ES2558570T3

ES2558570T3 - Rotor de accionamiento con canal de aire

Info

Publication number: ES2558570T3
Application number: ES10008443.3T
Authority: ES
Inventors: Dipl. Ing. Jan van Toor
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2016-02-05
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: EP2298643B1; EP2298643A2; DE102009041667A1; EP2298643A3; DE102009041667B4

Abstract

Rotor de accionamiento (10) con un cubo de rotor (12) y varias palas de rotor (14a, 14b), en el que en el cubo de rotor (12) está prevista una entrada de aire (18) dirigida al aire afluyente, a la que le sigue un canal de flujo de cubo (20) de forma espiral, que se convierte en al menos dos aberturas similares, caracterizado por que el canal de flujo de cubo (20) presenta una sección transversal de canal de flujo de cubo y un radio de curvatura decrecientes en la dirección de flujo, y porque el canal de flujo de cubo (20) se convierte en canales de flujo de rotor (22a, 22b) que se extienden en las palas de rotor (14a, 14b) con sección transversal radialmente creciente, en cuyos extremos están dispuestas en cada caso varias paletas de desviación (26a, 26b) para la desviación del flujo de aire en dirección circunferencial con respecto a, en cada caso, una salida de aire (28a, 28b) en los cantos posteriores de pala del rotor.

Description

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DESCRIPCION

Rotor de accionamiento con canal de aire

La invencion se refiere a un rotor de accionamiento con un cubo y varias palas del rotor de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. Los rotores de accionamiento de este tipo se usan principalmente en aeroplanos (aeronaves y helicopteros) como sistema de accionamiento, que se accionan por turbinas de gas o motores de piston.

El documento GB 372 134 A divulga un rotor de accionamiento con las caracteristicas del preambulo de la reivindicacion 1.

El documento FR 648 107 A divulga un rotor de accionamiento con canales de flujo de rotor con seccion transversal radialmente creciente, en cuyos extremos estan dispuestas en cada caso varias paletas de desviacion para la desviacion del flujo de aire en direccion circunferencial con respecto a, en cada caso, una salida de aire.

Es objetivo de la presente invencion, aumentar el rendimiento de un rotor de accionamiento, es decir, en particular reducir la potencia de accionamiento necesaria.

De acuerdo con la invencion, este objetivo se consigue mediante las caracteristicas indicadas en la reivindicacion de patente 1. Perfeccionamientos ventajosos de la idea de la invencion resultan de las reivindicaciones dependientes.

La idea fundamental de la invencion consiste en prever un canal de flujo en el cubo del rotor y en al menos dos palas de rotor opuestas, que provoque una reduccion de presion y de temperatura del aire que fluye a su traves, donde, antes de que salga por los cantos posteriores de la pala del rotor, las paletas de desviacion alli previstas ejercen sobre el aire fuerzas que provocan un momento de torsion que es mayor que el momento de torsion empleado para el transporte de aire en el canal de flujo.

Para ello, el aire entra a traves de la entrada de aire en el cubo. En un canal de flujo de cubo de forma espiral con un radio de curvatura decreciente en la direccion de flujo, se aumenta la velocidad de flujo del aire que lo atraviesa, mientras que, al mismo tiempo, caen la presion y la temperatura del aire. Mediante la seccion transversal de canal de flujo de cubo decreciente en la direccion de flujo se intensifica la aceleracion de la corriente de aire. Por consiguiente, la presion estatica en el extremo del canal de flujo de cubo es menor que en la entrada de aire, mediante lo cual se genera una succion, que aumenta la cantidad de aire aspirada. El canal de flujo de cubo termina aproximadamente en el plano de giro de las palas del rotor y se convierte en al menos dos canales de flujo de rotor que discurren radialmente, que estan previstos en al menos dos palas del rotor opuestas. La seccion transversal de flujo en los canales de flujo de rotor se ensancha a este respecto en direccion radial. Mediante el giro de las palas del rotor se ejerce una fuerza centrifuga sobre el aire hacia los canales de flujo de rotor, que acelera el flujo de aire radialmente hacia fuera. Esta aceleracion y la corriente de aire que se expande a traves del canal de flujo que se ensancha, provocan un enfriamiento adicional de la corriente de aire, mediante lo cual, debido a la disminucion del volumen de aire, se genera una subpresion de apoyo adicional.

Mediante la desviacion de la corriente de aire en las paletas de desviacion se genera una fuerza o un momento de torsion, que es mayor que el momento de torsion que es necesario para el transporte de aire a traves de los canales. De esta manera puede mejorarse el rendimiento de accionamiento o reducirse el consumo de combustible o reducirse el tamano del equipo de accionamiento necesario.

De acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la invencion, las paletas de desviacion estan dispuestas en las proximidades de las puntas de pala del rotor respectivas, para conseguir un aprovechamiento lo mas optimo posible del efecto de flujo.

