BR102013018101A2 - lança de cauda em forma de aerofólio - Google Patents

Abstract

lança de cauda em forma de aerofólio a invenção refere-se a um sistema e método para controlar o torque da fuselagem de uma aeronave. o sistema inclui uma lança de cauda tendo uma primeira superfície que cria uma região de alta pressão em um vento gerado no rotor para baixo e uma segunda superfície que cria uma região de baixa pressão no vento gerado no rotor para baixo. a diferença nas regiões de pressão cria uma força lateral que se opóe ao torque da fuselagem.

Description

“LANÇA DE CAUDA EM FORMA DE AEROFÓLIO" REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido é uma continuação em parte do Pedido PCT Internacional No. PCT/US2010/049506, depositado em 20 de setembro de 2010, intitulado “Airfoil Shaped Tail Boom”, que é aqui incorporado por referência para todos os propósitos como se completamente apresentado aqui.

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO O presente pedido refere-se geralmente a aeronaves rotativas, e mais particularmente, a lanças de cauda para helicópteros.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os helicópteros convencionais incluem tipicamente um ou mais rotores principais situados acima da fuselagem e um motor disposto dentro da fuselagem para rotacionar o rotor principal. Durante a operação, o motor exerce um torque na fuselagem (“torque de fuselagem”), que leva a mesma a rotacionar em uma direção oposta a do movimento rotacional do rotor principal. O torque de fuselagem é o maior durante a operação em alta potência, ou seja, durante voo em velocidade muito baixa ou muito alta.

Durante a operação em baixas velocidades de frente, a corrente de ar descendente está em seu máximo, exigindo assim maior controle de torque para contrapor o torque da fuselagem. Os rotores da cauda são eficazes dispositivos antitorque para controlar o torque da fuselagem durante a decolagem, o pouso e durante voo de frente em baixa velocidade. A FIG. 1 mostra um helicóptero convencional 1 compreendendo um rotor principal 2 situado acima da fuselagem e um rotor de cauda 4 acoplado à seção traseira da fuselagem via uma lança de cauda 3. O rotor de cauda e o sistema de acionamento associado precisam ser dimensionados para o regime de baixa velocidade. Como um resultado, o rotor de cauda é geralmente maior e mais pesado do que o necessário em outros regimes de voo e produz penalidades de arrasto e energia adicionais em altas velocidades. Esses fatores são cumulativos e todos resultam na degradação do desempenho do helicóptero.

Alguns helicópteros convencionais incluem cintas, aletas e/ou outros dispositivos adequados para controlar o torque da fuselagem. Durante o voo em alta velocidade, o controle de torque pode ser fornecido por superfícies aerodinâmicas, tal como aletas. Entretanto, durante o voo em baixa velocidade, essas superfícies são ineficazes. A FIG. 2 ilustra uma vista transversal da lança de cauda 3 do helicóptero 1. Asas auxiliares 5A e 5B se estendem ao longo da superfície externa da lança de cauda 3 para direcionar o vento gerado pelo rotor para baixo em uma direção lateral em relação à lança de cauda. As asas 5A e 5B redirecionam o vento gerado pelo rotor em uma direção lateral em relação à lança de cauda. Cintas e aletas são dispositivos eficazes para contrapor o torque da fuselagem; entretanto, cintas e aletas aumentam o peso total da aeronave, que, por sua vez, exige que o rotor principal crie elevação adicional para compensar o peso adicionado. Em adição, o peso adicionado diminui a capacidade de elevação da aeronave. Ademais, cintas e aletas incluem a penalidade de descarga adicional associada com o maior arrasto vertical do vento gerado pelo rotor.

Outros helicópteros incluem lanças de cauda para controle de circulação compreendendo um ou mais dutos internos dispostos dentro da lança de cauda para canalizar fluidos de escape e/ou outros tipos de fluidos acionados por motor através da lança de cauda. O fluido canalizado sai da lança de cauda através de uma ou mais portas de saída em uma direção lateral em relação à lança de cauda. A lança de cauda de circulação fornece antitorque suficiente para eliminar completamente a necessidade de um rotor de cauda; entretanto, a lança de cauda aumenta significativamente o peso geral do helicóptero, aumentando assim o consumo de energia e tornando o projeto ineficaz na maior parte das aplicações.

