Quando o automóvel rodou pela primeira vez em estradas de terra no século 19, permitiu-nos ir a lugares que nunca havíamos estado e nos permitiu chegar lá em questão de horas, em vez de dias. Ao contrário do trem, que confinava as pessoas a paradas e horários, o carro nos deu uma incrível sensação de liberdade. Hoje, nossos carros ainda nos dão grande liberdade - mas em muitas cidades, essa liberdade é temperada pelo incômodo do tráfego pesado. Não há nada tão frustrante quanto chegar atrasado ao trabalho ou um evento importante devido a um congestionamento.

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Não seria ótimo se você pudesse se locomover sem se preocupar com o trânsito? Com um veículo aéreo pessoal (PAV), pode muito bem ser possível. Neste artigo, HowStuffWorks analisa a tecnologia por trás de um PAV atual, a Springtail EFV-4B .

1. Springtail Basics
2. Dentro do Springtail
3. Sistema Fly-by-wire
4. Quem usará o Springtail?

Springtail Basics

O Veículo voador Springtail Exoesqueleto desenvolvido pela Trek Aerospace funciona algo como o Jato Harrier , levantando verticalmente. Mas em vez de propulsão a jato, o Springtail usa hélices canalizadas para levantar o aviador do chão. O EFV-4B é o modelo mais recente de uma série de vários protótipos.

Uma vez amarrado a este veículo aéreo pessoal (PAV), o motor girará os ventiladores do duto no teto para fornecer o empuxo adequado para impulsioná-lo no ar. O Springtail EFV-4B tem 2,5 metros de altura, e os operadores devem ter entre 5 pés e 4 polegadas e 6 pés e 6 polegadas (163 a 198 cm) de altura e pesar entre 115 e 275 libras (52 a 125 kg) para máxima manobrabilidade e segurança.

Uma vez no ar, você pode voar sobre o topo das árvores a uma velocidade máxima de 113 mph (182 kph) por 184 milhas (296 km) em um tanque de 12,3 galões (46,6 litros) de gasolina antes de reabastecer. As velocidades médias de cruzeiro são de cerca de 151 km / h. Porque pode subir até 11, 400 pés (3, 475 metros), existe a possibilidade de que o Springtail compartilhe seu espaço aéreo com outras aeronaves de pequeno porte. Contudo, de acordo com o pessoal da Trek Aerospace, em última análise, deve voar a uma altitude de cerca de 400 pés acima do nível do solo, movendo-se em torno de 90 mph. O tamanho compacto do Springtail permitirá que ele pouse em uma área aproximadamente do tamanho de duas vagas de estacionamento do tamanho de um carro compacto.

Agora, vamos dar uma olhada dentro do Springtail.

Dentro do Springtail

Quatro componentes principais do Springtail podem algum dia permitir que ele nos leve ao trabalho ou ao cinema local:

• 118 cavalos de potência motor rotativo
• Sistema de transmissão que aciona as lâminas do ventilador dos dutos
• Ventiladores dutos de rotação contrária (dois)
• Sistema de controle fly-by-wire

No coração deste veículo patenteado está um pequeno motor rotativo de 118 cavalos de potência que usa gasolina de aviação de 100 octanas (AVGAS). Se necessário, ele funcionará com 91 octanas e há um motor Springtail que na verdade usa diesel. Um motor rotativo é um motor de combustão interna, como o motor do seu carro, mas funciona de uma maneira completamente diferente do motor a pistão convencional.

Como um motor a pistão, o motor rotativo usa a pressão criada quando uma combinação de ar e combustível é queimada. Em um motor a pistão, essa pressão está contida nos cilindros e força os pistões a se moverem para frente e para trás. As bielas e o virabrequim convertem o movimento alternativo dos pistões em movimento de rotação que pode ser usado para alimentar um veículo.

A pressão de combustão está contida em uma câmara formada por parte da carcaça e vedada por uma face do rotor triangular, que é o que o motor usa em vez de pistões. O rotor segue um caminho que se parece com algo que você criaria com um Espirógrafo . Este caminho mantém cada um dos três picos do rotor em contato com a carcaça, criando três volumes separados de gás. Conforme o rotor se move ao redor da câmara, cada um dos três volumes de gás se expande e se contrai alternadamente. É essa expansão e contração que puxa o ar e o combustível para o motor, o comprime e produz energia útil à medida que os gases se expandem, e, em seguida, expulse o escapamento.

