ES2258899A1 - Sistema de lanzamiento para aviones no tripulados y similares. - Google Patents
Sistema de lanzamiento para aviones no tripulados y similares.Info
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Abstract
Sistema de lanzamiento para aviones no tripulados y similares. El sistema comprende una rampa de lanzamiento (2), un carro portador (3) del avión (A), unos medios de propulsión neumática (4) con un cilindro neumático (40) para desplazar el carro portador (3) entre una posición inicial en un extremo (20) de la rampa de lanzamiento y una posición final de despegue en el extremo opuesto (21) de la rampa de lanzamiento con la ayuda de un cable de tracción (5) fijado al carro portador y a la rampa de lanzamiento, unos medios de alimentación neumática (6) para proporcionar presión neumática a los medios de propulsión (4) y unos medios de freno (7) situados en el extremo de despegue (21) de la rampa de lanzamiento para producir una súbita desaceleración del carro portador del avión y por esta acción de frenado producir el lanzamiento efectivo del avión desde el carro portador.
Description
Sistema de lanzamiento para aviones no tripulados
y similares.
La presente invención se refiere a un sistema o,
dispositivo de catapulta para lanzamiento de aviones u otros
dispositivos voladores no tripulados.
Se conocen dispositivos de este tipo constituidos
por un carro lanzador, sobre el que se dispone de manera soltable
el avión a lanzar, que es desplazado a velocidad elevada a lo largo
de una trayectoria de lanzamiento para que la aeronave alcance la
velocidad y dirección de despegue adecuadas por medio de un cable
de tracción actuado por medios hidráulicos o neumáticos, por
ejemplo, mediante cilindros neumáticos o hidráulicos o incluso
mediante gomas o mediante cohetes en función de la demanda de
energía necesaria para la propulsión, y cuyo carro portador es
frenado súbitamente para realizar el lanzamiento efectivo del avión
o dispositivo volador similar.
De lo que resulta conocido de los solicitantes no
se encuentran disponibles dispositivos de este tipo que permitan
la posibilidad de lanzamiento con energía media alta, hasta 190 kJ,
mediante la utilización medios de impulsión neumáticos, cuyo empleo
es deseable por su menor coste comprado con medios impulsión
hidráulicos o por cohete.
Es propósito de la invención el desarrollo de un
dispositivo del tipo indicado en un principio que permita resolver
los problemas de la técnica anterior, proporcionando al propio
tiempo características adicionales ventajosas tales como
prestaciones mejoradas de suavidad de aceleración, tiempos
reducidos para carga y preparación de lanzamientos consecutivos y
similares.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
sistema de lanzamiento de aviones no tripulados que tenga una rampa
de lanzamiento que puede desplegarse por tramos de modo que el
dispositivo puede montarse sobre un vehículo o sobre un remolque
para su traslado hasta los lugares de lanzamiento.
Estos objetos se alcanzan a partir de un sistema
de lanzamiento que comprende una rampa de lanzamiento, un carro
portador del avión, unos medios de propulsión neumática con un
cilindro neumático para desplazar el carro portador a lo largo de
la rampa de lanzamiento entre una posición inicial en un extremo y
una posición final de despegue en el extremo opuesto con la ayuda
de un cable de tracción fijado al carro portador y a la rampa de
lanzamiento, unos medios de alimentación neumática para
proporcionar presión neumática a los medios de propulsión y unos
medios de freno situados en el extremo de despegue de la rampa de
lanzamiento para producir una súbita desaceleración del carro
portador del avión, estando caracterizado dicho sistema de
lanzamiento, por cuanto:
- -
- la rampa de lanzamiento está prevista con un bastidor con, al menos, dos tramos que pueden desplegarse de manera telescópica para definir un carril de guiado continuo para desplazamiento del carro portador;
- -
- el carro portador está provisto con un soporte para el avión constituido por una pareja de brazos basculantes articulados por su extremidad inferior sobre un eje y cuya extremidad superior está configurada en forma de horquilla para alojamiento de un vástago previsto en el avión transversalmente a su eje longitudinal;
- -
