Si vous êtes un passionné de drones, vous savez probablement que la plupart des drones ont une conception assez similaire en ce sens qu'ils utilisent des hélices pour obtenir une portance afin de s'élever dans les airs de la même manière que les hélicoptères fonctionnent. Cela dit, vous vous demandez peut-être pourquoi la plupart des drones sont conçus de cette façon et n'utilisent pas une manière différente de se propulser, par exemple une conception telle qu'un ventilateur canalisé. Alors pourquoi les drones n'utilisent-ils pas de ventilateurs canalisés ?
Les ventilateurs canalisés ne sont tout simplement pas aussi efficaces que les hélices pour le levage statique. Ils ont des diamètres de pales plus petits et des moteurs à couple inférieur, et peuvent compenser avec un régime plus élevé et plus de pales de ventilateur pour fournir la poussée nécessaire, mais cela signifie qu'ils ne sont pas aussi efficaces que les pales d'hélice lorsqu'ils sont utilisés sur des drones.
Vous avez peut-être vu des ventilateurs canalisés utilisés dans de nombreux objets volants différents ou même des véhicules volants. Cependant, vous devez également comprendre qu'il existe une différence entre ces objets et véhicules et un drone. Les drones, aussi petits et légers soient-ils, doivent fonctionner beaucoup plus efficacement. Essayons donc de mieux comprendre pourquoi les drones n'utilisent pas de ventilateurs canalisés.
Quelle est l'efficacité des ventilateurs canalisés ?
Lorsque vous regardez différents objets volants qui ont besoin d'un certain niveau de poussée pour s'élever dans les airs, vous devez tenir compte du fait que ceux-ci ont besoin de moteurs qui les propulsent vers le haut et vers la direction dans laquelle ils veulent aller. L'un des moyens de base pour vous de le faire est d'utiliser un ventilateur à hélice classique qui tourne à grande vitesse afin qu'il puisse propulser l'avion ou le véhicule vers le haut. L'hélice classique était ce qui a été utilisé pour piloter le tout premier avion.
Cependant, un autre des moyens les plus populaires de propulser un avion ou un objet volant est le ventilateur canalisé. Le ventilateur canalisé ressemble à votre ventilateur à hélice classique, mais dispose désormais d'un conduit enveloppant une série de pales de ventilateur plus courtes et plus nombreuses. Fondamentalement, le ventilateur canalisé tournera toujours pour produire le couple et la portance dont l'avion a besoin pour voler, mais il fonctionne à des vitesses de rotation plus élevées.
Donc, fondamentalement, même si les ventilateurs à conduit ressemblent toujours beaucoup à vos ventilateurs à hélice habituels, à l'exception du fait qu'il y a des pales plus courtes et plus nombreuses et qu'ils ont un conduit, ils sont en fait avantageux dans une certaine mesure par rapport aux pales d'hélice sans conduit. .
En effet, le conduit est capable de réduire les pertes de poussée produites par les pales. Pendant ce temps, vous pouvez également modifier la section transversale du conduit afin de pouvoir modifier et faire varier la vitesse et la pression du flux d'air selon le principe de Bernoulli à votre avantage. C'est pourquoi les ventilateurs canalisés sont plus couramment utilisés dans la version moderne des avions tels que les dirigeables et les aéroglisseurs habituels.
Voici quelques-uns des autres avantages que vous pouvez avoir lorsque vous utilisez des ventilateurs canalisés sur un objet volant :
- Les pertes de pointe des pales d'hélice peuvent être réduites par le conduit. Lorsque cela se produit, le ventilateur canalisé peut fonctionner à un niveau plus efficace car il peut produire une poussée que les hélices de diamètre et de taille similaires ne peuvent pas. Cela se voit mieux lorsque l'avion ou l'objet vole à basse vitesse et à des niveaux de poussée statique élevés.
- Si vous êtes en mesure de faire varier la taille du conduit de la bonne manière, vous pouvez ajuster la taille du ventilateur pour lui permettre de fonctionner à un niveau plus efficace à des vitesses plus élevées par rapport à ce qu'une hélice peut faire.
- Bien sûr, les ventilateurs à conduits fonctionnent beaucoup plus silencieusement que les hélices, car les conduits protègent le bruit produit par les pales tout en réduisant la vitesse de pointe qui pourrait très bien contribuer à plus de bruit.
- Au même niveau de poussée, un ventilateur caréné peut être plus petit qu'une hélice. Cela vous permet d'utiliser des moteurs plus petits sur un avion ou un objet volant tout en conservant le même niveau de poussée.
- Les ventilateurs canalisés, en raison de la manière dont ils protègent et recouvrent les pales de l'hélice, sont plus sûrs lorsqu'ils fonctionnent au sol, car les risques que les pales heurtent quelqu'un ou quelque chose sont considérablement réduits.
Ainsi, comme vous pouvez le constater, l'utilisation de ventilateurs canalisés présente certains avantages. En d'autres termes, ces hélices sont assez efficaces pour toutes sortes d'objets volants différents, et c'est pourquoi les aéroglisseurs et les avions préfèrent utiliser des ventilateurs canalisés plutôt que des ventilateurs à hélice. Et même après l'introduction du turboréacteur, les avions plus petits et à bas prix utilisent encore des ventilateurs carénés car ils sont plus abordables. De nos jours, de nombreux modèles réduits d'avions télécommandés sont propulsés à l'aide de ventilateurs canalisés.