Preferentemente, la variacion de la seccion transversal de canal de flujo de cubo tiene la forma de un cono hiperbolico, mediante lo cual la aceleracion del aire o la reduccion de la presion es la mas eficaz.

De acuerdo con la invencion al menos dos palas del rotor opuestas estan dotadas de, respectivamente, un canal de flujo de rotor. En el caso de un rotor con tres o mas palas del rotor es lo mas conveniente que cada pala del rotor presente un canal de flujo de rotor, derivandose cada uno de ellos del canal de flujo de cubo.

La invencion es adecuada en particular para rotores de accionamiento, que se usan como unidades de accionamiento de helice de aeronaves. Para ello, el rotor de accionamiento esta conectado con una turbina de gas o un motor de piston. Como alternativa, es posible tambien el uso como soplante en un reactor soplante. Una aplicacion preferida adicional es el uso del rotor de accionamiento como rotor principal de un helicoptero.

La invencion se explica en detalle a continuacion por medio de dos dibujos. A este respecto muestra

La Figura 1: un corte axial esquematico a traves de un rotor de accionamiento;

La Figura 2: una seccion transversal esquematica a traves del rotor de accionamiento en el plano de las palas del rotor giratorias.

El rotor de accionamiento 10 representado en las dos Figuras comprende un cubo de rotor 12 y dos palas de rotor 5 14a, 14b. El rotor 12 se acciona por medio de un motor 16 no representado en detalle. A este respecto, puede

tratarse de un motor de piston, una turbina de gas u otro equipo de accionamiento.

En el cubo de rotor 12 se encuentra una entrada de aire 18 de tipo paleta, que se convierte en el canal de flujo de cubo 20. Este canal de flujo de cubo 20 tiene una forma de forma espiral, disminuyendo el radio de curvatura en la 10 direccion de flujo o hacia el plano de pala del rotor. Al mismo tiempo, disminuye tambien la seccion transversal de canal de flujo en esta direccion. El canal de flujo de cubo 20 se ramifica en dos canales de flujo de rotor 22a, 22b que se extienden radialmente, que estan dispuestos en el interior de las palas de rotor 14a, 14b y que llegan hasta poco antes de las puntas de rotor. Los canales de flujo de rotor 22a, 22b tienen, en direccion radial, una seccion transversal que se ensancha y desembocan en zonas de desviacion 24a, 24b, que contienen un numero de paletas 15 de desviacion 26a, 26b. Aguas debajo de las paletas de desviacion 26a, 26b estan previstas salidas de aire 28a, 28b en la zona de los cantos posteriores de pala del rotor.

En el funcionamiento, se succiona aire hacia la entrada de aire 18 mediante el movimiento de giro generado por el rotor de accionamiento 16, se acelera en el canal de flujo de cubo 20, disminuyendo al mismo tiempo la presion y la 20 temperatura. Al final del canal de flujo de cubo 20 se ramifica la corriente de aire hacia los dos canales de flujo de rotor 22a, 22b radiales, que se ensanchan en la seccion transversal. Las dos corrientes de flujo se desvian mediante las paletas de desviacion 26a, 26b en direccion circunferencial, es decir, aproximadamente 90°, mediante lo cual se genera un momento de torsion aprovechable. El aire sale entonces a traves de las salidas de aire 28a, 28b en los cantos posteriores de pala del rotor.

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Claims

REIVINDICACIONES

1. Rotor de accionamiento (10) con un cubo de rotor (12) y varias palas de rotor (14a, 14b), en el que en el cubo de rotor (12) esta prevista una entrada de aire (18) dirigida al aire afluyente, a la que le sigue un canal de flujo de cubo

5 (20) de forma espiral, que se convierte en al menos dos aberturas similares, caracterizado por que el canal de flujo

de cubo (20) presenta una seccion transversal de canal de flujo de cubo y un radio de curvatura decrecientes en la direccion de flujo, y porque el canal de flujo de cubo (20) se convierte en canales de flujo de rotor (22a, 22b) que se extienden en las palas de rotor (14a, 14b) con seccion transversal radialmente creciente, en cuyos extremos estan dispuestas en cada caso varias paletas de desviacion (26a, 26b) para la desviacion del flujo de aire en direccion 10 circunferencial con respecto a, en cada caso, una salida de aire (28a, 28b) en los cantos posteriores de pala del rotor.
2. Rotor de accionamiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que las paletas de desviacion (26a, 26b) estan dispuestas en las proximidades de las respectivas puntas de pala de rotor.

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3. Rotor de accionamiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la seccion transversal de canal de flujo de cubo presenta la forma de un cono hiperbolico.
4. Rotor de accionamiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que cada pala de rotor (14) 20 presenta un canal de flujo de rotor (22).
5. Rotor de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que es una parte componente de la unidad de accionamiento de helice de una aeronave.

25 6. Rotor de accionamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que ees el rotor

principal de un helicoptero.