ES1065656U - Helicoptero. - Google Patents
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Abstract
1. Helicóptero que comprende un cuerpo con una cola; un rotor principal con aspas de hélice que es accionado por un eje del rotor sobre el que están montadas las aspas; un rotor de cola que se acciona por un segundo eje de rotor orientado transversalmente al eje de rotor del rotor principal, un rotor auxiliar accionado por el eje de rotor del rotor principal y provisto de veletas del eje de rotor para el giro en el sentido de giro del rotor principal, y un mecanismo de unión con el eje de rotor tal que el ángulo de incidencia puede variar; y estando el rotor auxiliar para el movimiento oscilatorio relativo alrededor del eje de rotor y siendo tal la posición relativa diferente que el rotor auxiliar provoca que el ángulo de incidencia del rotor principal sea diferente.
Description
Helicóptero.
La presente divulgación se refiere a un
helicóptero perfeccionado.
La divulgación trata básicamente de un
helicóptero. En particular, aunque no de forma exclusiva se refiere
a un helicóptero de juguete, y en particular a un helicóptero de
aeromodelismo controlado a distancia o a un helicóptero de
juguete.
Es conocido que un helicóptero es una máquina
compleja que es inestable y como resultado difícil de controlar, de
modo que se requiere mucha experiencia para hacer funcionar tales
helicópteros de forma segura sin contratiempos.
Habitualmente, un helicóptero incluye un cuerpo,
un rotor principal y un rotor de cola.
El rotor principal proporciona una fuerza hacia
arriba que mantiene el helicóptero en el aire, así como una fuerza
lateral o hacia delante o hacia atrás para dirigir el helicóptero en
las direcciones solicitadas. Esto puede realizarse al hacer variar
el ángulo de incidencia de las aspas de la hélice del rotor
principal de forma cíclica en cada revolución del rotor
principal.
El rotor principal tiene una tendencia natural a
desviarse de su posición, que puede llevar a movimientos
descontrolados y a un choque del helicóptero si el piloto pierde el
control sobre la dirección del helicóptero.
Se han proporcionado hasta ahora soluciones para
reducir el efecto, incluyendo la aplicación de varillas y pesos de
estabilización en las puntas de las aspas de la hélice.
Todas estas soluciones hacen uso del fenómeno
conocido de la precesión giroscópica, causado por la fuerza de
Coriolis y las fuerzas centrífugas para obtener el efecto
deseado.
El rotor de la punta no es en absoluto
insensible a este fenómeno, ya que tiene que evitar que el cuerpo
gire alrededor del eje de accionamiento del rotor como resultado
del par de resistencia del rotor sobre el cuerpo.
Para este fin, el rotor de cola está instalado
tal que desarrolla una impulsión lateral que tiene que
contrarrestar el par de resistencia anteriormente mencionado del
rotor, y el helicóptero está provisto de medios que han de permitir
al piloto controlar la impulsión lateral de modo que determine la
posición de vuelo alrededor del eje vertical.
Ya que la cola del helicóptero tiende a girar
alrededor, del eje de accionamiento del rotor principal, incluso en
el caso de pequeñas variaciones en el par motor del rotor
principal, la mayoría de helicópteros están provistos de un sistema
mecánico autónomo o electromecánico, como por ejemplo, un
giroscopio o similar, que compensa automáticamente la impulsión del
rotor de cola para los giros indeseados.
En general, la estabilidad de un helicóptero
incluye el resultado de la interacción entre:
- -
- el giro de las aspas del rotor; los movimientos de cualquier posible varilla de estabilización; la compensación del par de resistencia del rotor principal por medio del rotor de cola;
- -
- el sistema, como por ejemplo, un giroscopio o similar para compensar pequeñas variaciones indeseadas en el par de resistencia del rotor principal; y
- -
- el control del helicóptero que controla la velocidad de giro del rotor principal y el rotor de cola.
Cuando estos elementos estén prácticamente en
equilibrio el piloto debería poder dirigir el helicóptero tal como
desee.
Esto no significa, sin embargo, que el
helicóptero pueda volar por sí mismo y pueda por ello mantener una
cierta posición de vuelo o maniobra, tal como por ejemplo volar a
punto fijo o con movimientos lentos, sin la intervención de un
piloto.
Además, hacer volar un helicóptero requiere
habitualmente un entrenamiento intensivo y mucha experiencia del
piloto, tanto para un helicóptero real de tamaño natural así como
para un helicóptero de juguete o un helicóptero de aeromodelismo
controlado a distancia.
