ES1269111U

ES1269111U - Dispositivo aeronautico de propulsion en flap con motor de helice

Info

Publication number: ES1269111U
Application number: ES202130796U
Authority: ES
Inventors: Alexandre Emilio Martin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-04-18
Filing date: 2021-04-18
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2031-04-18
Also published as: ES1269111Y; WO2022223862A1; US20240124128A1; EP4328136A1

Abstract

Dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice, constituido por una superficie aerodinámica de tipo flap en la(s) ala(s) (2) sobre el fuselaje (1) de una aeronave con superficies de mando (5) de ala (2), caracterizado por que la longitud del dispositivo en el sentido de la envergadura del ala es mayor o igual que la cuerda media del flap, y comprende un motor con hélice propulsora de empuje (4), convirtiéndolo en un flap propulsor (3).

Description

DESCRIPCIÓN

DISPOSITIVO AERONÁUTICO DE PROPULSIÓN EN FLAP CON MOTOR DE

HÉLICE

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo aeronáutico de tipo flap que incorpora un motor con hélice como propulsor, siendo una propiedad geométrica característica de este el que su longitud en el sentido de la envergadura del ala es mayor o igual que la cuerda o ancho medio del flap con motor propulsor.

Viene a proponer una solución a la hora de integrar sistemas propulsores de hélice de forma óptima con la aerodinámica convencional del ala, ya que el nuevo dispositivo aeronáutico de propulsión posibilita la integración de, al menos, las siete funcionalidades distintas siguientes:

- Actuar de mecanismo hipersustentador del ala.

- Resolver el problema del desprendimiento de la capa límite del perfil aerodinámico del ala a altos ángulos de ataque del perfil o del flap gracias al efecto de succión forzada de aire producida por los motores.

- Aumentar drásticamente el efecto sustentador del perfil aerodinámico del ala gracias al efecto de aumento del flujo de aire sobre el perfil proporcionado por la succión del motor propulsor.

- Mejorar sustancialmente el efecto sustentador del perfil aerodinámico del ala gracias a las condiciones laminares del flujo de aire sobre el mismo, al quedar situado en la región anterior o aguas arriba del plano de giro de la hélice propulsora, resolviendo el problema del flujo turbulento inducido sobre un perfil aerodinámico que estuviese situado en la región turbulenta o aguas abajo del plano de giro de una hélice propulsora situada en el borde de ataque del ala.

- Proporcionar una componente vertical de empuje de diferentes magnitudes según la inclinación del eje del motor que está alineado con el ángulo del flap propulsor, posibilitando realizaciones de aeronaves de despegue y aterrizaje vertical.

- Utilizar el mismo mecanismo de movimiento del flap para el movimiento del motor propulsor reduciendo enormemente el peso y la complejidad de utilizar mecanismos diferenciados independientes para el movimiento de flaps y motores.

- Solucionar el problema de la transición abrupta del modo de vuelo estacionario multirrotor al modo de vuelo de ala fija y viceversa, ya que el perfil aerodinámico del ala fija presenta ángulos de ataque aerodinámicos efectivos en todo momento desde el inicio del avance en vuelo de la aeronave.

La aplicación industrial de esta invención se encuentra dentro del sector de los sistemas y equipos aeronáuticos de propulsión, y más concretamente, dispositivos de propulsión instalados en flaps.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Aunque no se ha encontrado ninguna invención idéntica a la descrita, exponemos a continuación los documentos encontrados que reflejan el estado de la técnica relacionado con la misma.

Así el documento ES2360354U se refiere a un ala de avión en flecha que tiene una envergadura y que comprende un perfil aerodinámico, comprendiendo dicho perfil aerodinámico: al menos un elemento de perfil aerodinámico anterior que tiene un extradós y un intradós; al menos un elemento de perfil aerodinámico posterior que tiene un extradós y un intradós; y al menos una ranura definida por el perfil aerodinámico durante al menos una condición transónica del perfil aerodinámico, permitiendo la ranura que una parte del aire que circula a lo largo del intradós del elemento de perfil aerodinámico anterior se divida y circule sobre el extradós del elemento de perfil aerodinámico posterior para conseguir una mejora de rendimiento en la condición transónica. Sin embargo, no queda constancia de ningún elemento propulsor instalado en el propio flap del ala, como recoge la invención solicitada.

