¿Por qué los helicópteros no están siendo reemplazados por grandes cuadricópteros que pueden transportar humanos, etc.?

Answer 1

Porque los multirrotores no son tan buenos en el trabajo que hacen los helicópteros como lo son los helicópteros.

Los multirruores son buenos para los sistemas UAS pequeños porque tienen pocas piezas móviles y la electrónica necesaria para mantenerlos bajo control se ha vuelto muy barata. Esto reduce el costo de fabricación.

Los helicópteros necesitan sistemas de control mecánico bastante complejos en la cabeza del rotor, pero el disco del rotor más grande ofrece una carga de disco más baja, lo que resulta en un vuelo estacionario mucho más eficiente. Para muchas aplicaciones de helicópteros, como búsqueda y rescate, el tiempo de espera prolongado es un factor importante.

Los multirruores tampoco escalan bien a tamaños más grandes. Utilizan hélices de paso fijo y se controlan cambiando la velocidad de los rotores muy rápidamente. A medida que aumenta la masa giratoria de la hélice, se hace cada vez más difícil cambiar rápidamente su velocidad. Los helicópteros, por otro lado, mantienen la velocidad del rotor más o menos constante y varían el paso de la pala de forma colectiva y cíclica para lograr el control. Es más complejo, pero puede escalar a tamaños más grandes.

Answer 2

..esto es de mi hermano (ingeniero de certificación y normas de helicópteros del gobierno).

La única razón por la que el diseño estándar de helicópteros (con el uso de una placa oscilante para cambiar el paso de las palas) es el único método aceptable para el vuelo humano es que el diseño estándar es el único diseño que permite el vuelo continuo (deslizamiento controlado, en realidad – “autorrotación “) en caso de falla total de energía.

Se considera que la probabilidad de falla total de energía en el diseño es de aproximadamente 1 evento en 10,000 horas de vuelo en un avión monomotor. La matemática simple dice que en un avión bimotor debería ser aproximadamente 1 evento en 10 e + 8 horas de vuelo (10000 cuadrados), pero en realidad es mucho más frecuente que eso debido a fallas en el modo común que matan a todos los motores debido a una causa: golpe de pájaro en una parvada, contaminación de combustible o inanición, mantenimiento incorrecto realizado en todos los motores al mismo tiempo (esto casi derribó un L1011 en Florida cuando un AME instaló las juntas tóricas incorrectamente en los tres motores durante un cambio de aceite durante la noche).

Ninguna persona en su sano juicio volaría en un avión que se caiga del cielo sin control en caso de falla de energía total. Recuerde el “planeador Gimli” (B767), Air Transat (Azores – Airbus), Southwest en el río Hudson (A320), todo sobrevivible después de la pérdida total de energía.

La mayoría de los eventos de pérdida de potencia del helicóptero terminan con patines doblados y egos heridos, pero con tripulación viva. Y estos eventos ocurren mucho más comúnmente de lo que piensas.

Incluso los rotores de inclinación (como el V22) tienen una placa oscilante y pueden autorotatear si es necesario.

Answer 3

Aunque pueden parecer rápidos, también son pequeños: el quadcopter más rápido no podía seguir el ritmo del helicóptero más lento.

El alcance y la capacidad de elevación son completamente incorrectos para un reemplazo de helicóptero: los helicópteros tienen horas de tiempo de permanencia y la capacidad de levantar personas y equipaje.

Los cuadricópteros solo son maniobrables porque son pequeños y livianos, eso no se adapta bien a motores más grandes y a una mayor potencia, donde el impulso de las piezas giratorias conspira contra la agilidad.

Finalmente, la mejor química teórica de baterías tiene órdenes de magnitud menos energía por gramo que el combustible de aviación: las baterías químicas simplemente no son una fuente de energía tan densa como la quema de combustible.

Todos estos factores y más conspiran contra el reemplazo de helicópteros con quadcopters.

Answer 4

Algunos de estos están llegando. Dicho esto, el diseño del quadcopter no es particularmente eficiente. Un helicóptero de una sola pala es mucho más eficiente. Además, la tecnología de la batería no está donde realmente necesita estar. Los motores masticarán la energía almacenada en las baterías muy rápidamente y el taxi drone tardará horas en recargarse después de solo un viaje. El AvGas que quema un helicóptero es mucho más denso en energía en este momento. Hasta que se resuelva ese problema, serán más una novedad que cualquier otra cosa.

Answer 5

La respuesta simple es que lo son, al menos para un gran porcentaje del trabajo de AP (fotografía aérea).

Una mirada más matizada podría sugerir que la FAA recientemente aclaró algunos de los usos comerciales de los UAV (vehículos aéreos no tripulados) y comenzó a emitir pruebas y licencias. Además, los fabricantes que desarrollan quadcopters han estado, hasta ahora, inseguros de las regulaciones básicas. Por lo tanto, pueden haber dudado en el desarrollo de modelos para usos particulares.

Es probable que los UAV reemplacen tanto los helicópteros como los aviones pequeños para trabajos más detallados que deben realizarse cerca del suelo (hasta 500 pies, en general). Esto probablemente incluirá seguridad, fotografía aérea y video, fumigación de cultivos a pequeña escala, inspección y mucho más. Está comenzando a suceder mientras hablamos (finales de 2016).

Answer 6

Quadcopter, por su configuración de diseño, no se presta fácilmente para escalar: varios motores agregarán peso y controlarán la complejidad, y un solo motor sufrirá problemas de eficiencia y empaque.

Ha sido probado con éxito limitado. Aquí hay un prototipo de Black Knight Transformer que no ha avanzado mucho más que un planeador básico; El enlace proporciona más detalles y conceptos futuros:

Answer 7

Los cuadricópteros no reemplazarán a los helicópteros como vehículos de transporte humano porque los cuadricópteros, es decir, aquellos con cuatro motores, uno en cada esquina, no pueden hacer frente a la falla del motor. Si falla un motor, la nave se vuelve altamente inestable y probablemente incontrolable.

Los helicópteros giran automáticamente cuando falla el motor, o tienen más de un motor girando el rotor único, o girando ambos rotores (Chinook, v22), pero aún pueden sobrevivir a la falla del motor múltiple (no estoy seguro acerca de v22)

Si fallara un motor quadcopter, el centro de gravedad se alejaría demasiado del centro de elevación.

En realidad, cuanto más lo pienso, hay una forma concebible de mantener el control después de una falla del motor, si los cuatro motores son capaces de soportar la mitad del peso del quad cada uno.

Cuantos más motores tenga un quad, como hexa- o an -octa o más, más sobrevivible será un motor out.

Un rápido google muestra algunos intentos agradables en humanos con helicópteros “X” … Sin embargo, no volaría en uno, y soy piloto de ala delta …

Answer 8

Demasiado complejo, demasiado pesado, demasiado costoso para ser práctico para aplicaciones de aviones grandes. Cuatro motores? Cuatro juegos de rotores? ¿Toda la estructura física necesaria para soportar motores pesados? A medida que un avión se hace más grande, su masa crece mucho más rápido que sus dimensiones. Los helicópteros cuádruples son principalmente máquinas de elevación muerta y, a diferencia de los helicópteros, obtienen muy poca (si alguna) elevación aerodinámica de sus pequeños conjuntos de rotor / propulsor.

Answer 9

Lo que funciona para un juguete realmente no tiene sentido para una máquina de tamaño completo. La complejidad mecánica adicional, el arrastre y la pérdida de control con cualquier falla menor hacen que sea poco probable que veamos cuadricópteros de tamaño completo en el corto plazo, si es que lo hacemos.