- el cilindro neumático de los medios de propulsión está previsto con un vástago de émbolo que está acoplado al cable de tracción a través de una primera pareja de poleas que junto con una segunda pareja de poleas, que guían el cable de tracción y que están fijadas al bastidor de la rampa de lanzamiento en el lado de despegue, forman un sistema de multiplicación de la carrera del émbolo de dicho cilindro neumático; y donde además en el interior del cilindro neumático está previsto un tope enfrentado operativamente en el final de carrera de su pistón para disipar la energía del mismo;
- -
- los medios de alimentación neumática están conectados a una entrada de admisión del cilindro neumático para impulsión de su émbolo a través de correspondientes elementos de válvula y comprenden además elementos acumuladores neumáticos, alimentados a través de compresores accionados por un motor de combustión interna; y
- -
- los medios de freno están dispuestos en el extremo de despegue de la rampa de lanzamiento para cooperar con un vástago de freno previsto en la parte anterior del carro portador para así disipar la energía cinética del carro portador en un corto tramo de longitud y cuya brusca aceleración negativa provoca la liberación del avión o aeronave de su colocación en el soporte del carro portador por basculamiento de los brazos de soporte alrededor de su eje, de manera que el vástago transversal del avión es liberado de su alojamiento en la porción de horquilla de dichos brazos de soporte.
Conforme a una característica adicional de la
invención los medios de freno están constituidos por un freno de
agua en forma de tubo con agua situado fijamente en el extremo de
despegue de la rampa de lanzamiento en el que penetra ajustadamente
un vástago de freno operativamente dispuesto en la parte anterior
del carro portador.
Aún conforme a una realización alternativa,
similar a la anterior, estos medios de freno previstos para
cooperar con el vástago de freno de la parte anterior del carro,
están constituidos por un elemento de fricción previsto en el
extremo libre de dicho vástago de freno y un tubo fijo en el
extremo de despegue de la rampa de lanzamiento cuyo interior está
revestido para acoplamiento ajustado con fricción para el elemento
de fricción del vástago.
También de acuerdo con una característica
adicional de la invención, los patines de guiado del carro portador
comprenden unos elementos de deslizamiento en forma de pastillas
de teflón para disminuir el rozamiento sobre los carriles de
guiado.
Aún conforme a una característica adicional de la
invención, los medios de válvula entre los acumuladores y el
cilindro neumático están provistos de unos órganos de control en
forma de mecanismo de retención neumático para iniciar su apertura
instantes antes del lanzamiento.
También conforme a una característica adicional
de la invención está previsto un sistema de control que gestiona.
la secuencia de apertura de las válvulas, la liberación del
mecanismo de retención, así como el cierre automático de las
válvulas después del lanzamiento para evitar una descarga de
presión excesiva de los acumuladores y así disminuir el tiempo de
recarga de presión para un nuevo lanzamiento.
Aún conforme con una característica adicional de
la invención, acoplados al cilindro neumático están previstos
adicionalmente unos medios de válvula, para introducir un retardo
al golpe de presión de impulsión producido por las válvulas de
alimentación a dicho cilindro neumático.
De acuerdo con otra característica adicional de
la invención, para facilitar el despliegue de la rampa de
lanzamiento en el primer tramo de rampa, están previstas ruedas
para cooperar con carriles correspondientemente previstos en el
segundo tramo de rampa así como una guía.
Aún de acuerdo con una característica adicional
de la invención a efectos de soporte y nivelación sobre el terreno
de la rampa de lanzamiento, en su bastidor están
correspondientemente previstos soportes y patas de nivelación así
como puntales de soporte que se despliegan desde el primer tramo de
rampa.
Otras características y ventajas de la invención
resultarán más claramente a partir de la siguiente descripción
realizada con la ayuda de los dibujos anexos relativos a un ejemplo
de ejecución no limitativo y en los que:
La figura 1 ilustra un esquema sobre el principio
de funcionamiento de un sistema de lanzamiento de acuerdo con la
invención.
La figura 2 muestra el carro portador conforme a
la figura 1 con detalle del soporte para el avión.