Embora as implementações anteriores representem grandes progressos na área de dispositivos antitorque para um helicóptero, muitas desvantagens permanecem.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os novos recursos que se acredita serem característicos do pedido são apresentados nas reivindicações em anexo. Entretanto, o próprio pedido, bem como um modo preferencial de uso, e objetivos adicionais e vantagens desse, será entendido melhor com relação à seguinte descrição detalhada quando lida em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais: A FIG. 1 é uma vista lateral de um helicóptero convencional. A FIG. 2 é uma representação esquemática de vento gerado pelo rotor fluindo em tomo de uma vista transversal de uma lança de cauda da FIG. 1. A FIG. 3 é uma vista de cima de uma lança de cauda de acordo com uma modalidade preferencial do presente pedido. A FIG. 4 é uma vista esquerda da lança de cauda da FIG. 3. A FIG. 5 é uma vista parcialmente em corte da lança de cauda da FIG. 4. A FIG. 6 é uma vista transversal da lança de cauda da FIG. 5 obtida em VI-VI. A FIG. 7 é uma modalidade alternativa da lança de cauda da FIG. 6 mostrada com uma aba. A FIG. 8 é uma vista esquemática de um vento gerado no rotor fluindo em torno da lança de cauda da FIG. 6. A FIG. 9 é uma vista de cima de um helicóptero convencional. A FIG. 10 é uma vista de cima de um helicóptero de acordo com a modalidade preferencial do presente pedido. A FIG. 11 é uma modalidade alternativa do helicóptero da FIG. 9. A FIG. 12 é uma modalidade alternativa de uma lança de cauda. A FIG. 13 é uma vista transversal da lança de cauda da FIG. 12 obtida em XIII-XIII.

Enquanto a lança de cauda do presente pedido está suscetível a várias modificações e formas alternativas, suas modalidades específicas foram mostradas por meio de exemplo nos desenhos e são aqui descritas em detalhes. Dever-se-ia entender, entretanto, que a descrição citada aqui das modalidades específicas não é destinada a limitar a invenção à modalidade particular descrita, mas ao contrário, a invenção visa abranger todas as modificações, equivalentes, e alternativas que estão dentro do espírito e escopo do processo do presente pedido como definido pelas reivindicações em anexo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

As modalidades ilustrativas do sistema e método são fornecidas abaixo. Aprecia-se, é claro, que na implantação de qualquer modalidade real, numerosas decisões específicas de implementação serão feitas para alcançar os objetivos específicos do desenvolvedor, tal como compatibilidade com restrições relacionadas a sistema e relacionadas a negócios, que variará de uma implementação para outra. Ademais, aprecia-se que tal esforço de implantação pode ser complexo e consumir tempo, mas seria, no entanto, uma rotina usada pelos versados na técnica tendo o benefício desta descrição. A lança de cauda do presente pedido supera as desvantagens comuns associadas com os dispositivos antitorque convencionais para aeronave rotativa. Especificamente, a lança de cauda é um dispositivo leve e eficaz para fornecer uma força lateral para contrapor o torque da fuselagem. Essas características são alcançadas fornecendo-se uma lança de cauda de forma similar a um aerofólio, onde a primeira superfície lateral age como uma superfície de pressão de um aerofólio, criando assim uma região de alta pressão próxima à superfície, e onde a segunda superfície lateral age como uma superfície de sucção de um aerofólio, criando assim uma região de baixa pressão próxima da superfície. A diferença de pressão entre as duas regiões de pressão faz com que a lança de cauda se mova em direção à região de baixa pressão, que, por sua vez, rotaciona a lança de cauda em uma direção lateral oposta ao torque da fuselagem. A lança de cauda do presente pedido será entendida, como para sua estrutura e operação, a partir dos desenhos em anexo, obtida em conjunto com a descrição em anexo. Várias modalidades da lança de cauda são apesentadas aqui. Dever-se-ia entender que vários componentes, partes, e características das diferentes modalidades podem ser combinados e/ou intercambiados entre si, todos os quais estão dentro do escopo do presente pedido, mesmo que nem todas as variações e modalidades particulares possam ser especificamente ilustradas em cada figura.