Pourquoi les drones n'utilisent-ils pas de ventilateurs canalisés ?
Certains des avions modèles modernes les plus populaires qui sont utilisés par différents amateurs de nos jours sont des drones.
Lorsque vous remarquez comment la plupart des drones sont construits, l'une des choses que vous verrez d'emblée est que les drones utilisent des pales d'hélice au lieu de ventilateurs canalisés. Et à ce stade, vous savez déjà à quel point les ventilateurs canalisés sont efficaces pour propulser des avions et des modèles réduits d'avions. Donc, cela pourrait vous amener à vous demander pourquoi les drones n'utilisent même pas de ventilateurs canalisés et utilisent des hélices traditionnelles ?
Pour comprendre cela, regardons les inconvénients des ventilateurs canalisés :
- Ils ne fonctionnent pas aussi efficacement lorsque l'objet volant est au niveau de croisière ou fonctionne à un niveau de poussée faible.
- Vous devez pouvoir disposer de très petits dégagements entre les pointes des pales et le conduit lui-même pour que les ventilateurs canalisés fonctionnent efficacement.
- Il fonctionne à des régimes plus élevés et les vibrations dont il a besoin ont tendance à être assez minimes.
- Le conduit peut ajouter du poids à l'ensemble du véhicule volant ou de l'objet, même lorsque le conduit est fabriqué à partir de matériaux composites légers.
Donc, si vous le regardez, il devient assez facile de comprendre pourquoi la plupart des drones n'utilisent pas de ventilateurs canalisés et pourquoi seuls quelques-uns de ces drones les utilisent réellement. Les drones fonctionnent à un faible niveau de poussée, et leurs moteurs doivent être capables de fournir une poussée statique de bas niveau tout le temps pour que les drones maintiennent leur vol. Cela rend évidente l'inefficacité des ventilateurs canalisés car ils ne fonctionnent pas très bien à de faibles niveaux de poussée.
Bien sûr, vous devez également tenir compte de la difficulté pour vous d'utiliser des ventilateurs canalisés sur des drones censés être légers et faciles à transporter. Les conduits eux-mêmes ajoutent du poids aux drones, ce qui obligerait désormais les hélices à travailler plus fort juste pour fournir la portance et la poussée dont les drones ont besoin. Il est donc plus difficile pour les fabricants de drones de concevoir des drones suffisamment légers lorsqu'ils utilisent des ventilateurs canalisés comme hélices.
Pendant ce temps, parce que de plus en plus de mini drones et de drones légers deviennent populaires parce que vous pouvez essentiellement les plier ainsi que leurs pales d'hélice afin de les placer dans votre sac, il serait assez difficile pour les drones avec des ventilateurs canalisés d'être portables. Les conduits eux-mêmes devraient occuper une tonne d'espace et n'auraient pas une conception facilement pliable. Et bien que les pales d'hélice traditionnelles soient généralement plus longues que les pales d'un ventilateur canalisé, le fait est que les pales d'hélice de la plupart des drones peuvent être pliées afin que vous puissiez les transporter plus facilement. C'est quelque chose que vous ne pouvez probablement pas faire avec des ventilateurs canalisés à cause des conduits.
Dans l'ensemble, les pales d'hélice traditionnelles sont tout simplement beaucoup plus efficaces en termes de performances et de conception par rapport aux ventilateurs canalisés lorsque nous envisageons leur utilisation dans les drones.
Combien de poussée produit un ventilateur canalisé ?
La poussée qu'un ventilateur canalisé peut produire dépend fortement de nombreux facteurs différents tels que la conception des conduits et la taille du ventilateur canalisé lui-même. En tant que tel, il n'y a vraiment pas de nombre spécifique en ce qui concerne la poussée qu'un ventilateur canalisé peut produire car il peut dépendre entièrement de la façon dont il a été fabriqué et conçu.
À titre d'exemple, nous pouvons regarder un ventilateur canalisé de 15 cm de diamètre afin que vous puissiez comprendre la poussée qu'un ventilateur canalisé plus grand ou plus petit peut produire. Un ventilateur canalisé de 5,9 pouces (15 cm) peut probablement soulever environ 8,8 lb (4 kg) de masse. Mais vous pouvez augmenter sa capacité de poussée en augmentant la solidité du rotor. Si tel est le cas, le ventilateur canalisé pourrait être capable de soulever quelque part près de 6 kg. Cependant, vous auriez besoin de plus de ventilateurs canalisés de taille similaire si vous voulez pouvoir transporter 10 kilogrammes ou plus.
Un autre bon exemple est le Martin Jetpack, qui utilise deux ventilateurs canalisés qui ont probablement un diamètre proche d'environ 80 cm. Ce jetpack est suffisant pour soulever une personne du sol mais pas au point de fournir suffisamment de verticalité. Le Martin Jetpack ne dit pas combien de poussée il produit, mais il pourrait être considérablement suffisant car il peut soulever un homme de taille moyenne du sol.