ES2288083B1 - Disposicion sustentadora para aeronaves de despegue y aterrizaje vertical. - Google Patents
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Abstract
Disposición sustentadora para aeronaves de despegue y aterrizaje vertical, que consiste en aplicar a las alas o superficies horizontales de las aeronaves múltiples fanes accionados por motores eléctricos alimentados por generadores y baterías, dichos fanes están carenados por unos conductos que forman parte de la superficie de las alas, añaden un grupo motopropulsor y un ligero tren de aterrizaje.
Description
Disposición sustentadora para aeronaves de
despegue y aterrizaje vertical.
En sistemas de sustentación para aeronaves.
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. La presente invención
soluciona estos inconvenientes.
La disposición sustentadora para aeronaves de
despegue y aterrizaje vertical, consiste en aplicar a las alas y
superficies horizontales de las aeronaves múltiples fanes
accionados por motores eléctricos alimentados por generadores y
baterías, dichos fanes están carenados por unos conductos que
forman parte de las alas y superficies horizontales, añaden un grupo
motopropulsor y un ligero tren de aterrizaje para posarse sobre el
terreno o sobre una plataforma.
Los fanes y motores eléctricos pueden ser
giratorios respecto al eje transversal y pueden usarse solo para
producir sustentación durante el desplazamiento vertical y también
para sustentar durante el movimiento horizontal. La cantidad de
fanes depende del tamaño o diámetro de los mismos.
Los conductos tienen unas persianas o válvulas
tipo mariposa excéntricas, las cuales se abren automáticamente
durante el desplazamiento vertical y se cierran o pueden cerrarse
si así se desea durante el movimiento horizontal por la acción del
aire ram. Los conductos pueden ser verticales, inclinados,
acodados, toberas venturi, etc.
Los grupos de motores propulsores utilizan una o
mas turbinas, mini turbinas, microturbinas y nanoturbinas de gas,
en paralelo, turbohélices, etc. En vuelo de crucero pueden adoptar
una inclinación de morro arriba de tal modo que parte del empuje se
utiliza como sustentador y el resto como propulsor. En vuelo
vertical estos se utilizan para mover los generadores que accionan
los motores eléctricos de los fanes, pudiendo desviarse el flujo
sobrante si no se desea desplazamiento horizontal. Por ello es
conveniente colocarlos próximos o equidistantes respecto al centro
de gravedad
Para evitar repetición en lo sucesivo al
mencionar turbinas nos referiremos igualmente a las miniturbinas,
microturbinas y nanoturbinas.
Preferentemente se utilizarán turbinas de gas
tipo turbofan. Usando la mitad de las turbinas, o bien sus fanes,
girando en un sentido y la otra mitad en el opuesto se consigue
eliminar el par de giro que se crea en las turbinas actuales. Los
fanes y las turbinas pueden ser fijas o giratorias alrededor de su
eje transversal o del eje del conjunto, mediante unos motores,
actuadores o martinetes eléctricos, neumáticos o hidráulicos y
controlados manualmente por el piloto.
En vuelo horizontal la estabilidad se obtiene
mediante los alerones y timones de profundidad y dirección situados
sobre el empenaje horizontal y vertical. En desplazamiento vertical
la estabilización horizontal se obtiene mediante los pares de fanes
eléctricos situados en las alas y en ambos empenajes horizontales,
unos giróscopos detectan el cambio de actitud respecto a la
horizontal y al rumbo, generándose unas señales que actúan sobre
los motores eléctricos que accionan los fanes estabilizadores
horizontales y verticales, de modo que corrige los desvíos o
inclinaciones indeseadas. Una pareja de fanes eléctricos en el
empenaje vertical controlan el rumbo.
Los fanes eléctricos de control de
estabilización son controlados mediante motores independientes,
para garantizar su actuación en caso de fallo, pueden usarse los
mismos fanes y motores eléctricos usados para producir la
sustentación.
La zona inferior del fuselaje es plana
proporcionando junto con las alas la sustentación durante el vuelo
horizontal.
Los motores eléctricos de los fanes pueden
alimentarse mediante unas turbinas especiales adicionales, mediante
unos generadores movidos por las turbinas de gas propulsoras, o por
unos generadores accionados por unas turbinas accionadas a su vez
por el flujo de aire de los turbomotores, convenientemente
direccionado.
Los motores eléctricos pueden alimentarse con
baterías, células de combustible, etc. 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, pero no serían imprescindibles. Los
generadores eléctricos reforzarán la potencia aplicada por las
baterías y las cargarán durante el vuelo horizontal.
En caso de emergencia puede aterrizar como una
avión convencional y añadiendo unos flotadores que pueden ser
inflables puede amerizar.