Dever-se-ia entender que a modalidade preferencial da lança de cauda é associada de maneira funcional com um helicóptero. Entretanto, a lança de cauda é pronta e facilmente adaptável para a operação com outros tipos de aeronave rotativa.

Com relação agora à FIG. 3 nos desenhos, uma vista de cima de uma lança de cauda 301 de acordo com a modalidade preferencial do presente pedido é mostrada. A FIG. 3 ilustra a lança de cauda 301 desacoplada da seção traseira de uma fuselagem de aeronave 303. Na modalidade preferencial, a lança de cauda 301 permanece rigidamente acoplada à fuselagem 303; entretanto, dever-se-ia apreciar que modalidades alternativas poderíam incluir um dispositivo de acoplamento 305 ou outros dispositivos adequados para acoplar de forma rotacional a extremidade 307 da lança de cauda 301 e a seção traseira da fuselagem 303 de modo que a lança de cauda 301 rotacione em torno de um eixo A. A modalidade alternativa possibilita que a lança de cauda 301 ou reduza ou aumente a força lateral, que, por sua vez, muda a força resultante oposta ao torque da fuselagem. Na modalidade alternativa, um sistema de controle (não mostrado) associado de maneira funcional ao dispositivo de acoplamento 305 controlaria ou manualmente ou de forma autônoma o movimento rotacional da lança de cauda 301. A lança de cauda 301 compreende preferencialmente uma primeira superfície lateral 309, uma segunda superfície lateral oposta 311, uma superfície superior 313, e uma superfície inferior 315 (a superfície inferior 315 é mostrada na FIG. 4). Na modalidade preferencial, a lança de cauda 301 é fabricada como um membro unitário tendo uma forma similar a um aerofólio tal que a superfície lateral 309 aja como a superfície de pressão de um aerofólio, enquanto a superfície lateral 311 age como a superfície de sucção de um aerofólio. A superfície lateral 309 e a superfície lateral 311 afunilam gradualmente uma em direção a outra para formar a superfície 313 e a superfície 315, que agem como bordas dianteira e traseira de um aerofólio, respectívamente. Em uma modalidade alternativa, a superfície 315 pode ser opcionalmente configurada como uma superfície plana para fornecer uma linha de separação de fluxo bem definida entre a superfície lateral 309 e a superfície 315, ou entre a superfície lateral 311 e a superfície 315. A superfície de aerofólio truncada 313 podería, alternativamente, ser afunilada para formar uma borda dianteira viva, onde a superfície lateral 311 se une diretamente à superfície lateral 309 ao invés de incluir a superfície 315. A configuração óptima podería explicar o volume estrutural necessário da lança de cauda, rigidez, e peso, bem como a qualidade de manipulação, que podem incluir exigências de voo de lado. A lança de cauda do presente pedido fornece vantagens significativas sobre os dispositivos antitorque convencionais. Em particular, a lança de cauda é capaz de fornecer a força necessária para contrapor o torque de fuselagem meramente pela forma contornada da superfície lateral 309 e da superfície lateral 311. Durante a operação, o vento gerado pelo rotor para baixo cria uma região de alta pressão próxima à superfície lateral 309 e uma região de baixa pressão próxima à superfície lateral 311, resultante na lança de cauda 301 se movendo em direção à região de baixa pressão, em uma direção oposta ao torque de fuselagem. A lança de cauda 301 pode ou suplementar um dispositivo antitorque adicional, isto é, um rotor de cauda, ou ser adaptada para fornecer antitorque suficiente para eliminar completamente a necessidade do dispositivo antitorque adicional. Outra vantagem significativa é as superfícies contornadas de baixo perfil da lança de cauda 301, que diminuem a separação de fluxo de arraste à medida que o vento gerado no rotor viaja em torno da lança 301. A separação de fluxo de arraste reduzida resulta em menos consumo de energia e elevação de carga útil aumentada.

