u/Zbvmaniazz

This is how I imagine the Gripen's paint job would look if Brazil wins its sixth World Cup title, just like in 2002 when there was the fifth championship, a mirrage III was painted with the colors of Brazil. It wasn't 100% made for the championship but it was used and marked the event in the escort return of the Varig plane (a Boeing 737) that was used by the national team.

Note: I did this in a bit of a hurry using colored pens, I hope you like it! :)

Recentemente, estava pesquisando aeronaves RC experimentais e me lembrei do protótipo de avião modelo Ionic que o MIT construiu em 2018. Observei e me perguntei se seria possível construir um em escala grande o suficiente para ser tripulado. O objetivo seria simples: construir uma aeronave grande o suficiente, leve e com o mínimo de arrasto possível para realizar um voo, mesmo que por um curto período, já que os motores iônicos são extremamente fracos e quase não conseguiriam se sustentar. MAS a beleza de uma aeronave de asa fixa é que ela só precisa superar o arrasto aerodinâmico para se manter no ar; o único detalhe é que os eletrodos geram muito arrasto e acabam comprometendo demais o voo, então tive uma ideia.

Pensei em um projeto de asa voadora com o mínimo de arrasto e peso possível, feita de materiais extremamente leves, quase frágeis, apenas para economizar cada grama. Mas o grande diferencial está no projeto do eletrodo que desenvolvi, embutido no perfil aerodinâmico, com múltiplos estágios e que utiliza o efeito de sopro para maximizar a sustentação, como você pode ver nas imagens. Tentei até desenhar o fluxograma de ar, mas infelizmente não ficou muito bom. As 5 divisões/linhas verticais que podem ser vistas na segunda imagem representam precisamente os estágios do propulsor iônico, com 5 dentro da asa e 1 na borda de ataque. A asa teria a eficiência de um planador de 1/30 a 1/60 e seria algo muito parecido com a primeira imagem. Adicionei winglets porque dobrá-la na ponta destruiria toda a sua eficiência aerodinâmica, então propus o winglet que, além de servir como estabilizador vertical, reduz MUITO o arrasto parasita e o vórtice na ponta da asa.

A razão para fazer vários estágios de eletrodos é que isso aumenta muito o empuxo com quase nenhum peso extra. Ao olhar para a segunda imagem, os 5 estágios extras além da borda de ataque são notáveis, como eu já havia dito. Eles não aumentariam o empuxo em 6 vezes devido ao arrasto do ar, mas chegariam a cerca de 2,5 vezes mais do que seriam antes se fosse apenas um.

Minhas especificações: A corda da asa seria a máxima possível, juntamente com a maior possível. Como é apenas um conceito e não preciso entrar em muitos detalhes (por enquanto), eu diria que um perfil aerodinâmico de câmara profunda com uma envergadura de 20 m, com 2 m no início (meio) e 1 m no final (talvez menos), e com 30 m² no total, estimaríamos o peso total em cerca de 130 kg no máximo, tentando encontrar um piloto de 60 kg com tudo pesando 70 kg. Isso resultaria em 4,333... kg/m² para toda a asa. As pontas das asas verticais não precisariam necessariamente estar a 90°, elas poderiam ser menos inclinadas e mais abertas para fora, já que isso corrigiria os problemas de uma asa voadora comum (guinada) e do perfil aerodinâmico que usei (arremesso).

Poderia ser lançado por catapultas convencionais OU uma maneira mais legal e tradicional de fazer isso seria decolar sozinho, como? Tive a ideia de usar um carrinho destacável que seria basicamente um hovercraft, reduzindo assim o atrito com o solo a quase zero e sendo capaz de decolar e pousar sozinho.

Obs: com isso estimei a eficiência do motor em 20N/m² em um projeto profissional. 4 deles gerariam, portanto, 80N e considerando que as entradas de ar poderiam ter cerca de 0,4M de altura, aumentar a largura da borda de ataque em 2,5M traria 1m² de área. Se considerarmos uma eficiência mínima de 1/30 na asa, seriam obtidos 39,24 N de arrasto, sendo completamente esmagado pelos 80 N dos 4 motores combinados. Talvez até possibilitando a decolagem com trem de pouso convencional. Todos os equipamentos, baterias, transformadores, redes, fios, etc., poderiam pesar menos (e talvez muito menos) que 10kg, sendo que a estrutura da asa ultraleve pesava cerca de 50kg, seriam notáveis ​​os já mencionados 60kg. Considerando um piloto leve de 60kg, o conjunto poderia chegar a 120kg, mas em teoria poderia acomodar um piloto mais pesado sem muitos problemas maiores.

