ES1245441U - Supporting, stabilizing and propelling arrangement for vertical take-off and landing aircraft (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Disposición sustentadora, estabilizadora y propulsora para aeronaves de despegue y aterrizaje vertical.Supporting, stabilizing and propelling arrangement for vertical take-off and landing aircraft.
Campo de la invenciónField of the Invention
En sistemas de sustentación, estabilización y propulsión para aeronaves tripuladas y no tripuladas, drones, etc.In lift, stabilization and propulsion systems for manned and unmanned aircraft, drones, etc.
Estado de la técnicaState of the art
Los autogiros no efectúan el despegue vertical, los helicópteros se desplazan a baja velocidad, su rotor es peligroso y los aviones VTOL tienen poca seguridad y aprovechan muy mal la energía de las turbinas a baja altura y a baja velocidad. La presente invención que añade turbinas centrífugas o tangenciales eléctricas y propulsores mediante fanes eléctricos y/o turbinas de gas, soluciona estos inconvenientes.Autogyros do not take vertical take-off, helicopters travel at low speed, their rotor is dangerous, and VTOL aircraft are poorly secure and take poor energy from low-altitude and low-speed turbines. The present invention that adds electric centrifugal or tangential turbines and propellers by means of electric fans and / or gas turbines, solves these drawbacks.
Descripción de la invenciónDescription of the Invention
Objetivo de la invención y ventajas.Object of the invention and advantages.
Conseguir despegues verticales sin muchos automatismos. Utilizando alas giratorias respecto a su eje transversal y turbinas o fanes fijos.Achieve vertical takeoffs without many automatisms. Using rotating wings about its transverse axis and turbines or fixed fans.
Utilizar las turbinas o fanes eléctricos para generar la sustentación tanto en el despegue como en vuelo horizontal.Use turbines or electric fans to generate lift both at takeoff and in horizontal flight.
Utilizar turbinas o fanes accionados con motores eléctricos. Alimentados estos con baterías, células de combustible, generadores accionados mediante turboejes, turbohélices, motores de explosión alternativos o turbinas de gas.Use turbines or fans powered by electric motors. These are powered by batteries, fuel cells, generators powered by turbo-axes, turboprops, alternative explosion engines or gas turbines.
Es práctico, sencillo, económico, seguro, efectúa un óptimo vuelo vertical, puede usarse para transporte, drones o UAVs, contraincendios, salvamento, amerizaje y vuelos largos.It is practical, simple, economical, safe, performs an optimal vertical flight, can be used for transport, drones or UAVs, firefighting, rescue, landing and long flights.
Problema a resolver.Problem to solve.
Los inconvenientes de los aviones de despegue vertical actuales, que son complejos, estando obligados a tener que levantar mucho peso y como consecuencia disponer de poco alcance. La disposición sustentadora, estabilizadora y propulsora para aeronaves de despegue y aterrizaje vertical de la invención consiste en aplicar a los laterales del fuselaje y zona inferior y superior de las alas giratorias, hileras de turbinas tangenciales fijas y unos turbofanes que adoptan durante el despegue y aterrizaje, por la colocación de las alas, empuje vertical o de levitación. En vuelo horizontal las alas actúan como sustentadoras y los fanes y turbofanes quedan colocados de forma que producen la propulsión con una ligera inclinación morro arriba. La estabilidad horizontal y de dirección se obtiene controlando con aletas y con fanes eléctricos.The drawbacks of current vertical take-off aircraft, which are complex, being forced to have to lift a lot of weight and as a consequence have a short range. The supporting, stabilizing and propelling arrangement for vertical take-off and landing aircraft of the invention consists in applying to the sides of the fuselage and lower and upper area of the rotating wings, rows of fixed tangential turbines and turbofan that they adopt during take-off and landing , by the placement of the wings, vertical thrust or levitation. In horizontal flight the wings act as supporters and the fans and turbofans are positioned in such a way that they produce the propulsion with a slight tilt upwards. Horizontal and steering stability is obtained by controlling with fins and electric fans.