Com relação agora à FIG. 4 nos desenhos, uma vista lateral esquerda da lança de cauda 301 é mostrada. A FIG. 4 mostra os comprimentos longitudinais da superfície lateral 309 e da superfície lateral 311 afunilando gradualmente da extremidade 307 para uma extremidade distai 317. Na modalidade preferencial, os comprimentos longitudinais da superfície lateral 309 e da superfície lateral 311 se estendem linearmente da extremidade 307 até a extremidade 317; entretanto, dever-se-ia apreciar que as modalidades alternativas podem incluir superfícies laterais tendo perfis longitudinais côncavos e convexos.

Na modalidade preferencial, a lança de cauda 301 é ainda fornecida com um sistema antitorque 319. Nessa modalidade, o sistema antitorque 319 é um rotor de cauda convencional adaptado para criar uma força oposta ao torque da fuselagem. Dever-se-ia apreciar que as modalidades alternativas poderíam incluir diferentes tipos de dispositivos antitorque em lugar de um rotor de cauda. Por exemplo, uma modalidade alternativa podería incluir uma cinta, aleta, sistema de circulação, ou outro sistema antitorque adequado associado de maneira funcional com a lança de cauda 301. Em adição, dever-se-ia apreciar que as modalidades alternativas poderíam incluir uma lança de cauda 301 desprovida de um sistema antitorque (verFIG, 11). A lança de cauda 301 é ainda fornecida com um dispositivo de controle de fluxo opcional 401 adaptado para controlar o fluxo do vento gerado pelo motor fluindo sobre a superfície lateral 309. Dever-se-ia entender que embora o dispositivo de controle 401 seja mostrado acoplado à superfície lateral 309, o dispositivo de controle 401 pode ser acoplado a qualquer superfície do rotor de cauda 301. Na modalidade preferencial, o dispositivo de controle 401 controla passivamente a direção de fluxo e/ou a separação de fluxo sobre a superfície lateral 309 com uma pluralidade aletas; entretanto, dever-se-ia apreciar que as modalidades alternativas poderíam incluir um dispositivo de controle que controla ativamente a direção de fluxo e/ou a separação de fluxo sobre a superfície 309. Modalidades alternativas poderíam também incluir cavidades, ranhuras, ou outros tratamentos de superfície nas superfícies contornadas da lança de cauda 301 para controlar passivamente a direção de fluxo e/ou separação de fluxo sobre a superfície lateral 309 e a superfície lateral 311. A FIG. 4 também ilustra o afunilamento gradual do comprimento da corda da extremidade 307 à extremidade distai 317. Na modalidade preferencial, o comprimento da corda diminui linearmente; entretanto, dever-se-ia apreciar que as modalidades alternativas poderíam incluir lanças de cauda tendo comprimentos de corda afunilando-se em um modelo não linear ou incluir lanças de cauda tendo um comprimento de corda permanecendo relativamente fixo. Por exemplo, o comprimento da corda da lança de cauda podería afunilar para cima, para baixo, permanecer constante, ou incluir perfis geométricos côncavos ou convexos.

Com relação agora à FIG. 5 nos desenhos, uma vista de corte parcial da lança de cauda 301 é mostrada. A FIG. 5 fornece a ilustração dos componentes dispostos dentro da lança de cauda 301. Na modalidade preferencial, a lança de cauda 301 tem uma cavidade interna 501. Entretanto, dever-se-ia apreciar que as modalidades alternativas poderíam ser facilmente fabricadas como um membro sólido não tendo cavidade interna. A lança de cauda 301 é ainda fornecida com um ou mais frisos 503 dispostos dentro da cavidade interna 501 para fornecer rigidez e suporte adicional. Os frisos 503 são também adaptados para suportar um eixo de acionamento de rotor de cauda 505 se estendendo dentro da cavidade interna 501.