O motor do Springtail é conectado a um sistema de eixos de transmissão, juntas universais e caixas de engrenagens, que acionam os ventiladores dutos de rotação contrária. Modelos anteriores exibiam pás de ventilador de passo fixo (ao contrário de pitch variável), o que significa que eles são rigidamente fixados ao cubo do ventilador rotativo central em um ângulo definido. As lâminas de passo fixo ajudaram a reduzir o número de peças móveis em funcionamento nos modelos anteriores. Contudo, a desvantagem das lâminas de passo fixo é que não podem ser ajustadas durante o vôo. Sendo o modelo mais recente, o Springtail EFV-4B agora apresenta várias atualizações e melhorias tecnológicas - incluindo lâminas de passo variável . Outra grande melhoria é o novo sistema de controle do Springtail.

Vamos examinar mais de perto esse novo sistema.

Sistema Fly-by-wire

Um piloto poderia operar o protótipo XFV original usando dois apertos de controle de mão e braços de controle , e deslocando seu peso de um lado para o outro. Contudo, depois de aplicar esse conceito de operações no túnel de vento no Centro de Pesquisa AMES da NASA em 2000, a equipe de teste descobriu que cinemático o movimento (do corpo) não permitiria ao piloto controle suficiente da aeronave.

Atualmente, o Springtail usa fly-by-wire controles. Em teoria, este sistema é um pouco parecido com o drive-by-wire sistemas projetados para carros-conceito, como Hy-wire da GM. O operador controla o veículo usando dois joysticks, um para cada mão. O joystick esquerdo controla a rotação dos ventiladores dos dutos (o controle de altitude). O joystick direito controla a velocidade do veículo para frente e para trás, voltas à esquerda e à direita (roll), e girar o veículo em seu eixo vertical (guinada). Isso também é conhecido como três graus de liberdade dispositivo de controle.

Conforme o operador usa os joysticks, seus comandos são enviados a um sistema de computador de bordo . O sistema de computador interpreta essas informações e move os dutos, palhetas de controle e outras superfícies de controle para que o veículo se mova para acomodar os comandos do operador de acordo. O impressionante computador de bordo também dá ao Springtail uma espécie de piloto automático função. O operador pode inserir as coordenadas do GPS para o veículo seguir, de modo que o sistema de computador de bordo do Springtail o "conduza" ao destino programado.

Além do movimento regular do vôo, como um helicóptero, o Springtail pode flutuar em um posição estacionária . O tempo de flutuação realmente depende das condições do vento e da altitude, mas o tempo médio é de aproximadamente duas horas.

No caso de qualquer falha catastrófica, a aeronave dispararia automaticamente um pára-quedas para derrubar com segurança a aeronave e o piloto. Em caso de mau funcionamento inicial do pára-quedas principal, há um pára-quedas reserva para o piloto. Ele foi projetado para ser acionado automaticamente depois que o piloto se soltou do Springtail e se afastou da máquina.

Então, discutimos a arte e sua tecnologia central, mas isso funciona? Quem vai usar? E, quanto custa isso? Vamos descobrir.

Quem usará o Springtail?

Como mencionado anteriormente, a tecnologia principal por trás do Springtail foi sujeita a vários testes em túnel de vento no Centro de Pesquisa AMES da NASA. O protótipo inicial, o Veículo Voador SoloTrek Exo-Skeletor (XFV) completou mais de 70 missões tripuladas e fez seu primeiro voo de teste tripulado bem-sucedido em 18 de dezembro, 2001. Durante o teste de vôo inicial do XFV, a máquina estava amarrada a um guindaste, na esperança de evitar danos dispendiosos. Em novembro de 2003, o Springtail completou sua primeira missão sem amarras - esteve no ar por aproximadamente 50 segundos e se moveu aproximadamente 18 metros. Trek Aerospace relata que quase 200 voos de teste amarrados e aproximadamente 20 testes não amarrados foram concluídos até agora.

Embora a empresa não tenha dito quando comercializará o veículo, ele relata que existem aplicativos para uso militar e privado. Inicialmente, é provável que seja usado por pára-quedistas, quem usaria o Springtail para voar para a batalha. Outras aplicações possíveis do Springtail, conforme apresentado no site Trek Aerospace, incluem, mas não estão limitados a:

• Aplicações militares, como missões de busca e resgate, vigilância e reconhecimento
• Aplicativos de segurança interna, como resposta a emergências e resgate, rotas policiais de rotina, combate a incêndios e outras medidas de segurança e proteção
• Aplicações comerciais e industriais, como viagens de passageiros, viagens turísticas e serviços de entrega

Embora a Trek Aerospace não tenha dito quando o Springtail estará disponível ao público, o preço é projetado para ser comparável ao de um carro esporte de alto desempenho.

Para obter mais informações sobre o Springtail, veículos aéreos pessoais e tópicos relacionados, confira os links na página seguinte.

Muito mais informações

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