En vuelo horizontal la estabilidad se obtiene mediante los alerones y timones de profundidad y dirección situados sobre los empenajes horizontales y el vertical, también se puede obtener mediante fanes. En desplazamiento vertical la estabilización horizontal se obtiene mediante tres o más fanes eléctricos situados en la punta de las alas, ambos empenajes horizontales y opcionalmente en la zona del morro. En el sistema de vuelo automático o en un microprocesador se reciben o producen señales de GPS, acelerómetros, giróscopos, anemómetro, altura, variómetro, radioaltímetro, VORES, ADFs, rumbo, (rumbo, altura, velocidad y régimen de ascenso o descenso seleccionados), las cuales procesadas dan señales de información o indicación, y de control para los fanes, alerones, timones de profundidad y dirección que se aplican con servosistemas eléctricos o hidráulicos. El control también puede efectuarse manualmente, aplicando señales variables con los mandos de vuelo. In horizontal flight stability is obtained by means of the ailerons and rudders of depth and direction located on the horizontal and vertical turns, it can also be obtained by means of fans. In vertical displacement, horizontal stabilization is obtained by means of three or more electric fans located at the tip of the wings, both horizontal empennages and optionally in the nose area. In the automatic flight system or in a microprocessor GPS signals, accelerometers, gyros, anemometer, height, variometer, radio altimeter, VORES, ADFs, heading, are received or produced (selected heading, height, speed and rate of ascent or descent), which processed give information signals or indication, and control for the fans, ailerons, rudders and direction that are applied with electric or hydraulic servo systems. The control can also be carried out manually, applying variable signals with the flight controls.
Los fanes usados para la estabilización y las turbinas son accionados con motores eléctricos, alimentados con baterías, células de combustible, generadores accionados mediante turboejes, turbohélices, motores de explosión alternativos o turbinas de gas.The fans used for stabilization and turbines are powered by electric motors, powered by batteries, fuel cells, generators powered by turbo-axles, turboprops, reciprocating explosion engines, or gas turbines.
Una variante puede producir la propulsión exclusivamente con los fanes, turbinas o ventiladores, utilizando en ese caso unas alas de pequeña superficie, que se utilizan preferentemente para soportar los fanes y turbinas.A variant can produce the propulsion exclusively with the fans, turbines or fans, in this case using small surface wings, which are preferably used to support the fans and turbines.
Puede usarse solamente una pareja de alas, y en la zona posterior una pareja de pequeñas alas. Los estabilizadores pueden portar fanes sustentadores y estabilizadores. La cantidad de motores, fanes, etc., depende del tamaño o diámetro de los mismos.Only one pair of wings can be used, and in the posterior area a pair of small wings. Stabilizers can carry supporters and stabilizers. The quantity of motors, fans, etc., depends on their size or diameter.
Para accionar los generadores eléctricos de los fanes, hélices, etc. también se puede utilizar una o más mini turbinas, microturbinas y nanoturbinas propulsoras o auxiliares. Para evitar repetición en lo sucesivo al mencionar turbinas nos referiremos igualmente a las miniturbinas, microturbinas y nanoturbinas.To drive the electric generators of fans, propellers, etc. one or more mini-turbines, microturbines, and propelling or auxiliary nanoturbines can also be used. To avoid repetition in the future when mentioning turbines we will also refer to the mini-turbines, microturbines and nanoturbines.
Usando la mitad de los fanes, hélices, etc., girando en un sentido y la otra mitad en el opuesto se consigue eliminar el par de giro que se crea.Using half of the fans, propellers, etc., turning in one direction and the other half in the opposite, it is possible to eliminate the torque that is created.
En vuelo horizontal parte de la sustentación se puede generar, de forma estándar, con la superficie alar o ventral del fuselaje.In horizontal flight part of the lift can be generated, as standard, with the wing or ventral surface of the fuselage.
Los fanes o hélices de control accionados eléctricamente son controlados mediante motores y circuitos independientes, para garantizar su actuación en caso de fallo. Pueden usarse los mismos fanes y motores eléctricos usados para producir la sustentación.The electrically powered fans or propellers are controlled by independent motors and circuits, to guarantee their performance in case of failure. The same electric motors and fans can be used to produce lift.
Las alas posteriores se colocan a distinta altura para evitar interferencia con la estela del ala delantera y/o motores.The rear wings are positioned at different heights to avoid interference with the wake of the front wing and / or engines.
Los motores eléctricos pueden alimentarse adicionalmente con supercondensadores, durante pequeños periodos de tiempo, emergencias, etc., que pueden reservarse exclusivamente para la subida inicial del despegue y al final del descenso o aterrizaje. En estos últimos casos el gasto eléctrico es muy pequeño usándose los generadores como elementos complementarios y para una mayor seguridad. Los generadores eléctricos reforzarán la potencia aplicada por las baterías y las cargarán durante el vuelo horizontal.Electric motors can additionally be powered by supercapacitors, for short periods of time, emergencies, etc., which can be reserved exclusively for the initial take-off climb and at the end of the descent or landing. In these latter cases, the electrical cost is very small, using the generators as complementary elements and for greater safety. The electric generators will reinforce the power applied by the batteries and will charge them during the horizontal flight.
En caso de emergencia también puede aterrizar como un avión convencional y puede amerizar añadiendo unos flotadores que pueden ser inflables.In an emergency, it can also land like a conventional airplane and can land by adding floats that can be inflatable.