Com relação agora à FIG. 6 nos desenhos, uma vista transversal da lança de cauda 301 é mostrada obtida em VI-VI da FIG. 5. A FIG. 6 fornece ilustração adicional das superfícies contornadas da lança de cauda 301. Na modalidade preferencial, a superfície lateral 309 age como uma superfície de pressão de um aerofólio, enquanto a superfície lateral 311 age como uma superfície de sucção de um aerofólio. Entretanto, dever-se-ia apreciar que a lança de cauda 301 pode facilmente ser modificada tal que a superfície lateral 311 é contornada para agir como a superfície de pressão de um aerofólio, e superfície lateral 309 que é contornada para agir como a superfície de sucção de um aerofólio. A FIG. 6 também ilustra o comprimento da corda 601 da lança de cauda 301 orientada em um ângulo B com relação ao vento gerado pelo rotor. Na modalidade preferencial, a lança de cauda 301 é rigidamente acoplada à fuselagem 303 e é orientada em um ângulo de ataque de aproximadamente seis graus com relação ao vento gerado pelo rotor. Entretanto, dever-se-ia apreciar que as modalidades alternativas poderíam incluir lanças de cauda tendo diferentes ângulos de ataque para desempenho ótimo. Em adição, as modalidades alternativas poderíam incluir lanças de cauda rotativas adaptadas para fornecer movimento de articulação da lança de cauda, que permite que a lança de cauda mude o ângulo de ataque para qualquer ângulo operacional dentro do vento gerado pelo rotor.

Com relação agora à FIG. 7 nos desenhos, uma modalidade alternativa da lança de cauda 301 é mostrada. A lança de cauda 701 é substancíalmente similar em forma e função à lança de cauda 301. A lança de cauda 701 é ainda fornecida com uma aba 703 acoplado de forma articulada à borda traseira via um dispositivo de acoplamento 705. Como é mostrado, a aba 703 articula em um arco C com relação à lança de cauda 701. O movimento de articulação é criado ou manualmente pelo controle do piloto ou de forma autônoma via um sistema de controle (não mostrado). A aba 703 fornece controle de fluxo adicional do vento gerado pelo rotor viajando em torno das superfícies contornadas da lança de cauda 701, que, por sua vez, aumenta ou diminui a magnitude da força lateral. A FIG. 8 ilustra uma representação esquemática dos padrões de fluxo do vento gerado no rotor viajando em torno da lança de cauda 301. Durante a operação, o vento gerado no rotor precisa viajar uma maior distância em torno da superfície lateral 311 do que da superfície lateral 309, resultando em uma região de baixa pressão se formando em torno da superfície lateral 311 e uma região de alta pressão se formando em torno da superfície lateral 309. A diferença de pressão nas regiões faz com que a lança de cauda 301 se mova em direção à região de baixa pressão, resultando na lança de cauda 301 se movendo em uma direção oposta ao torque da fuselagem.

