ES2289920B1 - Sistema de contraataque dinamico de flujo. - Google Patents
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Abstract
Sistema de contraataque dinámico de flujo. El Sistema de contraataque dinámico de flujo es un sistema diseñado para minimizar la resistencia al avance de los vehículos que se desplazan en fluidos (aire, agua, etc.). Se basa en la generación de corrientes de aire en la parte anterior del vehículo y más o menos perpendiculares a la dirección de avance, generando una zona de flujo turbulento, y por tanto de menor presión. Por esto, la capa de fluido situada entre la superficie del vehículo y el flujo turbulento, tenderá a desplazarse en dirección a éste, minimizando así la resistencia. Para crear esta corriente de aire a alta velocidad se hace uso de un compresor de gran potencia que expulsa el aire a través de unos conductos que terminan en tomas de salida con mecanismos que regulan tanto el ángulo de salida como la velocidad y presión del flujo.
Description
Sistema de contraataque dinámico de flujo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo aplicado en la parte anterior de vehículos. Este
permite reducir su resistencia al avance mediante la generación de
un flujo turbulento por comentes de aire en el fluido en el que se
desplaza el vehículo.
Son conocidos los siguientes: Diseños de
aeronáutica y del sector naval para minimizar la resistencia al
avance de los vehículos.
El Sistema de Contraataque Dinámico de Flujo es
un sistema diseñado para minimizar la resistencia al avance de los
vehículos terrestres (automóviles, trenes), acuáticos (barcos,
motos acuáticas) y aéreos (aviones, cohetes, lanzaderas
espaciales).
Se basa en la generación de corrientes de aire
en la parte anterior del vehículo y más o menos perpendiculares a
la dirección de avance, generando una zona de flujo turbulento y
por tanto de menor presión. Por esto la capa de aire situada entre
la superficie del vehículo y el flujo turbulento tenderá a
desplazarse en dirección a éste, minimizando así la resistencia. De
este modo la única zona que presenta resistencia es la parte
anterior terminal donde se sitúa una toma de aire para el
mecanismo.
Dado que la velocidad de entrada de aire es
igual a la velocidad de desplazamiento del vehículo, será necesario
utilizar un compresor para generar corrientes de aire
perpendiculares al avance del vehículo que se extiendan más allá de
los límites del perímetro del mismo y que "succionen" las
moléculas comprendidas entre este flujo y la superficie del
vehículo.
De este modo el sistema se compone de tres
elementos:
- Tomas de admisión de aire: Ubicada en la parte
anterior del vehículo y en zona de entrada de aire (en náutica será
por encima de la línea de flotación). Es una oquedad terminada en
un canal o tubo por la que el aire entra en el sistema.
- Sistema de compresión de aire: Es un compresor
encargado de acelerar las moléculas de aire para producir una
corriente a la velocidad deseada. Puede ser de alimentación
eléctrica o bien mediante otro tipo de energía.
- Escapes o salidas de aire: Se sitúan en la
superficie del morro del vehículo. A través de éstas, el aire a
presión sale del sistema y su dirección es gestionada por unas
persianas orientables colocadas en éstas. La función de estas
persianas es modificar el ángulo de salida del aire con respecto a
la dirección y el sentido del desplazamiento, en función de la
velocidad de avance y la forma del vehículo.
En vehículos terrestres, los escapes se
ubicarían sobre el morro de los mismos y cubriendo los flujos de
aire que salen de todas ellas un ángulo de 180º en caso de ser
necesario (dependiendo de la forma del vehículo). En embarcaciones
se situarían en un saliente de la parte anterior de la quilla,
semejante a los espolones de los barcos antiguos (fenicios, griegos
y romanos); y en esta ubicación se repartirían cubriendo el ángulo
necesario para abarcar la superficie frontal del casco que genera
resistencia al avance. En aeronaves se situarían en el morro y
abarcando los flujos de aire un ángulo de 360º (siempre dependiendo
de su diseño: una aeronave con la cara inferior totalmente plana no
precisa más que 180º de cobertura en su parte superior). En aviones
seria necesario revisar totalmente el diseño para aplicar este
sistema dado que el flujo turbulento en el morro debe ser
reconducido de nuevo a laminar, y para evitar pérdidas de
sustentación, la superficie alar debe ser incrementada (su uso más
inmediato seria para aplicación exclusiva en vuelo supersónico en
el que la aeronave se desplaza exclusivamente por medio de la
propulsión y no planea gracias a sus alas), pero en cohetes y
lanzaderas espaciales se podría aplicar sin modificación alguna en
su diseño aerodinámico.