ES2573095U describe un dispositivo de sustentación y propulsión, para un aerodino con despegue y aterrizaje vertical o corto, por el efecto de elevación obtenido mediante el soplado de un flujo de aire producido por un generador de flujo de aire sobre unas superficies de sustentación sustentadoras unidas a una estructura de soporte, comprendiendo el dispositivo dos superficies de sustentación longitudinales, sustancialmente rectilíneas, dispuestas a ambos lados de la estructura de soporte y que se extienden sustancialmente en paralelo al eje de alabeo del dispositivo, siendo las dos superficies de sustentación longitudinales simétricas entre sí con respecto al plano definido por los ejes de alabeo y de guiñada. Al igual que en el documento anterior, no se menciona ningún motor de hélice ni otro tipo de propulsor instalado e integrado en los flaps de aerodino de despegue y aterrizaje vertical o corto del citado modelo de utilidad.

ES1236685U reivindica una aeronave de despegue y aterrizaje vertical, constituida por un avión no tripulado en principio, caracterizado por un fuselaje sin deriva que comprende un par de alas, una en la parte inferior delantera del fuselaje y la otra en la parte superior trasera, y cada ala comprende un par de motores, situados cada uno solidariamente al ala en su borde o extremo marginal en el caso del ala delantera, y en su borde marginal, por el lado del borde de salida en el caso del ala trasera, y comprende a su vez superficies de mando que pueden actuar como alerones o como flaps simultáneamente en el ala delantera, y superficies estabilizadoras verticales en los bordes marginales del ala trasera; y ambas alas son pivotantes según su eje principal en sentido transversal al eje longitudinal del fuselaje, de forma que se pueden orientar desde una posición de ala horizontal o ángulo de ataque próximo a cero, hasta una posición vertical o de ángulo de ataque próximo a 90 grados. En este último documento, los motores que se describen se encuentran situados solidariamente al ala en su borde marginal, mientras que la invención solicitada ubica los motores de propulsión en los flaps de la aeronave, por lo que ambas invenciones difieren.

US10597133 describe una aeronave donde los motores propulsores están necesariamente dispuestos de forma distribuida en cada semiala, mientras que en la invención solicitada pueden disponerse también de forma única en el dispositivo de cada semiala. Además, en dicha invención los motores propulsores sólo producen una aceleración de flujo aerodinámico, ya sea por succión o soplado, sobre uno de los dos lados del perfil aerodinámico del ala, intradós o extradós, siendo necesarios duplicar los dispositivos si se quiere obtener aceleración del flujo aerodinámico simultáneamente en intradós o extradós; en cambio, la invención solicitada, con un mismo dispositivo en que el plano del rotor de giro de la hélice está situado en el borde de salida del perfil aerodinámico, se consigue aceleración de flujo aerodinámico en ambas superficies del ala, o intradós y extradós del perfil aerodinámico.

WO2020186305A1 se refiere a otra aeronave cuyos motores propulsores están necesariamente dispuestos en el borde de ataque del ala, por lo que inducen un flujo altamente turbulento sobre el ala, al estar situada esta en la región altamente turbulenta aguas abajo del plano del rotor de giro de la hélice. En cambio, en la invención que se propone, el plano del rotor de giro de la hélice está situado en el borde de salida del ala, de forma que el perfil aerodinámico del ala está situado aguas arriba de este, en la región de flujo principalmente laminar. Por otro lado, en el documento citado, al estar los motores propulsores necesariamente dispuestos en el borde de ataque del ala, y unidos mediante un mecanismo al flap móvil, imponen una limitación importante a la dimensión máxima de cuerda de la parte fija del ala, al requerir elementos mecánicos de conexión tanto mayores cuanto mayor sea la cuerda, imposibilitando su implementación en alas o en zonas de ala donde sea necesario una longitud grande de cuerda de la parte fija de perfil de ala, como puede ser en la zona de cuerda mayor de alas en flecha o en alguna de las realizaciones de aeronave de tipo ala volante que se indican más adelante en la Figura 3.

