飛行自動車(またはエアタクシー)は4m2の面積の空気を20m/sで下向きに噴き出して2000Nの力で浮かぶという計算でした。
消費電力(以下モーターの効率を入れない値を「パワー」と言いましょう、単位時間当たりの仕事)を計算したいですが、流体力学でプロペラの計算をするのは大変そうです。下記、軸流ファンの計算ですが、「ビオ・サバールの法則」が出てきて、羽根を10分割すると計算できるそうです。自動車関連の技術論文なのが面白いです(pdf)。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsaeronbun/48/2/48_20174227/_pdf/-char/ja
もっと簡単な方法があるようです。昨日の計算で合っていることがわかります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8E%A8%E5%8A%9B
英語版では、消費パワーの計算法も出ています。
https://en.wikipedia.org/wiki/Thrust
推力T=ρAv^2
パワーP=ρAv^3/2 (これは昨日の議論の延長で空気の加速を考えると出てくるようです) ρは空気密度、Aはスラスター(プロペラの円の総和)の面積
https://www.physicsforums.com/threads/power-and-thrust-of-a-motor-propeller.721203/
合わせて P^2=T^3/(4ρA) だそうです。
P=ρAv^3/2=1.3[kg/m3] x 4 m2 x (20[m/s])^3 /2 =20800 W =21 kW
高性能モーターの効率は70%を超えているようですから(90%を超えるものもある)、消費電力電力にして30kWくらいでしょうか。
https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00538280
Jetson ONE の最高パワー88kWと同じ桁ですね。あとは移動のための水平方向の推進に使うのでしょう。そのときは空気抵抗が問題になります。
空気抵抗の力は、速度の2乗に比例するので、あまり速度を上げられません。
https://clicccar.com/2019/08/23/902223/
空気抵抗 = 1/2 x Cd × (空気密度) × (前面投影面積) × (車速)^2
で、Cd 空気抵抗計数(無次元)は、立板=1.25, プリウス=0.25, ワンボックスカー=0.4, 飛行機の翼=0.1だそうです。
英語は、関連用語から
thrust 推力
energy consumption エネルギー消費
power 電力 と訳しますが、今回の「パワー」のように単位時間当たりのエネルギー消費量の日本語は何でしょう。「馬力」も変です。あまり使いませんが、たぶん「仕事率」ですね。
drag 抗力 空気抵抗
drag coefficient 空気抵抗係数
drag は「引く」という意味で、類義語は下記です(LDOCE)。
pull = to make something or someone move in the direction that your hands are moving
He pulled her towards him and kissed her.
tug = to pull something suddenly with a short quick movement, often to get someone’s attention
‘Look, ’ he said, tugging at his brother’s sleeve. I tugged at the drawer but it wouldn’t open.
a tug of war 綱引き
drag = to pull something along the ground, especially because it is heavy
If we can’t lift the piano, we’ll have to drag it.
haul = to pull something big and heavy using a lot of effort, especially upwards and using a rope
They hauled their boats further up the beach.
heave = to pull or lift something very heavy, especially with one movement
He heaved the sack of sand onto his shoulder.
draw = formal to pull something or someone gently in a particular direction
pull = to be attached to a vehicle or piece of machinery and make it move behind you in the direction you are going 引きずる
Ten dogs were pulling a sledge over the ice.
tow トウ = to pull a vehicle behind – used about a vehicle, a boat, or a horse pulling something using a rope or chain
The car in front of us was towing a caravan.
draw = to pll a vehicle such as a carriage 牽引する