La presente divulgación tiene por objeto
minimizar una o varias de las desventajas anteriormente mencionadas
al proporcionar una solución simple y barata para estabilizar de
forma automática el helicóptero, tal que el funcionamiento del
helicóptero resulte más simple y reduzca en lo posible la necesidad
de tener una larga experiencia del piloto.
El helicóptero debería cumplir las siguientes
condiciones en mayor o menor grado:
- (a)
- poder volver a su posición de volar a punto fijo de forma estable, en caso de una perturbación no deseada en las condiciones de vuelo. Tal perturbación puede suceder en forma de una ráfaga de viento, turbulencias, un cambio de la carga mecánica del cuerpo o los rotores, un cambio de posición del cuerpo como resultado de un ajuste en la variación cíclica de la pendiente o ángulo de incidencia de las aspas de la hélice del rotor principal o una dirección del rotor de cola o similar con un efecto similar; y
- (b)
- el tiempo necesario para girar a la posición estable debería ser relativamente corto y el movimiento del helicóptero debería relativamente pequeño.
A este fin, la divulgación trata de un
helicóptero perfeccionado que incluye un cuerpo con una cola; un
rotor principal con aspas de hélice que son accionadas por un eje
del rotor y que está montado articulado al eje del rotor por medio
de una junta. El ángulo entre la superficie de giro del rotor
principal y el eje del rotor puede variar. Un rotor de cola es
accionado por un segundo eje de rotor que está orientado
transversal al eje del rotor del rotor principal.
El helicóptero está provisto de un rotor
auxiliar que es accionado por el eje del rotor principal y que está
provisto de dos veletas que se extienden principalmente en línea
con su eje longitudinal. El eje "longitudinal", es visto en el
sentido de giro del rotor principal, y es prácticamente paralelo al
eje longitudinal de al menos una de las aspas de hélice del rotor
principal o está situado dentro de un ángulo agudo relativamente
pequeño con el eje de la aspa de hélice. Este rotor auxiliar se
proporciona de una forma basculante sobre un eje oscilatorio que se
proporciona básicamente transversal al eje de rotor del rotor
principal. Este está orientado básicamente transversal al eje
longitudinal de lasas. El rotor principal y el rotor auxiliar están
conectados entre sí a través de una unión mecánica, tal que los
movimientos de balanceo del rotor auxiliar controlan el ángulo de
incidencia de al menos una de las aspas de hélice del rotor
principal.
En la práctica, se observa que dicho helicóptero
perfeccionado es más estable y se estabiliza asimismo relativamente
rápido con o sin una intervención reducida del usuario.
De acuerdo con un aspecto diferente de la
divulgación, el helicóptero resulta más estable al suspender el
rotor de cola con su eje rotor en una oscilación que puede girar
alrededor de un eje oscilatorio. El eje de oscilación se extiende
básicamente en la dirección longitudinal con relación al cuerpo del
helicóptero.
En caso de mal funcionamiento o similar, en el
que el helicóptero empieza a girar alrededor del eje de rotor del
rotor principal de una forma no deseada, el rotor de cola, como
resultado de la precesión giroscópica que actúa sobre el rotor de
cola giratorio como resultado del giro alrededor del eje rotor del
rotor principal, inclinaría el eje de oscilación del rotor de cola
en un determinado ángulo.
Al medir el desplazamiento angular relativo de
la oscilación y al utilizar la señal medida como una señal de
entrada para un microprocesador que controla el accionamiento del
rotor principal y el accionamiento del rotor de cola como función
de un algoritmo estabilizador, la impulsión del rotor de cola puede
ajustarse de modo que contrarreste el efecto indeseado de la
perturbación y restablecer por ello de forma automática las
condiciones de vuelo estables para el helicóptero, con poca o
mínima intervención del piloto.
En esta configuración, el rotor de cola se
utiliza básicamente a modo de giroscopio, tal que el giroscopio de
los helicópteros conocidos puede omitirse. Esto puede dar lugar
también a un gran ahorro de peso.
El ángulo de incidencia del rotor en el plano de
giro del rotor y el eje de rotor pueden variar; y un rotor auxiliar
giratorio con el eje de rotor es para el movimiento oscilatorio
relativo alrededor del eje de rotor. Posiciones relativas diferentes
son tales que el rotor auxiliar provoca que el ángulo de incidencia
del rotor principal sea diferente. Un mecanismo de unión entre el
rotor principal y el auxiliar provoca cambios en la posición del
rotor auxiliar que traslada los cambios en el ángulo de
incidencia.
Las aspas de hélice del rotor principal y las
veletas del rotor auxiliar respectivamente están conectadas entre
sí con un mecanismo de unión mecánica que permite el movimiento
relativo entre las aspas de la hélice y las veletas del rotor
auxiliar.