Conclusiones: Como se desprende de la investigación realizada, ninguno de los documentos encontrados soluciona los problemas planteados como lo hace la invención propuesta.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice objeto de la presente invención se constituye a partir de una superficie hipersustentadora de tipo flap, o bien única, o bien dispuesta conjuntamente y de forma continua con otras superficies flaps móviles, que incorpora un motor con hélice propulsora de empuje sobre el flap y en dirección alineada con la cuerda de éste, caracterizado por tener una dimensión geométrica longitudinal en el sentido de la envergadura del ala del flap o del conjunto de superficies flap móviles continuas, que es al menos igual o mayor que la cuerda media del flap o del conjunto de superficies flap móviles continuas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión de la presente descripción se acompañan unos dibujos que representan una realización preferente de la presente invención:

Figura 1: Vista en perspectiva convencional de una realización preferente del dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice objeto de la presente invención en un avión con dos alas en tándem, y los propulsores montados en flaps en orientación de vuelo horizontal.

Figura 2: Vista en perspectiva convencional de una realización preferente del dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice objeto de la presente invención en un avión con dos alas en tándem, y los propulsores montados en flaps en orientación de vuelo vertical.

Figura 3: Vista en planta de un conjunto de realizaciones del flap propulsor en diferentes configuraciones de avión, preferentemente no tripulados.

Las referencias numéricas que aparecen en dichas figuras corresponden a los siguientes elementos constitutivos de la invención:

1. Fuselaje

2. Alas

2’. Delantera

2’'. Trasera

3. Flap propulsor

4. Motor con hélice propulsora de empuje

5. Superficie de mando

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

Una realización preferente del dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice objeto de la presente invención, con alusión a las referencias numéricas, puede basarse en un avión no tripulado, con dos alas (2) en tándem situadas sobre un fuselaje (1), estando el ala posterior del fuselaje (1) situada de forma elevada con respecto al ala delantera (2’), comprendiendo cada una de las cuatro semialas respectivamente, cuatro superficies de flap propulsor (3), sobre las que están dispuestas, respectivamente, cuatro motores con hélice propulsora de empuje (4), y, estando dispuestas en cada una de las dos semialas posteriores, respectivamente, dos superficies de mando (5) de ala (2).

El motor es preferentemente eléctrico de tipo coaxial con dos hélices propulsoras de empuje que giran en sentido contrario.

La longitud del dispositivo en el sentido de la envergadura del ala (2) es mayor o igual que la cuerda media del flap propulsor (3), y cuando el dispositivo se sitúa de forma adyacente a uno o más flaps independientes, la longitud del dispositivo en el sentido de la envergadura del ala del conjunto del flap propulsor y el/los flap/s adyacente/s es mayor o igual que la cuerda media del conjunto del flap propulsor y el/los flap/s adyacente/s.

En otras realizaciones diferentes, el avión puede disponer de dos alas (2) y dos semialas respectivamente, o bien disponer del fuselaje (1) integrado con las alas (2), o cualquier otra combinación de número de alas (2) e integración de estas con el fuselaje (1), así como el dispositivo objeto de la presente invención puede repetirse una o varias veces en un mismo ala o semiala.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

- Dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice, constituido por una superficie aerodinámica de tipo flap en la(s) ala(s) (2) sobre el fuselaje (1) de una aeronave con superficies de mando (5) de ala (2), caracterizado por que la longitud del dispositivo en el sentido de la envergadura del ala es mayor o igual que la cuerda media del flap, y comprende un motor con hélice propulsora de empuje (4), convirtiéndolo en un flap propulsor (3).

2.

- Dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice, según reivindicación 1, caracterizado por que cuando se sitúa de forma adyacente a uno o más flaps independientes, la longitud en el sentido de la envergadura del ala (2) del conjunto del flap propulsor (3) y el/los flap/s adyacente/s es mayor o igual que la cuerda media del conjunto del flap propulsor (3) y el/los flap/s adyacente/s.

3.

- Dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice, según reivindicación 1, donde el motor con hélice propulsora de empuje (4), es de tipo coaxial con dos hélices propulsoras de empuje que giran en sentido contrario.

4.

- Dispositivo aeronáutico de propulsión en flap con motor de hélice, según reivindicación 1, caracterizado por que se dispone de forma repetida una o varias veces en un mismo ala (2) o semiala.