Se você é um engenheiro aeroespacial ou alguém da área que entende do assunto, gostaria que analisasse o conceito do meu projeto e comentasse. Não quero parecer arrogante por achar que ninguém pensou nisso antes e que estou tentando ser melhor do que ninguém; aceito críticas ao projeto sem problemas. Acredito que, se ninguém tivesse proposto algo assim, uma aeronave tripulada movida a propulsão iônica, talvez este fosse o primeiro conceito realista e que poderia se tornar a primeira a voar no mundo, caso fosse construída.

Nota: esse post foi traduzido do inglês para o português com a tradução automática do Reddit em outra comunidade que eu já tinha postado, eu fiz alguns ajustes então não tinha repostado na hora então eu só copiei e postei com alguns ajustes aqui. Peço desculpas logo já por qualquer problema de linguagem ou algo assim. :)

I was recently looking at experimental RC aircraft and remembered the 2018 MIT prototype of the Ionic model airplane they made. I looked and wondered if it was possible to make one on a large enough scale to be manned. The objective would be simple: to make an aircraft large enough, light and with as little drag as possible to carry out a flight, even if only for a short time, as ion engines are extremely weak and would almost not be able to sustain themselves. BUT the beauty of a fixed-wing aircraft is that it only needs to overcome aerodynamic drag to stay in the air, the only detail is that the electrodes generate a lot of drag and end up compromising the flight too much, so I had an idea.

I thought of a flying wing design to have as little drag and weight as possible, made of extremely light materials that border on fragility, just to save every gram, but the real difference is the electrode design that I made that is embedded inside the airfoil, multi-stage and that uses the blow wing effect to maximize lift as much as possible, as you can see in the images. I even tried to draw the air flowchart but unfortunately it didn't turn out very well. The 5 vertical divisions/lines that can be seen in the 2nd image are precisely the stages of the ion thruster, with 5 inside the wing and 1 on the leading edge. The wing would have the efficiency of a glider of 1/30 to 1/60, and would be something almost like the 1st image. I added winglets because bending it at the end would destroy all its aerodynamic efficiency, so I proposed the winglet which, in addition to serving as a vertical stabilizer, VERY much reduces parasitic drag and vortex at the tip of the wing.

The reason for making multiple stages of electrodes is that it greatly increases thrust with almost no extra weight. When looking at the 2nd image, the 5 extra stages in addition to the leading edge are notable, as I had already said. They would not increase the thrust by 6 times due to air drag, but it would reach about 2.5 times more than it would have been before if it were just one.

My specifications: The wing chord would be the maximum possible along with the largest possible. As it's just a concept and I don't need to go into too much depth (for now) I would say a deep chamber airfoil with a wingspan of 20 m with 2m at the beginning (middle) and 1m at the end (maybe less) and with 30 m² in total, we will estimate the weight of everything, about 130 kg at most, trying to find a 60 kg pilot with everything weighing 70 kg. it would have 4.333... kg/m² for the entire wing. The vertical wingtips would not necessarily need to be at 90°, they could be made less and more open outward, as this would correct the problems of a common flying wing (yaw) and the airfoil I used (pitch).

it could be launched by conventional catapults OR a cooler and more traditional way of doing it would be for it to take off by itself, how? I had the idea of ​​using a detachable cart that would basically be a hovercraft, thus reducing friction with the ground to almost 0 and being able to launch and land on its own.

If you are an aerospace engineer or someone in the field who understands the subject, I would like you to analyze my project concept and say something about it. I don't want to be arrogant that no one thought of this before and that I'm trying to be better than anyone else, I accept criticism about the project without any problems. I believe that if no one proposed something like this, a manned aircraft powered by ion propulsion, perhaps this would be the first realistic concept of one and that it could become the first to fly in the world if it were made.