Existen alas orientadas transversalmente a un
eje longitudinal del cuerpo del helicóptero orientadas
transversalmente y hacia abajo y un estabilizador orientado hacia
abajo en la cola del helicóptero. Esto facilita la estabilidad en
el suelo.
Con la finalidad de explicar las características
de la divulgación, las siguientes realizaciones de un helicóptero
perfeccionado según la divulgación se dan solamente a modo de
ejemplo, sin ser de ningún modo limitativo, con referencia a los
dibujos que se acompañan, en los que:
La figura 1 representa de forma esquematizada un
helicóptero de acuerdo con la divulgación en perspectiva;
La figura 2 representa una vista superior según
la flecha F2 en la figura 1;
Las figuras 3 y 4 representan secciones
respectivas según las líneas II-II y
III-III de la figura 2;
La figura 5 representa una vista de parte del
rotor posterior indicada en la figura 1 por F5 a una escala
mayor;
La figura 6 es una vista posterior de acuerdo
con la flecha F6 en la figura 5;
La figura 7 representa una variante de la
figura
1;
1;
La figura 8 representa una variante de la
figura
5;
5;
La figura 9 representa una vista diferente del
rotor de cola de la figura 8;
La figura 10 representa una sección del
helicóptero;
La figura 11 representa de forma esquematizada
una vista alternativa del helicóptero de acuerdo con la divulgación
en perspectiva;
La figura 12 es una vista en perspectiva del
rotor principal y el rotor auxiliar;
La figura 13 es una vista en perspectiva del
rotor de cola y el estabilizador de cola en una segunda realización
del helicóptero;
La figura 14 representa una vista en sección
lateral en la segunda realización del helicóptero;
La figura 15 representa una vista en perspectiva
de la segunda realización del helicóptero;
La figura 16 representa una vista superior de la
segunda realización del helicóptero;
La figura 17 es una vista posterior de la
segunda realización del helicóptero;
La figura 18 representa una vista en sección de
la. segunda realización del helicóptero; a lo largo de la línea
18-18 de la figura 16.
El helicóptero 1 representado en las figuras por
medio de un ejemplo es un helicóptero controlado a distancia que
consta básicamente de un cuerpo 2 con un aterrizador y una cola 3;
un rotor principal 4; un rotor auxiliar 5 accionado de forma
sincronizada con éste último y un rotor de cola 6.
El rotor principal 4 está provisto de medios de
los que se denomina cabeza del rotor 7 en un primer eje de rotor 8
orientado hacia arriba que está montado por contacto en el cuerpo 2
del helicóptero 1 de una forma giratoria y que se acciona por medio
de un motor 9 y una transmisión 10, en el que el motor 9 es, por
ejemplo, un motor eléctrico que está alimentado por una batería
11.
El rotor principal 4 en este caso tiene dos
aspas de hélice 12 que están en línea o prácticamente en línea,
aunque puede también estar compuesto de un número mayor de aspas de
hélice 12.
La inclinación o ángulo de incidencia A de las
aspas de hélice 12, en otras palabras el ángulo A que forman las
aspas de la hélice 12 como se representa en la figura 6 con el
plano de giro 14 del rotor principal 4, puede ajustarse ya que, el
rotor principal 4 está montado articulado sobre este eje de rotor 8
por medio de una junta, tal que el ángulo entre el plano de giro del
rotor principal y el eje de rotor puede variar libremente.
En el caso del ejemplo de un rotor principal 4
con dos aspas de hélice 12, la unión está formada por un vástago 15
de la cabeza del rotor 7.
El eje 16 de este vástago 15 está orientado
transversal al eje de rotor 8 y básicamente se extiende en la
dirección del eje longitudinal 13 de una de las aspas de hélice 12,
y preferentemente forma, como se representa en la figura 2, un
ángulo agudo B con este eje longitudinal 13.
El rotor de cola 6 se acciona por un segundo eje
de rotor 17 por medio de un segundo motor 18 y una transmisión 19.
El motor 18 puede ser un motor eléctrico. El rotor de cola 6 con su
eje de rotor 17 y su mecanismo impulsor 18-19 está
suspendido en una parte móvil 20 que puede girar alrededor del eje
de balanceo 21 que está fijado en la cola 3 del helicóptero 1 por
dos soportes 22 y 23.
La parte móvil 20 está provista de una
alargadera 24 hacia la base, que se mantiene en una posición
central por medio de un muelle 25 cuando está en un estado de
reposo, en el que el segundo eje de rotor 17 en esta posición está
horizontal y orientado transversal al primer eje de rotor 8.
