids faible ...

Le fait est qu'un tel avion serait très complexe, très puissant, impliquerait probablement des matériaux exotiques (pour apporter le poids vers le bas tout en le gardant fort), et serait donc extrêmement coûteux. Alors, alors, la question devient:

"Quel est le cas d'utilisation qui justifie le coût d'une telle conception?"

La réponse serait probablement: "Un homme riche vraiment veut un avion cool qui fera cela. " Sinon, les gens trouveront des avions beaucoup plus simples et moins chers pour faire tout ce qu'ils veulent faire avec un avion.

Donc, si votre cas d'utilisation est "Je veux décoller et atterrir sur un héliport", il serait plus simple et moins coûteux d'acheter un hélicoptère et d'apprendre à le piloter.

Jetez un œil au Rutan Grizzly. Si je me souviens bien, ils ont appelé 25 Kt. vitesse de vol minimale entièrement contrôlable. Je ne me souviens pas de la vitesse de croisière, mais elle était inférieure à 200 nœuds.

La façon dont je l'ai entendu, le Helio Courier avec son `` moteur à engrenages, etc. '' est devenu suffisamment coûteux à exploiter pour que les hélicoptères soient moins coûteux solution commerciale et le Courier est sorti de la production.

Je peux voir une possibilité raisonnable ici: l'ascenseur du ventilateur.

Vous ne voulez pas créer une mise à jour Helio Courier et essayer de la faire aller vite dans les airs; vous voulez construire quelque chose comme un Bonanza ou un Skymaster et le faire atterrir vraiment très lentement.

Soulevez les ventilateurs dans les ailes, recouverts de panneaux ou de persiennes lorsqu'ils ne sont pas utilisés, pourrait permettre cela. Pour le décollage, vous alimentez les ventilateurs et exécutez un décollage "normal", sauf que vous n'avez besoin que de cinquante pieds de roulis pour accumuler les 20 mi / h pour que les ailes ajoutent suffisamment à la portance du ventilateur pour le décollage; lors de l'atterrissage, vous allumez les ventilateurs au moment où vous passez à pleins volets, ralentissez comme un atterrissage STOL et tombez dans l'espace étendu de l'héliport. Des ventilateurs plus petits supplémentaires dans le stabilisateur et l'aileron pourraient ajouter un contrôle complet sur trois axes en dessous de ce qui serait autrement la vitesse de contrôle minimale.

Si cela est pratique, eh bien, probablement pas - mais vous n'essayez pas de faire un VTOL complet comme un F35 marine; vous essayez d'augmenter suffisamment la portance pour utiliser une piste de cinquante pieds et un avion qui peut naviguer comme une conception GA rapide.

Le Westland Lysander était un avion de l'époque de la Seconde Guerre mondiale avec à peu près la vitesse maximale demandée et avec une réputation d'excellente performance STOL, bien que sa vitesse de décrochage soit en fait d'environ 60 kt. Il était utilisé pour insérer et récupérer des espions en territoire occupé, dans lequel la capacité de décoller à moins de 1000 pieds d'un champ ou d'une plage aléatoire était extrêmement précieuse.

Un autre avion de l'époque de la Seconde Guerre mondiale dans cette gamme de performances était le Gloster Gladiator, le dernier chasseur biplan de la RAF. Il avait une vitesse de décrochage de 46 kt avec les volets sortis et une vitesse maximale de 220 kt, ce qui le rend capable de croisière à environ 180 kt.

Une façon possible d'aborder ce problème est de prendre l'exemple d'un avion plus gros (4 ou 6 places) qui répond à l'exigence de 200 nœuds et qui s'adapte à une cabine plus petite à 2 sièges et réduit le poids.

Si nous remplaçons la grande cabine par une plus petite et utilisons les mêmes ailes, la queue, le moteur et les mêmes systèmes, nous pourrions nous retrouver avec un avion plus léger et plus petit qui fera 200 nœuds, décollera et atterrira plus lentement.

Mais cet avion peut-il atterrir à 20 nœuds? L'avion en question est celui-ci:

Le Spectrum SA-550.

https://en.wikipedia.org/wiki/Spectrum_SA-550

Vitesse maximale: 250 mph (402 km / h; 217 kn) à 15000 ft (4575 m), Vitesse de croisière: 250 mph (402 km / h; 217 kn), Vitesse de décrochage: 66 mph (106 km / h; 57 kn) volets vers le bas, mise hors tension

Nous avons donc la croisière à 217 nœuds. Afin de réduire la vitesse de décrochage, la charge alaire doit être réduite, puisque la vitesse de décrochage est proportionnelle à la charge alaire, nous calculons la vitesse de décrochage à poids vide + 2 passagers et le carburant à 500 livres.

Vitesse de décrochage (nouveau) =

Vitesse de décrochage à l'ancien poids x SQRT (nouveau poids / ancien poids)

Cela donne une vitesse de décrochage de 45 nœuds. Pour obtenir les 23 nœuds magiques, nous devrions réduire le poids à 800 lb, tandis que la limite de poids pour les avions LSA est de 1320 lb. Avec des lamelles de bord d'attaque rétractables et des volets à pleine portée, cela réduirait encore la vitesse de décrochage. À la limite de poids LSA, l'avion en question donnerait 29 nœuds comme vitesse de décrochage.

Meilleur look pour un LSA qui peut être équipé d'un turbopropulseur, qui est plus léger, mais utilise plus de carburant. Un fuselage épuré, une aile moyenne à haute et se rétracte et c'est fait. En théorie.