Opcionalmente unas aletas, a la salida o detrás de los fanes o turbinas, pueden deflectar el flujo de aire hacia abajo, permitiendo el ascenso y descenso horizontal de la aeronave, no necesitando la inclinación morro arriba que se necesita sin dichas aletas.Optionally, fins, at the exit or behind the fans or turbines, can deflect the air flow downwards, allowing the horizontal ascent and descent of the aircraft, not needing the nose up tilt that is needed without said fins.
En el empenaje vertical los timones de dirección y los fanes controlan la dirección. In the vertical empennage the rudders and the fans control the direction.
Puede adaptarse a todo tipo de aeronaves, alas delta, biplanos, alas volantes y en general a todas las aeronaves de gran superficie alar u horizontal.It can be adapted to all types of aircraft, hang gliders, biplanes, flying wings and, in general, to all large wing or horizontal aircraft.
En caso de usar hidrógeno para las células de combustible, el combustible puede remolcarse en un tanque especial en la cola del avión para evitar explosiones en el mismo.In case of using hydrogen for the fuel cells, the fuel can be towed in a special tank in the tail of the plane to avoid explosions in it.
La propulsión puede ser mediante hélices o fanes eléctricos, para drones y aviones de corto recorrido y mediante turbofanes una vez ha ascendido verticalmente y hasta el descenso cuando se utiliza gran carga o largo recorrido. Para esto último también se pueden utilizar turboejes.The propulsion can be by means of propellers or electric fans, for drones and short-haul planes and by turbofans once it has risen vertically and until descent when high load or long haul is used. For the latter, turbo-axes can also be used.
Las turbinas o fanes están carenados en cavidades en los laterales de las alas, superficies horizontales y fuselajes.The turbines or fans are fairings in cavities on the sides of the wings, horizontal surfaces and fuselages.
Las alas, y sus turbinas o fanes, son giradas alrededor de su eje, accionadas mediante motores o actuadores y sus correspondientes circuitos o conductos, eléctricos hidráulicos o neumáticos. En una variante en vez de girar las alas se giran, en el borde de salida de las mismas unas hileras de turbinas o fanes, con una instalación de motores y circuitos hidráulicos o neumáticos. En todos los casos, tanto en las alas como en la superficie del fuselaje, pueden utilizarse varias hileras de turbinas sustentadoras y/o propulsoras.The wings, and their turbines or fans, are rotated around their axis, driven by motors or actuators and their corresponding circuits or conduits, electrical, hydraulic or pneumatic. In a variant, instead of turning the wings, rows of turbines or fans are rotated at the trailing edge of the wings, with an installation of motors and hydraulic or pneumatic circuits. In all cases, both on the wings and on the surface of the fuselage, several rows of supporting and / or propelling turbines can be used.
Con unos cables se puede alimentar eléctricamente en tierra y hasta cierta altura.With some cables it can be electrically powered on land and up to a certain height.
Desconectándose automáticamente después.Automatically disconnecting afterwards.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La figura 1 muestra una vista esquematizada y seccionada de una turbina tangencial o centrífuga de la invención, en el intradós de una porción de ala.Figure 1 shows a schematic and sectional view of a tangential or centrifugal turbine of the invention, on the intrados of a wing portion.
La figura 2 muestra una vista esquematizada y seccionada de una pareja de turbinas tangenciales o centrífugas, un en el intradós y otra en el extradós de una porción de ala.Figure 2 shows a schematic and sectional view of a pair of tangential or centrifugal turbines, one on the intrados and another on the extrados of a wing portion.
La figura 3 muestra una vista esquematizada parcialmente seccionada y en planta de una aeronave con las alas y turbinas en vuelo vertical.Figure 3 shows a partially sectioned and plan schematic view of an aircraft with the wings and turbines in vertical flight.
La figura 4 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de un ala con una turbina en su intradós.Figure 4 shows a schematic and partially sectioned view of a wing with a turbine on its intrados.
La figura 5 muestra una vista esquematizada y lateral de una aeronave con las alas y turbinas en vuelo horizontal.Figure 5 shows a schematic and side view of an aircraft with the wings and turbines in horizontal flight.
La figura 6 muestra una vista esquematizada y en planta de la aeronave en vuelo horizontal. La figura 7 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de la aeronave y en planta con las alas en vuelo horizontal. Similar a la de la figura 3 pero con las alas posteriores de menor tamaño. Figure 6 shows a schematic and plan view of the aircraft in horizontal flight. Figure 7 shows a schematic and partially sectioned view of the aircraft and in plan with the wings in horizontal flight. Similar to that of figure 3 but with smaller rear wings.