En el extremo inferior de la alargadera 24 de la
parte móvil 20 se proporciona un imán 26, mientras que opuesto a la
posición del imán 26 en el estado de reposo anteriormente
mencionado de la parte móvil 20 está fijado un detector magnético
27 en la cola 3 que facilita la medición del desplazamiento angular
relativo de la parte móvil 20 y por ello del rotor de cola 6
alrededor del eje de balanceo 21.
Es claro que este desplazamiento angular de la
parte móvil 20 puede también medirse de otras maneras, por ejemplo,
mediante un potenciómetro.
La señal medida puede utilizarse como una señal
de entrada para una caja de control, que no se representa en las
figuras, que controla los mecanismos impulsores del rotor principal
4 y del rotor de cola 6 y que está provisto de un algoritmo
estabilizador que dará un control de contra dirección cuando sea
medido un desplazamiento angular no deseado repentino del rotor de
cola 6 alrededor del eje de balanceo 21, resultante de un giro
indeseado del helicóptero 1 alrededor del eje de rotor 8, de manera
que reestablece la posición del helicóptero 1.
El helicóptero 1 también está provisto de un
rotor auxiliar 5 que es accionado sensiblemente de forma
sincronizada con el rotor principal 4 por el mismo eje de rotor 8 y
la cabeza de rotor 7.
El rotor principal 4 en este caso tiene dos
veletas 28 que están prácticamente en línea con su eje longitudinal
29, con lo cual el eje longitudinal 29, visto en el sentido de
giro R del rotor principal 4, es prácticamente paralelo al eje
longitudinal 13 de las aspas de hélice 12 del rotor principal 4 o
adjunta un ángulo agudo relativamente pequeño C con éste, de modo
que ambos rotores 4 y 5 se extienden más o menos en paralelo en la
parte superior de uno con sus aspas de hélice 12 y veletas 28 por
decir.
El diámetro del rotor auxiliar 5 es
preferentemente más pequeño que el diámetro del rotor principal 4 ya
que las veletas 28 tienen una envergadura más pequeña que las aspas
de hélice 12, y las veletas 28, están sensiblemente conectadas de
forma rígida entre sí. Este conjunto rígido que forma el rotor
auxiliar 5 se proporciona de una forma oscilante sobre un eje
oscilatorio 30 que está fijado a la cabeza del rotor 7 del eje de
rotor 8. Éste está orientado de forma transversal al eje
longitudinal de las veletas 28 y de forma transversal al eje de
rotor 8.
El rotor principal 4 y el rotor auxiliar 5 están
conectados entre sí por una unión mecánica que es tal del rotor
auxiliar 5 el ángulo de incidencia A de al menos una de las aspas
de hélice 12 del rotor principal 4. En el ejemplo dado esta unión
está formada por una varilla 31.
Esta varilla 31 está montada articulada a una
aspa de hélice 12 del rotor principal 4 con un punto de sujeción 32
por medio de una junta 33 y un brazo palanca 34, y con otro
segundo punto de sujeción 35, situado a una distancia del anterior,
está montada articulada a una veleta 28 del rotor auxiliar 5 por
medio de una segunda junta 36 y un segundo brazo palanca
37.
37.
El punto de sujeción 32 en el rotor principal 4
está situado a una distancia D del eje 16 del vástago 15 de las
aspas de hélice 12 del rotor principal 4, mientras que el otro
punto de sujeción 35 en el rotor auxiliar 5 está situado a una
distancia E del eje 38 del eje oscilatorio 30 del rotor auxiliar
5.
La distancia D es preferentemente mayor que la
distancia E, y aproximadamente el doble de esta distancia E, y
ambos puntos de sujeción 32 y 35 de la varilla 31 están situados
visto en el sentido de giro R, en el mismo lado de las aspas de
hélice 12 del rotor principal 4 o de las veletas 28 del rotor
auxiliar 5, en otras palabras, ambos están situados enfrente o en la
parte posterior de las aspas de hélice 12 y las veletas 28, visto en
el sentido de giro.
También de forma preferente, el eje longitudinal
29 de las veletas 28 del rotor auxiliar 5, visto en el sentido de
giro R, adjunta un ángulo F con el eje longitudinal 13 de las aspas
de hélice 12 del rotor principal 4, cuyo ángulo F incluido es del
orden de una magnitud de 10º, con lo que el eje longitudinal 29 de
las veletas 28 lleva el eje longitudinal 13 de las aspas de hélice
12, visto en el sentido de giro R.
El rotor auxiliar 5 está provisto de dos pesos
estabilizadores 39 que están fijados cada uno a una veleta 28 a una
distancia del eje de rotor 8.
