炸裂！SkyersJet項(xiàng)目挑戰(zhàn)3D打印涵道風(fēng)扇受阻

導(dǎo)讀：涵道風(fēng)扇（Ducted Fan）是指在自由螺旋槳的外圍設(shè)置涵道的一種推進(jìn)裝置。它能夠產(chǎn)生更大的升力，且風(fēng)扇環(huán)括在涵道內(nèi)，既可阻擋風(fēng)扇氣動(dòng)聲向外傳播，又結(jié)構(gòu)緊湊、安全性高。因此被用在許多小型垂直起降無(wú)人飛行器上。

△SkyersJet項(xiàng)目EDF進(jìn)行推力測(cè)試 [來(lái)源：SkyersJet]

南極熊獲悉，SkyersJet項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)3D打印EDF系統(tǒng)，項(xiàng)目旨在為遙控飛機(jī)制造高性能EDF發(fā)動(dòng)機(jī)。EDF或電動(dòng)管道風(fēng)扇是標(biāo)準(zhǔn)螺旋槳系統(tǒng)的替代品，能夠制造更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)螺旋槳通常有1-4個(gè)葉片，可在露天自由旋轉(zhuǎn)。相比之下，管道風(fēng)扇包括一個(gè)彎曲的管道，將空氣輸送到葉片中，葉片的數(shù)量要更多。SkyersJet項(xiàng)目似乎使用了16個(gè)葉片，然而，在測(cè)試過(guò)程中遇到了一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

△SkyersJet項(xiàng)目EDF設(shè)計(jì) [來(lái)源：SkyersJet項(xiàng)目]

SkyersJet項(xiàng)目表示他們的EDF系統(tǒng)旨在提供比現(xiàn)有EDF系統(tǒng)更有效的推力。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，風(fēng)扇的直徑比其他EDF大得多，這需要很大的扭矩。通常，這種直徑的風(fēng)扇或螺旋槳將與外轉(zhuǎn)子電機(jī)配合使用。但是，團(tuán)隊(duì)選擇了內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，因?yàn)樗鼈兙哂懈�高的功率重量比和更高的效率。�?xiàng)目使用高強(qiáng)度PETG3D打印葉片，然后將它們安裝在機(jī)加工的鋁制輪轂上。而管道本身是由多個(gè)部件3D打印出來(lái)的，然后組裝起來(lái)。

△測(cè)試過(guò)程

隨后團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了測(cè)試，在“推力測(cè)試11”的視頻中，“災(zāi)難”發(fā)生了。因?yàn)镋DF系統(tǒng)葉片的旋轉(zhuǎn)速度非常快，而且SkyersJet項(xiàng)目的設(shè)計(jì)增加了風(fēng)扇直徑。因此，吸頭的速度將成比例增加。這巨大的離心力，讓葉片承受不了，直接裂開(kāi)，整個(gè)系統(tǒng)失去平衡并在一瞬間炸成碎片。

如何重啟SkyersJet項(xiàng)目？

本次測(cè)試表明，高強(qiáng)度PETG似乎不適合這種應(yīng)用，或許可以使用強(qiáng)度更高的材料，例如帶有短切碳纖維的復(fù)合材料。因此，連續(xù)碳纖維3D打印似乎更適合這一應(yīng)用。如果纖維沿著葉片的長(zhǎng)度排列，可以顯著增加強(qiáng)度。雖然這次項(xiàng)目測(cè)試失敗，但它體現(xiàn)了設(shè)計(jì)和材料可以極大地影響項(xiàng)目結(jié)果。期待SkyersJet項(xiàng)目的下一次改進(jìn)！

△炸裂瞬間[來(lái)源：SkyersJet]

參考閱讀：

1. Thrust Test 11
2. SkyersJet Components
3. Watch a Spectacular 3D Print Failure