Las salidas o escapes orientan constantemente el
flujo de salida para optimizar el rendimiento del sistema en cada
situación. Además, cada salida tiene que expulsar el aire a una
velocidad distinta (en la mayoría de los casos) ya que sólo es
necesario cubrir el área de resistencia frontal del vehículo.
Para la mejor comprensión de todo cuanto queda
escrito en la presente memoria, se acompañan unos dibujos en los
que se representa de forma aproximada un caso práctico de
realización del Sistema de Contraataque Dinámico de Flujo.
En dichos dibujos la figura 1 es una
representación del sistema en una máquina de tren de alta
velocidad. En ella se distinguen los siguientes elementos: La
rejilla que recubre la toma de admisión (1), el conducto de la toma
de admisión (2), este desemboca en un compresor de aire (3), que
tiene un conducto de salida (4) hasta las tomas de salida de aire
con persianas de regulación de incidencia (5).
La figura 2 representa una vista lateral de la
máquina y la interacción entre el aire y el sistema activado.
Podemos observar el flujo laminar del aire del viento relativo
provocado por el avance del vehículo (6), el flujo de aire
comprimido que sale del sistema (7) y el comportamiento del aire que
se encuentra entre el anterior y la superficie de la máquina
(8).
El Sistema de Contraataque Dinámico de Flujo
está formado por los siguientes elementos:
- -
- Una toma de admisión cubierta por una rejilla (1) para evitar la entrada de objetos que puedan dañar el sistema.
- -
- Un conducto (2) que lleva el aire hasta el compresor (3) donde se acelera para generar un flujo a alta velocidad (7 ) que pasa a través de otro conducto (4) hasta las salidas (5) dotadas de un sistema que permite regular su inclinación y su extensión. Esto permite que el aire procedente del viento relativo al avance (6), en flujo laminar, no frene el avance del vehículo y que las moléculas de aire que se encuentran entre el flujo de alta velocidad (7) y la superficie del vehículo se desplacen en la misma dirección que éste, disminuyendo así o incluso eliminando totalmente su resistencia al avance.
- Esto es posible ya que la corriente de alta velocidad (7) generada con el compresor (3) representa una zona de presión inferior, y atendiendo a la dinámica de fluidos, el aire circundante se desplazará por este motivo en sentido a la misma.
Claims (1)
1. Sistema de Contraataque Dinámico de Flujo con
la característica principal de ser capaz de minimizar en gran
medida la resistencia de forma de un vehículo que se desplaza en un
fluido al generar en la parte anterior del mismo una corriente de
aire a gran velocidad que genera una zona de flujo turbulento y
baja presión, que se extiende en una superficie mayor que la que
ofrece resistencia al avance en el vehículo. Está formado por una
toma de aire que se ubica en la parte anterior donde pueda
introducir aire al sistema; un conducto que lleva el aire a un
compresor de gran potencia y que lo expulsa a través de un segundo
conducto hasta unas tomas de salida provistas de mecanismos que
permiten regular la presión y la inclinación del flujo de alta
velocidad.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200600724A ES2289920B1 (es) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | Sistema de contraataque dinamico de flujo. |
Applications Claiming Priority (1)
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| ES200600724A ES2289920B1 (es) | 2006-03-14 | 2006-03-14 | Sistema de contraataque dinamico de flujo. |
Publications (2)
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| ES2289920A1 ES2289920A1 (es) | 2008-02-01 |
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Effective date: 20091019 |