Unos fanes centrífugos especiales junto con el
conducto divergente y acampanado proporciona al flujo de aire un
movimiento axial y centrífugo y posteriormente mediante unas aletas
se endereza dicho flujo hacia abajo.
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.
Ventajas: Es práctico, muy sencillo, económico,
efectúa un optimo vuelo vertical, puede utilizarse para transporte,
contraincendios, salvamento y puede amerizar.
La figura 1 muestra una vista esquematizada y en
planta de una disposición de la aeronave de la invención.
La figura 2 muestra una vista esquematizada, en
planta de otra aeronave variante de la invención.
La figura 3 muestra una vista esquematizada, en
planta de otra aeronave.
La figura 4 muestra una vista esquematizada y en
planta de otra aeronave.
La figura 5 muestra otra vista esquematizada y
en planta de otra aeronave.
La figura 5A muestra una vista esquematizada y
en planta de otra aeronave.
Las figuras 6 a la 13 muestran vistas
esquematizadas, en alzado y parcialmente seccionadas de distintas
tipos de conductos y sus fanes.
La figura 1 consta de fuselaje (1), alas (2),
turbinas propulsoras (3), fanes sustentadores (4), alerones (6),
timónes de profundidad (8), empenaje horizontal (11), empenaje
vertical (12), motores eléctricos (30) accionadores de los fanes
sustentadores, fanes eléctricos de control de la estabilización (5,
50, 52). Muestra una nave de grandes alas dispuestas
longitudinalmente con la disposición sustentadora de la
invención.
La figura 2 consta de fuselaje (1), alas
inferiores (2), ala superior (20), turbinas propulsoras (3), fanes
sustentadores (4), alerones (6), timónes de profundidad (8),
empenaje horizontal (11), empenaje vertical (12), motores eléctricos
(30) accionadores de los fanes sustentadores, fanes eléctricos de
control de la estabilización (5, 51, 52). Muestra una nave biplano
con la disposición sustentadora de la invención.
La figura 3 consta de fuselaje (1), alas (2),
turbinas propulsoras (3), fanes sustentadores (4), timón de
profundidad y alerones (6), empenaje vertical (12), motores
eléctricos (30 y 30') accionadores de los fanes sustentadores, fanes
eléctricos de control de la estabilización (5, 50, 51, 52). Muestra
una nave con alas en delta con la disposición sustentadora de la
invención.
La figura 4 consta de fuselaje (1), ala (2),
turbinas propulsoras (3), fanes sustentadores (4), alerones y timón
de profundidad (6), motores eléctricos (30) accionadores de los
fanes sustentadores, fanes eléctricos de control de la
estabilización (50, 51). Muestra una nave, ala volante con la
disposición sustentadora de la invención.
La figura 5 consta de cabina (1), ala lenticular
(2), turbinas propulsoras (3), fanes sustentadores (4), motores
eléctricos (30) accionadores de los fanes sustentadores, fanes
eléctricos de control de la estabilización (5, 50, 51). No se
muestran las superficies de control. Representa una nave lenticular
con la disposición sustentadora de la invención.
La figura 5A consta de cabina (1), ala (2),
turbinas propulsoras (3), fanes sustentadores (4), estabilizadores
verticales (12), motores eléctricos (30) que accionan los fanes
sustentadores, fanes eléctricos de control de la estabilización (5,
50, 51) y alerones y timón de profundidad (68). Muestra una nave de
gran superficie alar con las turbinas en el centro de gravedad y
una oquedad en zona central y posterior con la disposición de la
invención.
La figura 6 consta de superficie alar (2), fan
(4), motor eléctrico (30) y su soporte (31). Muestra una tobera
tipo venturi.
La figura 7 consta de superficie alar (2), fan
(4), motor eléctrico (30) y su soporte (31). Muestra una tobera o
conducto convergente hacia la salida inferior.
La figura 8 consta de superficie alar (2), fan
(4), flujo de aire ram (15), motor eléctrico (30) y su soporte
(31). Muestra una tobera o conducto inclinado.
La figura 9 consta de superficie alar (2), fan
(4), flujo de aire ram (15), motor eléctrico (30) y su soporte
(31). Muestra una tobera o conducto acodado.
La figura 10 consta de superficie alar (2), fan
(4), motor eléctrico (30) y su soporte (31). Muestra una tobera o
conducto divergente acampanado hacia la salida inferior con un fan
de actuación axial y centrífuga, unas aletas no mostradas en la
figura enderezan el flujo giratorio.
La figura 11 consta de superficie alar (2), fan
(4), aleta o válvula tipo mariposa excéntrica superior (13) y su
eje de giro (14), flujo de aire ram (15), aleta o válvula tipo
mariposa excéntrica inferior (16) y su eje de giro (17), motor
eléctrico (30) y su soporte (31). Muestra las aletas o válvulas de
los conductos cerradas por acción del aire ram.