Además, el helicóptero 1 está provisto de un
receptor, de modo que puede ser controlado desde una distancia por
medio de un control a distancia que no está representado.
A modo de una función del tipo de helicóptero,
es posible alcanzar los valores más apropiados y relaciones de los
ángulos B, F y G por experimentación; la relación entre las
distancias D y E; el tamaño de los pesos 39 y la relación de los
diámetros entre el rotor principal 4 y el rotor auxiliar 5 de
manera que garantice una auto estabilidad máxima.
El funcionamiento del helicóptero perfeccionado
1 según la descripción es tal como sigue.
En vuelo, los rotores 4, 5 y 6 están accionados
a una cierta velocidad, como resultado del cual se crea un flujo de
aire relativo con relación a los rotores, como resultado del cual,
el rotor principal 4 genera una fuerza ascendente de modo que hace
que el helicóptero 1 se alce o descienda o se mantenga a una cierta
altura, y el rotor de cola 6 desarrolla una fuerza orientada
lateralmente que es utilizada para dirigir el helicóptero 1.
Es imposible que el rotor principal 4 se ajuste
asimismo, y girará en el plano 14 en el que ha empezado,
habitualmente el plano horizontal. Bajo la influencia de la
precesión giroscópica, turbulencia y otros factores, llevará una
posición arbitraria no deseada sino es controlado.
La superficie de giro del rotor auxiliar 5 puede
asumir otra inclinación con relación a la superficie de giro 14 del
rotor principal 8, con lo que ambos rotores 5 y 4 pueden asumir
otra inclinación con relación al eje del rotor 8.
Esta diferencia de inclinación puede originar
cualquier fuerza interna o externa o cualquiera perturbación.
En una situación en la que el helicóptero 1 está
suspendido en punto fijo estable, sobre un punto en el aire sin
ninguna fuerza externa o interna perturbadora, el rotor auxiliar 5
se mantiene girando en un plano que es básicamente perpendicular al
eje de rotor 8.
Sin embargo, si el cuerpo 2 es empujado hacia
fuera del equilibrio debido a cualesquiera perturbación, y el eje de
rotor 8 gira fuera de su posición de equilibrio, el rotor auxiliar
5 no sigue inmediatamente este movimiento, ya que el rotor auxiliar
5 puede moverse libremente alrededor del eje oscilatorio 30.
El rotor principal 4 y el rotor auxiliar 5 están
situados de tal manera entre sí que un movimiento de balanceo del
rotor auxiliar 5 se traslada casi inmediatamente en la pendiente o
ángulo de incidencia A de las aspas de hélice 12 a ser ajustado.
Para un rotor principal 4 de dos aspas, esto
significa que las aspas de hélice 12 y las veletas 28 de ambos
rotores 4 y 5 pueden estar básicamente en paralelo o, visto en el
sentido de giro R, incluyen un ángulo agudo con otro de por ejemplo
10º en el caso de un rotor principal 4 grande y un rotor auxiliar 5
más pequeño.
Este ángulo puede calcularse o determinarse por
experimentación para cualquier helicóptero 1 o tipo de
helicóptero.
Si el eje de giro 8 asume otra inclinación que
la que corresponde a la posición anteriormente mencionada de
equilibrio en una situación en la que el helicóptero 1 está
suspendido en un punto fijo, sucede lo siguiente:
Un primer efecto es que el rotor auxiliar 5
intentará en primer lugar preservar su inclinación absoluta, como
resultado del cual cambia la inclinación relativa de la superficie
de giro del rotor auxiliar 5 con relación al eje de rotor 8.
Como resultado, la varilla 31 ajustará el ángulo
de incidencia A de las aspas de hélice 12, de modo que la fuerza
ascendente de las aspas de hélice 12 se incrementará en un lado del
rotor principal 4 y decrecerá en el lado diametralmente opuesto de
este roto principal.
Ya que la posición relativa del rotor principal
4 y el rotor auxiliar 5 están seleccionadas se obtiene un efecto
relativamente inmediato. Este cambio en la fuerza ascendente
asegura que el eje de rotor 8 y el cuerpo 21 estén obligados a ir
hacia abajo en su posición original de equilibrio.
Un segundo efecto es que, ya que la distancia
entre los extremos distales de las veletas 28 y el plano de giro 14
del rotor principal 4 no es igual en longitud y ya que también las
veletas 28 provocan una fuerza ascendente, se crea una mayor presión
entre el rotor principal 4 y el rotor auxiliar 5 en un lado del
rotor principal que en el lado opuesto diametralmente.