Las figura 3A y 3B muestran respectivas vistas
para ilustrar modos de ejecución alternativos del sistema de
frenado del carro portador.
Las figuras 4A a 4C ilustran respectivas vistas
de la rampa de lanzamiento en sus estados desplegado y plegado,
así como una vista parcialmente truncada en sentido longitudinal
para apreciar el sistema de acoplamiento de sus tramos.
La figura 5 sirve para mostrar un detalle de los
elementos de deslizamiento de los patines del carro portador.
La figura 6 muestra un esquema del circuito
neumático del sistema de lanzamiento con sus correspondientes
elementos de control.
Conforme se aprecia por la figura 1, el sistema
de lanzamiento conforme a la invención, designado en general
mediante la referencia numérica 1, está esencialmente constituido
por una rampa de lanzamiento 2, un carro portador 3 del avión A a
que debe ser lanzado, unos medios de propulsión neumática 4 con un
cilindro neumático 40 para desplazar el carro portador 3 entre una
posición inicial en un extremo 20 de la rampa de lanzamiento y una
posición final de despegue en el extremo opuesto 21 de dicha rampa
de lanzamiento con la ayuda de un cable de tracción 5 fijado al
carro portador y a la rampa de lanzamiento, unos medios de
alimentación neumática 6 para proporcionar presión neumática a los
medios de propulsión 4 y unos medios de freno 7 situados en el
extremo de despegue 21 de la rampa de lanzamiento para producir una
súbita desaceleración del carro portador del avión.
Como puede observarse aún por la figura 1, el
cilindro neumático 40 de los medios de propulsión 4 está provisto
de un vástago de émbolo 400 que está acoplado al cable de tracción
5 por medio de una primera pareja de poleas 41-42,
estando guiado además este cable de tracción 5 a través de una
segunda pareja de poleas 43-44 fijadas al bastidor
22 de la rampa de lanzamiento en el lado de despegue, para así
formar un sistema de multiplicación de la carrera del émbolo
400.
Adicionalmente, para disipar la energía de este
émbolo 400 en el interior del cilindro neumático 40 está previsto
un tope 401, por ejemplo de poliuretano o similar, enfrentado
operativamente en el final de carrera de su pistón 402.
Haciendo aún referencia a la figura 1, se observa
que los medios de alimentación neumática 6 para alimentar presión
de trabajo a los medios de propulsión 4 están conectados a una
entrada de admisión 403 del cilindro neumático 40 para impulsión de
su émbolo 400 a través de elementos de válvula 60, no mostrados
aquí en detalle. Además los medios de alimentación neumática 6,
comprenden elementos acumuladores neumáticos 61 alimentados a
través de compresores 62 accionados por un motor de combustión
interna 63.
Como pueden aún apreciarse también a través de la
figura 1, los medios de freno 7 que están dispuestos en el extremo
de despegue 21 de la rampa de lanzamiento para disipar la energía
cinética del carro portador 3, están previstos para cooperar con un
vástago de freno 31 previsto en la parte anterior de dicho carro
portador, y como será explicado en detalle más adelante, sirven
para conseguir en un corto tramo de longitud una intensa
aceleración negativa que provoca la liberación de un vástago 8 del
avión o aeronave transversal a su eje longitudinal que está
dispuesto sobre el soporte 30 del carro portador tal y como será
también explicado en detalle más adelante.
Haciendo ahora referencia a la figura 2, en el
carro portador 3, está previsto el soporte 30 del avión A que está
constituido por una pareja de brazos de soporte 300 articulados
sobre dicho carro portador por su extremo inferior a través de un
eje 301, transversal a la dirección D de avance del carro, de
manera que pueden bascular hacia delante cuando se produce la
desaceleración de frenado, para así liberar el avión. Estos brazos
de soporte 300, están configurados en su extremo libre, es decir en
su extremo superior, a modo de horquilla 302 prevista de manera que
por una parte puede servir para mantener sujeto al avión A por
medio de un vástago transversal 8 previsto en dicho avión cuando
los brazos de soporte 300 están sobre la vertical del carro
portador y por otra para liberar dicho vástago transversal 8,
cuando los brazos de soporte 300 basculan hacia delante en la
dirección D de avance del carro a través de la acción de
frenado.
frenado.