La figura 12 consta de superficie alar (2), fan
(4), aleta o válvula tipo mariposa excéntrica superior (13) y su
eje de giro (14), aleta o válvula tipo mariposa excéntrica inferior
(16) y su eje de giro (17), flujo de aire descendente (18), motor
eléctrico (30) y su soporte (31). Muestra las aletas o válvulas de
los conductos cerradas automáticamente en vuelo o desplazamiento
vertical.
La figura 13 consta de superficie alar (2), fan
(4), persiana formada por aletas tipo mariposa excéntricas
superiores (13) y sus ejes de giro (14), persiana formada por
aletas o válvulas tipo mariposa excéntrica inferiores (16) y sus
ejes de giro (17), flujo de aire descendente (18), motor eléctrico
(30) y su soporte (31). Muestra las aletas o válvulas de los
conductos cerradas automáticamente en vuelo o desplazamiento
vertical.
Claims (24)
1. Disposición sustentadora para aeronaves de
despegue y aterrizaje vertical, que consiste en aplicar a las alas
y superficies horizontales de las aeronaves múltiples fanes
accionados por motores eléctricos alimentados por generadores y
baterías, dichos fanes están carenados por unos conductos que
forman parte de las alas y de las superficies horizontales, añaden
un grupo motopropulsor y un ligero tren de aterrizaje.
2. Disposición sustentadora según reivindicación
1, caracterizada porque los fanes y motores eléctricos son
giratorios alrededor de ejes transversales.
3. Disposición sustentadora según reivindicación
1, caracterizada porque los fanes y motores eléctricos son
fijos.
4. Disposición sustentadora según reivindicación
1, caracterizada porque los conductos tienen unas persianas
o válvulas tipo mariposa excéntricas, las cuales se abren
automáticamente durante el desplazamiento vertical y se cierran o
pueden cerrarse si así se desea durante el movimiento horizontal
por la acción del aire ram.
5. Disposición sustentadora según reivindicación
1, caracterizada porque los conductos son verticales.
6. Disposición sustentadora según reivindicación
1, caracterizada porque los conductos están inclinados.
7. Disposición sustentadora según reivindicación
1, caracterizada porque los conductos están curvados o
acodados.
8 . Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque los conductos adoptan
forma convergente divergente.
9 . Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque los conductos adoptan
forma divergente convergente.
10. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque los conductos adoptan
forma de toberas venturi.
11. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque los grupos de motores
propulsores utilizan una o mas turbinas, mini turbinas,
microturbinas y nanoturbinas de gas, en paralelo, turbohélices,
etc.
12. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque las turbinas
colocadas en el centro de gravedad adoptan en vuelo de crucero una
inclinación de morro arriba de tal modo que parte del empuje se
utiliza como sustentador y el resto como propulsor.
13. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque la mitad de los fanes
giran en un sentido y la otra mitad en el opuesto.
14. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque las turbinas son
fijas.
15. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque las turbinas son
giratorias alrededor de su eje transversal mediante unos motores,
actuadores o martinetes eléctricos, neumáticos o hidráulicos.
16. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque pares de fanes
eléctricos en las alas y en el empenaje horizontal actúan de
estabilizadores horizontales y una pareja de fanes eléctricos en el
empenaje vertical controlan y estabilizan el rumbo.
17. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque en desplazamiento
vertical unos giróscopos detectan el cambio de actitud respecto a la
horizontal, generándose unas señales que actúan sobre los motores
eléctricos que accionan los fanes estabilizadores horizontales y
verticales.
18. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque los fanes eléctricos
de control de estabilización son controlados mediante motores
independientes.
19. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque la zona inferior del
fuselaje es plana proporcionando junto con las alas la sustentación
durante el vuelo horizontal.
20. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque los motores
eléctricos de los fanes se alimentan mediante unas turbinas
especiales adicionales.
21. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque los motores
eléctricos son alimentados mediante baterías, células de combustible
y unos generadores movidos por los grupos motopropulsores.
22. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada porque los motores
eléctricos son alimentados por unos generadores accionados por unas
turbinas accionadas a su vez por el flujo de aire de los
turbomotores, convenientemente direccionado.
23. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada por utilizar unos fanes
especiales que junto con el conducto divergente acampanado
proporciona al flujo de aire un movimiento axial y centrífugo y
posteriormente mediante unas aletas se endereza dicho flujo hacia
abajo.
24. Disposición sustentadora según
reivindicación 1, caracterizada por utilizar para amerizar
unos flotadores que pueden ser inflables.
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