منصة الحسابات الهندسية لمدى الطيران والديناميكا الهوائية

منظومات دفع المسيرات طويلة المدى: الكفاءة الهوائية، معادلة بريغيه وتكامل المحركات الخلفية

تجاوز حلقة "زيادة وزن البطاريات وانخفاض المدى". نقدم منظومات دفع أنبوبية مدمجة مصممة لنقاط الطيران الأفقي الأكثر كفاءة للطائرات ثابتة الجناح وطائرات VTOL الهجينة.

نطاق التطبيق الهندسي: مخصصة للمسيرات الصناعية ثابتة الجناح والهجينة بسرعات طيران بين 90 و 320 كم/س. لا تنطبق على المسيرات الاستهلاكية الصغيرة.
نسبة الرفع إلى السحب12.0 – 18.5أجنحة كربونية طويلة
الكفاءة الكلية للطيران≥ 84.7%محرك + عاكس + قناة
التوازن الحراري الأقصى< 58K @ 55°Cتحت حرارة الصحراء
Yuntu High Thrust Integrated Ducted Powertrain
YUNTU YTF-200 EDF UNITWIND-TUNNEL CERTIFIED
نطاق كفاءة الرفع إلى السحب المستهدف
محسوبة للأجنحة المركبة ذات التمدد العالي
L/D 12 ~ 18.5
كفاءة الدفع الكلية أثناء الطيران الأفقي
تحويل مباشر للطاقة الكهربائية إلى دفع محوري
84.7%
ارتفاع درجة حرارة الملفات المستمر
طيران مستقر عند حرارة محيطة +55° مئوية
ΔT < 58K
iالتكامل الهوائي وآليات تمديد المدى

لا يتحقق تمديد مدى الطائرات المسيرة الصناعية بمجرد مضاعفة سعة البطاريات—فالوزن الزائد يدخل الطائرة في حلقة مفرغة من زيادة الوزن الهيكلي ومقاومة السحب. وفق معادلة بريغيه (Breguet)، يتحدد المدى الفعلي بحاصل ضرب نسبة الرفع إلى السحب (L/D) في الكفاءة الإجمالية لمنظومة الدفع (η_prop). تستخدم مراوح يانتو الأنبوبية حافة سحب انسيابية تولد دفعًا إضافيًا، وتستعيد شفرات التوجيه طاقة الدوران كدفع محوري خالص، مما يرفع الكفاءة الكلية إلى ≥84.7% عند سرعات تتجاوز 100 كم/س.

Ref:مختبر يانتو للديناميكا الهوائية: معايير الطيران والتوازن الطاقي
حاسبة القوة الهندسية التفاعلية

حاسبة تقدير قوة الدفع واستهلاك الطاقة التفاعلية

حدد الوزن الأقصى للإقلاع (MTOW) وسرعة الطيران المستهدفة لحساب قوة الدفع المطلوبة، والقدرة الكهربائية المستهلكة، والموديل الموصى به من مراوح يانتو الأنبوبية.

نتائج الحساب الديناميكية200 kg MTOW @ 140 km/h (L/D = 14.0)
+36% Range
قوة الدفع المطلوبة16.8 كجمالضغط: 926 باسكال
استهلاك القدرة الكهربائية8.4 ك.والكفاءة: ≥ 84.7%
الموديل الموصى به
YTF-200 (نقطة التصميم المثالية)استعراض بيانات المحرك →
المعمارية الهوائية للهيكل

معمارية التكامل الهوائي للمحركات مع الهيكل الخارجي

يحدد موقع تثبيت منظومة الدفع في الطائرة مقاومة السحب الطفيلية الإجمالية واستفادة الطائرة من ابتلاع الطبقة المتاخمة (BLI).

أعلى كفاءة طيران ديناميكية

المحرك الأنبوبي الخلفي الضاغط (Aft-Fuselage Pusher)

المسيرات الملائمة: مسيرات VTOL الهجينة طويلة المدى، ومسيرات الاستطلاع التكتيكية.
الميزة الهوائية

يسحب تدفق الهواء المتباطئ على سطح الهيكل (تأثير BLI)، مما يمنع انفصال الهواء عند الذيل ويقلل السحب الطفيلي بنسبة 12% إلى 18%.

التحدي الهندسي

يتطلب التحقق من زاوية ملامسة الأرض أثناء دوران الإقلاع والهبوط بزاوية هجوم عالية.

أمان وتكرارية المحركات المتعددة

المحركات المعلقة المتناظرة تحت الأجنحة (Underwing Pods)

المسيرات الملائمة: مسيرات الشحن ثنائية المحرك، وطائرات المراقبة البحرية ذات الأجنحة الطويلة.
الميزة الهوائية

توزيع ثنائي أو رباعي تحت الأجنحة يعزز الرفع فوق الأجنحة ويوفر عزم دوران تفاضلي لتحكم أفضل وهامش أمان عند تعطل أحد المحركات.

التحدي الهندسي

يزيد من عزم انحناء الجناح ومساحة الاحتكاك الهوائي الكلية؛ يتطلب تعزيز العوارض الكربونية.

زيادة الرفع للإقلاع القصير

المحرك الأمامي الساحب في مقدمة الهيكل (Nose Tractor)

المسيرات الملائمة: مسيرات الاستطلاع ذات الإقلاع القصير (STOL) في الأماكن الوعرة.
الميزة الهوائية

يقوم الهواء المتدفق من المحرك بزيادة الضغط فوق جذور الأجنحة، مما يحسن التحكم عند السرعات المنخفضة ويقلل مسافة الإقلاع.