As FIGs. 9 a 11 ilustram a lança de cauda 301 associada de maneira funcional com um helicóptero. A FIG. 9 mostra uma vista de cima de um helicóptero convencional 901, que inclui um rotor de cauda para contrapor o torque da fuselagem T. Durante a operação, o rotor de cauda cria uma força de rotor de cauda TRF em uma direção oposta ao torque da fuselagem T. Como discutido acima, os rotores de cauda são eficazes dispositivos antitorque durante a decolagem, o pouso, e baixas velocidades. O rotor de cauda e o sistema de acionamento associado precisam ser dimensionados para o regime de baixa velocidade. Como um resultado, o rotor de cauda é geralmente maior e mais pesado do que o necessários em outros regimes de voo e produz penalidades de arrasto e energia adicionais em altas velocidades. Esses fatores são cumulativos e todos resultam na degradação do desempenho do helicóptero. A lança de cauda 301 reduz muito a exigência por rotores de cauda maiores, diminuindo assim as penalidades de arrasto e energia adicionais em pairo e em alta velocidade. A FIG. 10 mostra uma vista de cima de um helicóptero 1001 de acordo com a modalidade preferencial do presente pedido. O helicóptero 1001 compreende uma lança de cauda 301 e um sistema antitorque 319, isto é, um rotor de cauda. Como é mostrado, a lança de cauda cria uma força TBF na mesma direção da força do rotor de cauda TRF. A força adicional criada pela lança de cauda 301 reduz a força exigida pelo sistema antitorque 319 para contrapor o torque da fuselagem T. Dever-se-ia entender que essa modalidade inclui uma lança de cauda que não substitui completamente o sistema antitorque; entretanto, dever-se-ia apreciar que a lança de cauda 301 fornece torque suficiente de modo que o sistema antitorque 319 seja exigido para produzir menos torque para contrapor o torque da fuselagem T, resultando em um sistema antitorque menor e mais leve. Assim, o helicóptero 1001 é mais leve, consome menos energia, e pode carregar uma carga útil mais alta do que o helicóptero convencional 901. A FIG. 11 mostra uma modalidade alternativa do helicóptero 1001. O helicóptero 1101 é substanciaímente similar em forma e função ao helicóptero 1001. Entretanto, o helicóptero 1101 não inclui um sistema antirrotacionàl 319, tal como um rotor de cauda, e conta unicamente com a lança de cauda 301 para fornecer o torque necessário para contrapor o torque da fuselagem T. Nessa modalidade, a lança de cauda 301 inclui preferencialmente um dispositivo de acoplamento 305 e sistemas de controla associados para rotacionar a lança de cauda 301 de modo que a força desejada TBF seja criada para contrapor o torque de fuselagem variável T.

Com relação agora à FIG. 12 nos desenhos, uma vista oblíqua de uma modalidade alternativa de uma lança de cauda é ilustrada. A lança de cauda 1201 é substancialmente similar em forma e função às lanças de cauda discutidas acima e poderia facilmente ser adaptada para incluir as características descritas aqui, e vice versa. Especificamente, a lança de cauda 1201 utiliza o vento gerado no rotor a partir do rotor principal para criar a força lateral em uma direção oposta ao torque da fuselagem. Na modalidade ilustrativa, a lança de cauda 1201 é um dispositivo antitorque passivo; entretanto, considera-se também utilizar outro dispositivo antitorque, por exemplo, um rotor de cauda, para contrapor o torque de fuselagem. A discussão adicional dessas características é fornecida abaixo e ilustrada nos desenhos em anexo. A lança de cauda 1201 tem um corpo alongado 1203 que se estende a partir de uma primeira extremidade 1205 até uma segunda extremidade 1207, onde a primeira extremidade 1205 acopla à fuselagem e a segunda extremidade 1207 acopla ao rotor de cauda. As laterais do corpo 1203 são contornadas para formar um aerofólio, especificamente, uma superfície de pressão e uma superfície de sucção. Na modalidade ilustrativa, o comprimento da corda do corpo 1203 diminui gradualmente da extremidade 1205 para a extremidade 1207, o melhora mais a eficácia aerodinâmica. Entretanto, aprecia-se que as modalidades alternativas poderiam incluir um corpo tendo um comprimento de corda constante em lugar da modalidade preferencial. A FIG. 13 ilustra uma vista transversal da lança de cauda 1201 obtida em XIII-XIII da FIG. 12. Como discutido, a lança de cauda 1201 age como um aerofólio no vento gerado no rotor para criar uma força lateral oposta ao torque da fuselagem. Para alcançar essa característica, a lança de cauda 1201 é contornada para incluir uma primeira superfície 1301 que cria uma região de baixa pressão e uma segunda superfície 1303 que cria uma região de alta pressão. Assim, a superfície 1301 é geralmente chamada de uma superfície de sucção de um aerofólio, enquanto a superfície 1303 é chamada de uma superfície de pressão do aerofólio. Quando imersa sob a corrente de ar descendente do rotor principal do helicóptero em pairo, a lança de cauda 1201 tem a propensão de se mover em direção à área de baixa pressão, que se opõe ao movimento direcional do torque da fuselagem.