Un tercer efecto juega un papel cuando el
helicóptero empieza a volcarse hacia la parte delantera, a la parte
posterior o lateralmente debido a una perturbación. Al igual que
en el caso de un péndulo, el helicóptero se inclinará para volver a
su situación original. Este efecto pendular no genera ninguna
fuerza giroscópica desestabilizadora como en los helicópteros
conocidos que están equipados con una barra estabilizadora
orientada transversalmente a las aspas de hélice del rotor
principal. Actúa para reforzar el primer y segundo efecto.
Los efectos tienen orígenes distintos aunque
naturalezas análogas. Éstos se refuerzan entre sí de modo corrigen
de forma automática la posición de equilibrio del helicóptero 1
sin ninguna intervención del piloto.
El rotor de cola 6 está situado de una manera
oscilante y asegura una estabilidad adicional y permite que el rotor
de cola 6 asuma la función del giroscopio que se utiliza con
frecuencia en los helicópteros existentes, como por ejemplo, los
helicópteros de aeromodelismo.
En caso de una perturbación, el cuerpo 2 puede
empezar a girar alrededor del eje de rotor 8. Como resultado, el
rotor de cola 6 gira en un ángulo en uno u otro sentido alrededor
del eje de balanceo 21. Esto se debe a la precesión giroscópica que
actúa sobre el rotor de cola giratorio 6 como resultado del giro
del rotor de cola 6 alrededor del eje de rotor 8. El desplazamiento
angular es una función de la amplitud de la perturbación y por ello
del giro del cuerpo 2 alrededor del eje de rotor 8. Esto se mide
mediante el sensor
27.
27.
La señal del sensor 27 se utiliza mediante una
caja de control de un ordenador para contrarrestar el fallo y
ajustar la impulsión del rotor de cola 6 de modo que anule el
desplazamiento angular del rotor de cola 6 que se debe a la
perturbación.
Esto puede realizarse al ajustar la velocidad
del rotor de cola 6 y/o al ajustar los ángulos de incidencia de las
aspas de hélice del rotor de cola 6, dependiendo del tipo de
helicóptero 1.
Si es necesario, este aspecto de la divulgación
puede aplicarse de forma separada, tal como el aspecto del rotor
auxiliar 5 puede aplicarse de forma separada, como se ilustra por
ejemplo por medio de la figura 7, que representa un helicóptero 1 de
acuerdo con la divulgación que tiene un rotor principal 4 combinado
con un rotor auxiliar 5, pero cuyo rotor de cola 6 es del tipo
convencional, es decir, cuyo eje no puede girar en una parte móvil
aunque está montado por contacto con relación a la cola 3.
En la práctica, la combinación de ambos aspectos
hace posible realizar un helicóptero que sea muy estable en
cualquier dirección y situación de vuelo y que sea fácil de
controlar, incluso por personas que tengan poca o ninguna
experiencia.
Es claro que el rotor principal 4 y el rotor
auxiliar 5 no deben necesariamente estar hechos como un conjunto
rígido. Las aspas de hélice 12 y las veletas 28 pueden también
proporcionarse en la cabeza de rotor 7 tal que están montados y
pueden girar relativamente de forma separada. En ese caso, por
ejemplo, pueden aplicarse dos varillas 31 para conectar en cada
momento una aspa de hélice 12 a una veleta 28.
Es claro también que, si es necesario, las
juntas y juntas articuladas pueden también realizarse de otras
maneras que las representadas, por ejemplo por medio de elementos
de flexión-torsión.
En el caso de un rotor principal 4 teniendo más
de dos aspas de hélice 12, uno preferentemente debería estar seguro
que al menos un aspa de hélice 12 sea básicamente paralela a una
de las veletas 28 del rotor auxiliar. La junta del rotor principal 4
está preferentemente como una junta de bola o como un vástago 15
que está orientado básicamente de forma transversal al eje del eje
oscilatorio 30 del rotor auxiliar 5 y que básicamente se extiende en
la dirección longitudinal de la aspa de hélice 12 en cuestión que es
básicamente paralelo a las veletas 28.
El cuerpo incluye alas orientadas
transversalmente en un eje longitudinal del cuerpo del helicóptero.
Las alas 100 y 102 están orientadas transversalmente y hacia abajo
con lo que los extremos 104 y 106 de las alas permiten estabilizar
el cuerpo del helicóptero cuando está en el suelo.
Se aprecia un estabilizador orientado hacia
abajo 108 en la cola del helicóptero. La figura 15 muestra también
una unidad de control por radio para el funcionamiento con el
helicóptero. Esta unidad puede tener controles computerizados
adecuados para indicar el funcionamiento de los motores que
accionan los rotores y sus posiciones relativas.