التحدي الهندسي

يتدفق الهواء عالي السرعة على كامل جسم الطائرة، مما يرفع مقاومة الاحتكاك السطحي بنسبة 8% إلى 14%.

معادلة الحساسية الجزئية

تحليل حساسية معادلة بريغيه: الرافعة الهندسية الأساسية لتمديد المدى

يوضح الاشتقاق اللوغاريتمي لمعادلة بريغيه للطائرات الكهربائية المساهمة النسبية لكل عامل تصميمي على المدى الإجمالي.

معادلة بريغيه لمدى الطائرات الكهربائية (Breguet Range)R = (E_batt / g) · (η_prop) · (L / D) · ln(m_initial / m_final)

بما أن كثافة طاقة البطاريات الكيميائية محدودة باشتراطات الأمان والسلامة، فإن رفع كفاءة الدفع الكلية (η_prop) من 65% إلى 85% يمنح زيادة فورية في المدى بنسبة تتجاوز 30% دون إضافة أي وزن زائد.

الرتبة الأولى (أعلى تأثير)∂R / ∂η_propكفاءة منظومة الدفع الكلية (η_prop)
+32.4% زيادة في المدى
علاقة خطية مباشرة 1:1 مع مسافة الطيران. تقوم شفرات التوجيه وعواكس SiC بتحويل الطاقة الكهربائية إلى دفع محوري مباشر وتمنع الفقد الدوراني.
الرتبة الثانية (الرافعة الهوائية)∂R / ∂(L/D)نسبة الرفع إلى السحب للطائرة (L/D)
+28.6% زيادة في المدى
تحدد قوة الدفع المطلوبة للطيران الأفقي T = MTOW / (L/D). تكامل المحرك الخلفي يحافظ على انسيابية الهواء فوق الهيكل.
الرتبة الثالثة (ميزانية الوزن)∂R / ∂m_structنسبة الوزن الهيكلي الخفيف (m_empty / MTOW)
+20.8% زيادة في المدى
تقليل وزن الهيكل الكربوني يتيح حمل بطاريات إضافية، لكنه محكوم باشتراطات الصلابة والمرونة الهوائية.
الرتبة الرابعة (القيد الكيميائي)∂R / ∂E_battكثافة الطاقة النوعية للبطاريات (E_batt)
+18.2% زيادة في المدى
التحسين في خلايا البطاريات بطيء ومقيد باشتراطات منع الهروب الحراري ومعدلات التفريغ العالية.
تدرج مراحل الرحلة

مراحل رحلة الطيران وتوزيع استهلاك الطاقة لـ 6 ساعات طيران

تحليل زمني مفصل لرحلة استطلاع صناعية واقعية، يوضح تدرج استهلاك الطاقة والقدرة المطلوبة عبر كافة مراحل التحليق.

من 0 إلى 3 دقائق

المرحلة 01: الإقلاع العمودي والانتقال للطيران الأفقي

16% من إجمالي طاقة الرحلة
1.25x MTOW

عزم دوران عالي وصعود عمودي قوي مع هامش كافٍ لمقاومة قص الرياح

من 3 إلى 15 دقيقة

المرحلة 02: الصعود إلى ارتفاع الطيران الاقتصادي 3500م

12% من إجمالي طاقة الرحلة
0.40x MTOW

بناء الضغط الديناميكي وبدء حافة سحب القناة في توليد دفع أمامي مستمر

من 15 إلى 330 دقيقة

المرحلة 03: الطيران الأفقي الاقتصادي والاستطلاع المستمر

64% استهلاك الطيران الأساسي
0.07x MTOW (L/D=14.5)

العمل في النقطة الذهبية للكفاءة الهوائية، كفاءة العواكس والمحركات ≥84.7%

من 330 إلى 360 دقيقة

المرحلة 04: الهبوط التدريجي المحكوم والاسترداد

8% من إجمالي طاقة الرحلة
0.04x MTOW

انزلاق هوائي سلس بهبوط تدريجي وتبريد المنظومة والهبوط الآمن

LONG RANGE UAV CRUISE AERODYNAMICS

الأسئلة الشائعة حول المدى والديناميكا الهوائية

البطاريات تمثل وزنًا ميتًا. إضافة خلايا بطاريات تزيد الوزن الإجمالي للإقلاع (MTOW)، مما يجبر الأجنحة على الطيران بزاوية هجوم أكبر لتوليد الرفع، وهو ما يضاعف مقاومة السحب المستحث ويزيد من استهلاك المحركات للكهرباء. الحل الهندسي الحقيقي هو رفع كفاءة الدفع وتقليل السحب الطفيلي.
حلول معمارية الدفع المترابطة
طيف الحمولات

أنظمة دفع مسيرات الشحن الثقيل →

مجموعات الدفع المتعددة، توزيع الطاقة بالجهد العالي، وإدارة التوازن الحراري لمنصات تتجاوز 500 كجم.

مواصفات المنظومة

أنظمة الدفع الكهربائي للطائرات المسيرة الصناعية →

مصفوفة التوريد من المحركات المنفصلة إلى المنظومات الأنبوبية المتكاملة مع احتواء معتمد للشفرات.

احصل على دراسة المحاكاة الهوائية ومطابقة الدفع لمدى أطول

شاركنا معلمات الجناح ونسبة الرفع إلى السحب وسرعة الطيران. سيقدم فريق الديناميكا الهوائية دراسة توازن الطاقة والمسار خلال 48 ساعة.