Como se muestra por la figura 3A, los medios de
freno 7 están constituidos por un freno de agua en forma de tubo 70
con una columna de agua en el que penetra ajustadamente, pero
dejando un pequeño intersticio para salida de agua por medio de un
tapón 71, un vástago de freno 31 operativamente dispuesto en la
parte anterior del carro portador. La acción de frenado se realiza
aprovechando el efecto de evacuación del agua contenida en el tubo
70 a través del tapón 71, cuando el vástago de freno 31 penetra
ajustadamente dentro de dicho tubo. De manera alternativa como se
muestra por la figura 3B, de manera similar a la anterior, estos
medios de frenado 7 previstos para cooperar con el vástago de freno
31 de la parte anterior del carro portador 3, están constituidos
por un tubo fijo 70 cuyo interior tiene un revestimiento 701 para
el acoplamiento ajustado con fricción de un elemento de fricción
310 previsto en el extremo libre del vástago de freno 31.
Como se muestra en las figuras 4A y 4B la rampa
de lanzamiento 2 está prevista con un bastidor 22 con, al menos,
dos tramos 23, 24 que pueden desplegarse de manera telescópica para
definir un carril de guiado continuo 25 de manera que el carro
portador 3 puede desplazarse a lo largo de la rampa de lanzamiento
entre la posición de inicial 20 hasta la posición final de despegue
21. Con esta disposición telescópica de la rampa de lanzamiento 2,
el sistema de lanzamiento puede ser fácilmente acoplado sobre un
vehículo o un remolque de transporte con ruedas R sobre el que se
desplaza en estado plegado hasta el punto de lanzamiento en donde
puede ser desplegado. Adicionalmente y a efectos de soporte y
nivelación sobre el terreno de la rampa de lanzamiento 2, en el
bastidor 22 están correspondientemente previstos soportes y patas
de nivelación 26, 27, así como unos puntales de soporte 28 que se
despliegan desde el tramo inicial 23.
Haciendo adicional referencia a la figura 4C, que
para claridad de representación muestra una vista truncada
longitudinalmente a lo largo de la rampa de lanzamiento 2, puede
apreciarse que el tramo de inicio 23, tiene ruedas 230 para
facilitar el despliegue desde el tramo final 24 con carriles 240
previstos al efecto y con la ayuda adicional de una guía 29.
Para facilitar el deslizamiento del carro
portador 3 sobre el carril de guiado 25 de la rampa de lanzamiento,
como se ilustra por la figura 5, en dicho carro está previstos
unos patines 32 con unas pastillas de teflón o similar.
Haciendo ahora referencia a la figura 6, se
representan como bloque funcional delimitado por una línea de
trazos, unos órganos de control 9 dispuestos entre los medios de
válvula 60 del cilindro neumático 40 y los acumuladores neumáticos
61, que están previstos en forma mecanismo de retención neumático
para iniciar su apertura instantes antes del lanzamiento. Aquí
también se muestra un bloque de control 10, delimitado por una
línea de trazos, que sirve para gestionar la secuencia de apertura
de las válvulas, la liberación del mecanismo de retención 9, así
como el cierre automático de las válvulas después del lanzamiento,
para evitar una descarga de presión excesiva de los acumuladores y
así disminuir el tiempo de recarga de presión para un nuevo
lanzamiento.
Los órganos de control 9, están formados por un
grupo de acondicionamiento filtro reductor 90, un manómetro 91 y
unos medios de válvula 92 la salida de la cual está conectada a una
entrada 404 del cilindro 40 y que se acopla por su otra salida a
uno de los acumuladores neumáticos 61 a través de unos medios de
válvula 11 y un manómetro 12 para supervisión de la presión.
A su vez, el bloque de control 10, comprende un
grupo de acondicionamiento filtro-reductor 100, un
manómetro de supervisión 101, un filtro con purgador manual 102, un
distribuidor de dos posiciones y dos vías 103 con accionamiento a
pedal y un cilindro de simple efecto 104 que normalmente se
encuentra en posición extendida; este bloque de control se
encuentra conectado a través de unos medios de válvula 13 a uno de
los acumuladores neumáticos 61.