Descripción más detallada de una forma de realización de la invenciónMore detailed description of an embodiment of the invention
La figura 3 muestra una forma de realización con el avión (1), con cuatro alas iguales (2), los rodetes de las turbinas tangenciales o centrífugas (3) en alas y lateral de fuselaje. Las alas se giran con la instalación (11) mediante medios mecánicos, neumáticos, hidráulicos o eléctricos. Figure 3 shows an embodiment with the airplane (1), with four equal wings (2), the impellers of the tangential or centrifugal turbines (3) in wings and fuselage side. The wings are rotated with the installation (11) by mechanical, pneumatic, hydraulic or electrical means.
La figura 1 muestra la porción de un ala (2) y el rodete de la turbina tangencial o centrífuga (3) que lanza el flujo de aire tangencialmente.Figure 1 shows the portion of a wing (2) and the impeller of the tangential or centrifugal turbine (3) that launches the air flow tangentially.
La figura 2 muestra la porción de un ala (2), con la pareja de rodetes de las turbinas tangenciales o centrífugas (3) que lanzan el flujo de aire tangencialmente por el intradós y el extradós.Figure 2 shows the portion of a wing (2), with the pair of impellers of the tangential or centrifugal turbines (3) that launch the air flow tangentially through the intrados and extrados.
La figura 4 muestra el ala (2) con la turbina o rodete (3) en su intradós.Figure 4 shows the wing (2) with the turbine or impeller (3) on its intrados.
La figura 5 muestra el avión (1), con cuatro alas iguales (2), los rodetes de turbinas tangenciales o centrífugas (3) en el intradós de las alas. Las posteriores, a distinto nivel, más altas. Con las alas giran simultáneamente los turbofanes propulsores (5). Con el empenaje vertical (8) y el timón de dirección (9).Figure 5 shows the airplane (1), with four equal wings (2), the impellers of tangential or centrifugal turbines (3) on the intrados of the wings. The later ones, at different levels, are higher. The propeller turbofan (5) simultaneously rotate with the wings. With the vertical empennage (8) and the rudder (9).
La figura 6 muestra el avión (1), con cuatro alas iguales (2). Utiliza rodetes de turbinas tangenciales o centrífugas (3) en las alas y lateral del fuselaje y los alerones (7). Añade los fanes (6) estabilizadores en las puntas de las alas.Figure 6 shows the airplane (1), with four equal wings (2). Use tangential or centrifugal turbine impellers (3) on the wings and side of the fuselage and ailerons (7). Add the stabilizing fans (6) to the wingtips.
La figura 7 muestra el avión (1), con cuatro alas (2) dos mayores delanteras y dos traseras inferiores., los rodetes de las turbinas tangenciales o centrífugas (3), en los laterales del fuselaje. Añade la hélice (27) de un turbohélice o de un motor de explosión. Las alas se giran con la instalación (11) con medios mecánicos, neumáticos, hidráulicos o eléctricos.Figure 7 shows the airplane (1), with four wings (2), two larger front wings and two lower rear wings, the impellers of the tangential or centrifugal turbines (3), on the sides of the fuselage. Add the propeller (27) of a turboprop or an explosion engine. The wings are rotated with the installation (11) with mechanical, pneumatic, hydraulic or electrical means.
Las alas posteriores más pequeñas pueden confundirse con los típicos estabilizadores horizontales. Para tamaños muy pequeños, drones, etc., los fanes estabilizadores pueden utilizarse como sustentadores incluso durante el vuelo horizontal, en lugar de las alas, alerones y timones de profundidad y alabeo. The smaller rear wings can be confused with typical horizontal stabilizers. For very small sizes, drones, etc., stabilizing fans can be used as supports even during horizontal flight, instead of wings, ailerons and rudders and warping.
Claims (21)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202000028U ES1245441Y (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Supporting, stabilizing and propelling arrangement for vertical take-off and landing aircraft |
| CA3167861A CA3167861A1 (en) | 2020-01-13 | 2021-01-12 | Lifting, stabilizing and propelling arrangement for vertical take-off and landing aircraft |
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| US17/791,207 US20230026745A1 (en) | 2020-01-13 | 2021-01-12 | Lifting, stabilizing and propelling arrangement for vertical take-off and landing aircraft |
| GB2211663.6A GB2610065A (en) | 2020-01-13 | 2021-01-12 | Lifting, stabilising, propulsive arrangement for vertical take-off and landing aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202000028U ES1245441Y (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Supporting, stabilizing and propelling arrangement for vertical take-off and landing aircraft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES1245441U true ES1245441U (en) | 2020-04-28 |
| ES1245441Y ES1245441Y (en) | 2020-08-27 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES1245441Y (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024008982A1 (en) * | 2022-07-05 | 2024-01-11 | Munoz Saiz Manuel | Medium-high speed seaplane |
-
2020
- 2020-01-13 ES ES202000028U patent/ES1245441Y/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024008982A1 (en) * | 2022-07-05 | 2024-01-11 | Munoz Saiz Manuel | Medium-high speed seaplane |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1245441Y (en) | 2020-08-27 |
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