Ambas as superfícies 1301 e 1303 se estendem a partir de uma borda dianteira 1305 a uma borda traseira 1307. Uma das características exclusivas que se acredita ser característica da lança de cauda 1201 é o uso de um canto arredondado 1309 que une a superfície 1301 à borda traseira 1307 e uma quina viva 1311 que une a superfície 1303 à borda traseira 1307, O uso de tanto o canto arredondado 1309 quanto da quina viva 1311 melhora muito o desempenho geral da lança de cauda 1201 durante o voo de lado do helicóptero. Por exemplo, o canto arredondado reduz o arrasto durante o voo de lado para a direita e aumenta a margem de pedal. A quina viva fixa o ponto de separação de fluxo durante o voo de lado para a direita em torno de uma superfície 1313 da borda 1311, resultando em qualidades de manipulação aprimoradas e carga de trabalho do piloto reduzida.

Na modalidade observada, a borda 1311 inclui duas superfícies relativamente lineares 1313 e 1315 formando o ângulo A entre cada superfície. Na modalidade preferencial, o ângulo A é aproximadamente 90 graus; entretanto, aprecia-se que outros ângulos são também observados em modalidades alternativas.

Está evidente pela descrição anterior que a lança de cauda contornada tem benefícios e vantagens significativas sobre os dispositivos antitorque convencionais. Por exemplo, o vento gerado no rotor fluindo em torno das superfícies contornadas da lança de cauda produz regiões de baixa e de alta pressão, que, por sua vez, faz com que a lança de cauda se move na direção lateral oposta ao torque de fuselagem. A lança de cauda pode ser adaptada para uso com um dispositivo antitorque existente, isto é, um rotor de cauda, ou pode ser utilizada como o único dispositivo para contrapor o torque de fuselagem. Em qualquer modalidade, a lança de cauda contornada reduz muito a exigência antitorque durante o voo e reduz o peso geral do helicóptero, resultando em um helicóptero mais eficaz exigindo menos consumo de energia e resultando em um helicóptero capaz de carregar uma carga útil mais pesada. Ademais, a lança de cauda pode ser adaptada com uma aba para controlar a magnitude da força lateral.

As modalidades particulares dispostas cima são somente ilustrativas, à medida que a lança de cauda pode ser modificada e praticada de maneiras equivalentes, mas diferentes claras aos versados na técnica tendo o benefício dos ensinamentos citados aqui. Está então evidente que as modalidades particulares descritas acima podem ser alteradas ou modificadas, e todas tais variações são consideradas dentro do escopo e espírito da lança de cauda.

Consequentemente, a proteção procurada aqui é apresentada na descrição. Está claro que uma lança de cauda com vantagens significativas foi descrita e ilustrada. Embora a presente lança de cauda seja mostrada em um número limitado de formas, ela não está limitada a somente essas formas, mas é receptiva a várias mudanças e modificações sem abandonar seu espírito.

Claims (20)

1. Aeronave rotativa, caracterizada pelo fato de que compreende: - uma fuselagem; - um motor carregado pela fuselagem; - uma lança de cauda acoplada e se estendendo a partir da fuselagem, a lança de cauda tem: um corpo com uma primeira superfície lateral e uma segunda superfície lateral oposta, a primeira superfície lateral é contornada para agir como uma superfície de pressão de um aerofólio e a segunda superfície lateral é contornada para agir como uma superfície de sucção de um aerofólio; onde a segunda superfície lateral é contornada para agir como uma superfície de sucção de um aerofólio; onde o motor rotaciona o rotor principal, criando assim o vento gerado pelo rotor e um torque de fuselagem; onde o vento gerado no rotor flui em torno da primeira superfície lateral e da segunda superfície lateral da lança de cauda, resultando em uma região de alta pressão se formando próxima da primeira superfície lateral e resultando em uma região de baixa pressão se formando próxima da segunda superfície lateral; e onde a diferença de pressão entre a região de alta pressão e a região de baixa pressão faz com que a lança de cauda se mova em direção à região de baixa pressão, resultando em uma força lateral oposta ao torque de fuselagem.

2. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo da lança de cauda adicionalmente compreende: uma borda dianteira; e uma borda traseira, tendo: um canto arredondado; e uma quina viva; onde tanto a primeira superfície quanto a segunda superfície se estendem a partir da borda dianteira à borda traseira; onde o canto arredondado une a segunda superfície à borda traseira; e onde a quina viva une a primeira superfície à borda traseira.

3. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a quina viva compreende: uma primeira superfície linear; e uma segunda superfície linear; onde a primeira superfície linear é orientada em um ângulo com relação à segunda superfície linear.

4. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o ângulo é aproximadamente 90 graus.

5. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a lança de cauda é acoplada de forma rotativa à fuselagem.

6. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada adicionalmente pelo fato de que compreende: um sistema antitorque acoplado à lança de cauda.

7. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o sistema antitorque é um rotor de cauda.

8. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o sistema antitorque é uma cinta.

9. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada adicionalmente pelo fato de que compreende: uma aba acoplada de forma articulada à lança de cauda.

10. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um ângulo de ataque da lança de cauda com relação ao vento gerado no rotor é aproximadamente seis graus.

11. Aeronave rotativa, caracterizada pelo fato de que compreende: uma fuselagem; um rotor principal; uma lança de cauda acoplada e se estendendo a partir da fuselagem, a lança de cauda tem: uma borda dianteira; uma borda traseira; e uma superfície de pressão e uma superfície de sucção, ambas se estendendo a partir da borda dianteira até a borda traseira; e um rotor de cauda acoplado à lança de cauda; onde a lança de cauda cria uma região de alta pressão e uma região de baixa pressão no vento gerado no rotor fluindo em torno delas, que, por sua vez, cria uma força lateral em uma direção oposta a um torque de fuselagem durante o voo.

12. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a borda traseira compreende: um canto arredondado; e uma quina viva; onde o canto arredondado une a segunda superfície à borda traseira; e onde a quina viva une a primeira superfície à borda traseira.

13. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a quina viva compreende: uma primeira superfície linear; e uma segunda superfície linear; onde a primeira superfície linear é orientada em um ângulo com relação à segunda superfície linear.

14. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o ângulo é aproximadamente 90 graus.

15. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a lança de cauda é acoplada de forma rotativa à fuselagem.

16. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada adicionalmente pelo fato de que compreende: um dispositivo de controle de fluxo acoplado à lança de cauda.

17. Aeronave rotativa, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada adicionalmente pelo fato de que compreende: uma aba acoplada de forma articulada à lança de cauda.

18. Método para controlar o torque de fuselagem da aeronave rotativa, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma lança de cauda acoplada à fuselagem da aeronave rotativa; criar uma região de alta pressão em um vento gerado no rotor para baixo ao longo de uma primeira superfície da lança de cauda; e criar uma região de baixa pressão no vento gerado no rotor para baixo ao longo de uma segunda superfície da lança de cauda; onde as diferenças nas regiões de baixa e de alta pressão fazem com que a lança de cauda se mova em uma direção lateral oposta ao torque da fuselagem.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado adicionalmente pelo fato de que compreende: suplementar o movimento direcional lateral da lança de cauda com um sistema antitorque.

20. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado adicionalmente pelo fato de que compreende: manipular o fluxo direcional de vento gerado no rotor em torno da lança de cauda com uma aba acoplada de forma articulada à lança de cauda.