Puede apreciarse también que acoplados al
cilindro 40 están previstos adicionalmente unos medios de válvula
14, para introducir un retardo al golpe de presión de impulsión
producido por las válvulas 60.
El circuito neumático se completa con respectivos
limitadores de presión o válvulas de seguridad 15 y válvulas 16
conectados a los acumuladores neumáticos 61.
Como será fácilmente comprendido por los
expertos, la maniobra de lanzamiento, comprende entre otras las
siguientes etapas:
- -
- Preparación para un ensayo que incluyen entre otras operaciones, la extensión de la rampa, inclinación del lanzador, extensión de elementos de apoyo, no representados, carga de los acumuladores neumáticos, colocación del carro en posición inicial, etc.
- -
- Realización del ensayo con maniobra automática comandada a distancia, con el fin de garantizar la seguridad de los operarios.
También resultará fácilmente comprendido por los
expertos que el funcionamiento de este sistema exige llevar a cabo
ajustes experimentales para corrección de las curvas teóricas y
para la obtención de los valores de presión en los medios de
propulsión y acumuladores neumáticos que fijan la velocidad de
lanzamiento requerida en función de la masa del avión.
Cabe mencionarse aquí, por ejemplo, que la
longitud del cable de tracción debe ajustarse en correspondencia
con la carrera del cilindro neumático 40, para evitar problemas de
falta de tensión a través de las poleas o en el carro portador
durante la maniobra de lanzamiento
Suficientemente que ha sido descrita la
invención, solamente resta señalar que las realizaciones derivadas
de cambios de forma, dimensiones, aplicación de elementos por sus
equivalentes funcionales y similares, así como las resultantes de
una aplicación de rutina de lo anteriormente revelado, deberán
considerarse incluidas en su ámbito, de manera que la invención tan
solo estará limitada por el alcance de las siguientes
reivindicaciones.
Claims (9)
1. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares que comprende una rampa de lanzamiento (2),
un carro portador (3) del avión (A), unos medios de propulsión
neumática (4) con un cilindro neumático (40) para desplazar el
carro portador (3) entre una posición inicial en un extremo (20) de
la rampa de lanzamiento y una posición final de despegue en el
extremo opuesto (21) de la rampa de lanzamiento con la ayuda de un
cable de tracción (5) fijado al carro portador y a la rampa de
lanzamiento, unos medios de alimentación neumática (6) para
proporcionar presión neumática a los medios de propulsión (4) y
unos medios de freno (7) situados en el extremo de despegue (21) de
la rampa de lanzamiento para producir una súbita desaceleración
del carro portador del avión, estando caracterizado dicho
sistema de lanzamiento (1), por cuanto:
- -
- la rampa de lanzamiento está prevista con un bastidor (22) con, al menos, dos tramos (23, 24) que pueden desplegarse de manera telescópica para definir un carril de guiado continuo (25) para desplazamiento del carro portador;
- -
- el carro portador está provisto de un soporte (30) para el avión (A) constituido por una pareja de brazos basculantes (300) articulados por su extremidad inferior sobre un eje (301) y cuya extremidad superior está configurada en forma de horquilla (302) para alojamiento de un vástago (8) previsto en el avión (A) transversalmente a su eje longitudinal;
- -
- el cilindro neumático de los medios de propulsión está previsto con un vástago de émbolo (400) que está acoplado al cable de tracción a través de una primera pareja de poleas (41-42) que junto con una segunda pareja de poleas (43-44), que guían el cable de tracción y que están fijadas al bastidor de la rampa de lanzamiento en el lado de despegue, forman un sistema de multiplicación de la carrera del émbolo de dicho cilindro neumático; y donde además en el interior del cilindro neumático (40) está previsto un tope (401) enfrentado operativamente en el final de carrera de su pistón (402) para disipar la energía del mismo;
- -
- los medios de alimentación neumática (6) están conectados a una entrada de admisión (403) del cilindro neumático para impulsión de su émbolo a través de correspondientes elementos de válvula (60) y comprenden además elementos acumuladores neumáticos (61) alimentados a través de compresores (62) accionados por un motor de combustión interna (63); y
- -
- los medios de freno (7) están dispuestos en el extremo de despegue (21) de la rampa de lanzamiento para cooperar con un vástago de freno (31) previsto en la parte anterior del carro portador (3), para así disipar la energía cinética de dicho carro portador en un corto tramo de longitud y cuya brusca aceleración, negativa provoca el basculamiento de los brazos de soporte (300) alrededor de su eje (301) en la dirección de avance (D) del carro portador de manera que el vástago transversal (8) del avión (A) es liberado de su alojamiento en la porción de horquilla (302) de dichos brazos de soporte.
2. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de freno (7) están
constituidos por un freno de agua en forma de tubo (70) lleno de
agua situado fijamente en el extremo de despegue (21) de la rampa
de lanzamiento en el que a través de un tapón (71) penetra
ajustadamente un vástago de freno (31) operativamente dispuesto en
la parte anterior del carro portador.
3. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado por cuanto los medios de frenado previstos
para cooperar con el vástago de freno (31) de la parte anterior del
carro, están constituidos por un elemento de fricción (310)
previsto en el extremo libre de dicho vástago de freno y un tubo
fijo (70) en el extremo de despegue de la rampa de lanzamiento cuyo
interior tiene un revestimiento (700) para deslizamiento ajustado
con fricción de dicho elemento de fricción del vástago de
freno.
4. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares de acuerdo con una de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado porque el carro portador (3)
tiene unos patines con unos elementos de deslizamiento en forma de
pastillas de teflón (32) para disminuir el rozamiento sobre el
carril de guiado (25) de la rampa de lanzamiento (2).
5. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares de acuerdo con una de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por cuanto los medios de
válvula {60) entre los acumuladores (61) y el cilindro neumático
(40) está previstos con unos órganos de control (9) en forma de
mecanismo de retención neumático para iniciar su apertura instantes
antes del lanzamiento.
6. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares de acuerdo con una de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado porque está previsto un
sistema de control (10) que gestiona la secuencia de apertura de
las válvulas, la liberación del mecanismo de retención, así como el
cierre automático de las válvulas después del lanzamiento para
evitar una descarga de presión excesiva de los acumuladores
neumáticos (61) y así disminuir el tiempo de recarga de presión
para un nuevo lanzamiento.
7. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares de acuerdo con una de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por cuanto acoplados al
cilindro neumático (40) están previstos adicionalmente unos medios
de válvula (14), para introducir un retardo al golpe de presión de
impulsión producido por las válvulas de alimentación (60) a dicho
cilindro neumático.
8. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares de acuerdo con una de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por cuanto para facilitar el
despliegue de la rampa de lanzamiento (2) en el primer tramo de
rampa (23), están previstas ruedas (230) para cooperar con carriles
(240) correspondientemente previstos en el segundo tramo de rampa
(24), así como una guía (29).
9. Sistema de lanzamiento para aviones no
tripulados y similares de acuerdo con una de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado porque a efectos de soporte y
nivelación sobre el terreno de la rampa de lanzamiento (2), en su
bastidor (22) están correspondientemente previstos soportes y patas
de nivelación (26, 27), así como puntales de soporte (28) que se
despliegan desde el primer tramo de rampa (23).
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| WO2018189251A1 (en) * | 2017-04-11 | 2018-10-18 | Ampyx Power B.V. | Launch and land system for a tethered aircraft |
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2004
- 2004-06-21 ES ES200401514A patent/ES2258899B1/es not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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| WO2018189251A1 (en) * | 2017-04-11 | 2018-10-18 | Ampyx Power B.V. | Launch and land system for a tethered aircraft |
| US11414212B2 (en) | 2017-04-11 | 2022-08-16 | Ampyx Power B.V. | Launch and land system for a tethered aircraft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2258899B1 (es) | 2007-10-01 |
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