La presente divulgación no está limitada a las
realizaciones descritas a modo de ejemplo y representadas en las
figuras que se acompañan. Son posibles diversas variaciones
diferentes en la forma y el ámbito y las características. Por
ejemplo, en vez de proporcionarse motores eléctricos son posibles
otras formas de fuerzas motoras. Un número diferente de aspas puede
proporcionarse en los rotores.
Un helicóptero de acuerdo con la divulgación
puede estar hecho con todo tipo de formas y dimensiones mientras se
mantenga dentro del ámbito de la divulgación. En este sentido,
aunque el helicóptero en algunos sentidos haya sido descrito como
un juguete o helicóptero de aeromodelismo, las características
descritas e ilustradas pueden tener uso en parte o en su totalidad
en un helicóptero a tamaño natural.
Claims (30)
1. Helicóptero que comprende un cuerpo con una
cola; un rotor principal con aspas de hélice que es accionado por
un eje del rotor sobre el que están montadas las aspas; un rotor
de cola que se acciona por un segundo eje de rotor orientado
transversalmente al eje de rotor del rotor principal, un rotor
auxiliar accionado por el eje de rotor del rotor principal y
provisto de veletas del eje de rotor para el giro en el sentido de
giro del rotor principal, y un mecanismo de unión con el eje de
rotor tal que el ángulo de incidencia puede variar; y estando el
rotor auxiliar para el movimiento oscilatorio relativo alrededor
del eje de rotor y siendo tal la posición relativa diferente que el
rotor auxiliar provoca que el ángulo de incidencia del rotor
principal sea diferente.
2. Helicóptero según la reivindicación 1, en el
que el rotor principal incluye dos aspas de hélice situadas
prácticamente en línea entre sí.
3. Helicóptero según la reivindicación 1 o 2, en
el que las aspas de hélice del rotor principal, y las veletas del
rotor auxiliar respectivamente están conectadas entre sí con una
unión mecánica que permite el movimiento relativo entre las aspas de
la hélice y las veletas del rotor auxiliar, y una junta del rotor
principal en las aspas de hélice está formada por un vástago que
está fijado al eje de rotor del rotor principal.
4. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el vástago del rotor principal se
extiende básicamente en la dirección longitudinal de la aspa de
hélice del rotor principal que es paralelo a una de las veletas o
está situado en un ángulo agudo con relación a la dirección
longitudinal.
5. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que una unión mecánica incluye una
articulación con varillas montada en una veleta del rotor auxiliar
con un punto de sujeción y está montado articulado con otro punto
de sujeción a la aspa de hélice del rotor principal.
6. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que un punto de sujeción de una
varilla situada en el rotor principal está a una distancia del eje
del vástago de las aspas de hélice del rotor principal, y otro
punto de sujeción de la varilla está situado en el rotor auxiliar a
una distancia del eje oscilatorio del rotor auxiliar.
7. Helicóptero según la reivindicación 6, en el
que la distancia entre el punto de sujeción de la varilla en el
rotor principal y el eje del vástago de las aspas de hélice del
rotor principal es mayor que la distancia entre el punto de
sujeción de la varilla en el rotor auxiliar y el eje oscilante del
rotor auxiliar.
8. Helicóptero según la reivindicación 6 o 7, en
el que la distancia entre el punto de sujeción de la varilla en el
rotor principal y el eje del vástago de las aspas de hélice del
rotor principal es aproximadamente el doble de la distancia entre
el otro punto de sujeción en el rotor auxiliar y el eje del eje
oscilante del rotor auxiliar.
9. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, en el que la varilla está fijada a los
brazos palanca con su punto de sujeción respectivamente en parte
del rotor principal y del rotor auxiliar.
10. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que el eje longitudinal de las
veletas del rotor auxiliar está situado dentro del ángulo de
aproximadamente 10 grados a aproximadamente 17 grados con respecto
al eje longitudinal de una de las aspas de hélice del rotor
principal.
11. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que hay una relación de balanceo
sobre un eje oscilatorio y siendo el movimiento de balanceo
relativamente hacia arriba y hacia abajo alrededor del eje auxiliar,
y cuyo eje auxiliar se proporciona básicamente transversal al eje
de rotor del rotor principal, estando el rotor principal y el
rotor auxiliar conectados entre sí por una unión mecánica, tal que
el movimiento de balanceo del rotor auxiliar controla el ángulo de
incidencia de al menos una de las aspas de hélice del rotor
principal.
12. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que el diámetro del rotor auxiliar
es más pequeño que el diámetro del rotor principal.
13. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que el rotor auxiliar está provisto
de pesos estabilizadores que están fijados respectivamente a una
veleta.
14. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que el cuerpo incluye alas
orientadas transversalmente de un eje longitudinal del cuerpo del
helicóptero.
15. Helicóptero según la reivindicación 14, en
el que las alas están orientadas transversalmente y hacia abajo y
en el que las puntas de las alas permiten estabilizar el cuerpo
del helicóptero cuando está en el suelo.
16. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, que incluye un estabilizador orientado
hacia abajo en la cola del helicóptero.
17. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, que incluye el rotor auxiliar que está
montado tal que el eje longitudinal de una de las aspas de hélice
del rotor principal está situado en un ángulo agudo con relación
al eje longitudinal de una de las veletas del rotor auxiliar un
ángulo de incidencia del rotor en el plano de giro del rotor.
18. Helicóptero según la reivindicación 17 en el
que una unión entre el rotor principal y el rotor auxiliar provoca
cambios en la posición del rotor auxiliar para trasladar en cambios
en el ángulo de incidencia.
19. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18, que incluye tener el rotor de cola
accionado por un segundo eje de rotor orientado de forma
transversal al eje de rotor del rotor principal, un rotor auxiliar
accionado por el eje de rotor del rotor principal y provisto de dos
veletas, y estando conectados el rotor principal y el rotor
auxiliar entre sí por una unión mecánica, tal que el movimiento del
rotor auxiliar controla el ángulo de incidencia de al menos una de
las aspas de hélice del rotor principal.
20. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 19, en el que el rotor principal está provisto
de dos veletas que se extienden principalmente en una línea con su
eje longitudinal en el sentido de giro del rotor principal que es
básicamente paralelo al eje longitudinal de al menos una de las
aspas de hélice del rotor principal o está en un ángulo agudo
relativamente pequeño con relación al eje.
21. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 20, en el que el rotor principal incluye dos
aspas de hélice situadas básicamente en línea entre sí.
22. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21, en el que las aspas de hélice del rotor
principal, las veletas del rotor auxiliar respectivamente, están
sensiblemente conectadas de forma rígida entre sí y la junta del
rotor principal está formada por un vástago que está fijado de
forma transversal al eje de rotor del rotor principal y que está
orientado básicamente de forma transversal al eje del eje oscilante
del rotor auxiliar.
23. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 22, en el que la unión mecánica incluye la
articulación con varilla montada en una veleta del rotor auxiliar
con un punto de sujeción y está montado articulado con otro punto
de sujeción a la aspa de hélice del rotor principal que es
paralelo a una de las veletas o está en un ángulo agudo con
relación a la aspa.
24. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 23, en el que el eje longitudinal de una de
las aspas de hélice del rotor principal en el sentido de giro, está
situado en un ángulo agudo con el eje de un vástago de estas aspas
de hélice.
25. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 24, en el que el rotor de cola está soportado
por una parte móvil con su eje de rotor que puede girar alrededor
de un eje de balanceo que se extiende básicamente según la
dirección longitudinal del cuerpo del helicóptero.
26. Helicóptero según la reivindicación 25, en
el que un sensor determina el desplazamiento angular relativo de la
parte móvil alrededor del eje de balanceo, y este desplazamiento
angular es utilizado como una señal de entrada para un
microprocesador que controla los mecanismos impulsores del rotor
principal y del rotor de cola como función de un algoritmo
estabilizador.
27. Helicóptero según la reivindicación 26 en el
que el sensor incluye un imán fijado a la parte móvil y un sensor
magnético que está fijado opuesto al recorrido pendular del imán en
la cola del helicóptero.
28. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 25 a 27, en el que entre la parte móvil y la cola
hay provisto un muelle que mantiene la parte móvil en reposo en
una posición central.
29. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 28, en el que el ángulo entre el plano de giro
del rotor y el eje de rotor puede variar; y estando un rotor de
cola soportado por una parte móvil con su eje de rotor que puede
girar alrededor de un eje de balanceo que se extiende básicamente
según la dirección longitudinal del cuerpo del helicóptero.
30. Helicóptero según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 29, en el que el rotor principal con las aspas
de hélice se acciona por un eje de rotor y que está montado en este
eje de rotor, tal que el ángulo entre el plano de giro del rotor
principal y el eje de rotor puede variar; un rotor de cola
accionado por un segundo eje de rotor orientado de forma
transversal al eje de rotor del rotor principal, un rotor auxiliar
accionado por el eje de rotor del rotor principal y provisto de dos
veletas, y estando el rotor principal y el rotor auxiliar
conectados entre sí por una unión mecánica, tal que el movimiento
del rotor auxiliar controla el ángulo de incidencia de al menos una
de las aspas de hélice del rotor principal.
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