ES2611316A1

ES2611316A1 - Aerodino con capacidad de despegue y aterrizaje vertical

Info

Publication number: ES2611316A1
Application number: ES201531579A
Authority: ES
Inventors: Jesús Carlos Castellano Aldave; Jesús VILLADANGOS ALONSO; José Javier ASTRAIN ESCOLA; Carlos MATILLA CODESAL; Mael TALEB; Tania JORAJURÍA GOMEZ; Ernö PETER COSMA
Original assignee: Fuvex Sist Sl; Fuvex Sistemas Sl
Current assignee: Universidad Publica de Navarra
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2017-05-08
Anticipated expiration: 2035-11-04
Also published as: WO2017077144A1; ES2611316B1; US20190152593A1; US11053000B2

Abstract

Aerodino con capacidad de despegue y aterrizaje vertical. El aerodino propuesto con capacidad de despegue y aterrizaje vertical y con capacidad de generar sustentación tanto mediante rotores como mediante alas fijas incluye: un fuselaje (1); dos alas (2) fijas; dos rotores delanteros (11) y dos traseros (12) dispuestos simétricamente y accionados mediante motores (13); estando cada rotor (10) unido a una porción central de un ala (2) fija mediante un soporte (14); y articulado alrededor de un eje de articulación (E2), permitiendo modificar la inclinación de cada rotor (10) desde una posición de avance longitudinal, en la que impulsan el aerodino horizontalmente, hasta una posición de sustentación en la que proporciona sustentación vertical; quedando dichos rotores traseros en posición de sustentación parcialmente superpuestos con una porción del ala que incluye una aleta (20) libremente articulada al resto del ala determinándose su posición por efecto del empuje aerodinámico entre una posición de sustentación y una posición de avance longitudinal.

Description

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DESCRIPCION

AERODINO CON CAPACIDAD DE DESPEGUE Y ATERRIZAJE VERTICAL Campo de la tecnica

La presente invencion concierne al campo de los aerodinos con capacidad de despegue y aterrizaje vertical y con capacidad de generar sustentacion tanto mediante rotores como mediante alas fijas, lo que permite un despegue vertical y un veloz desplazamiento horizontal.

Estado de la tecnica

Son conocidas aeronaves mas pesadas que el aire, conocidas como aerodinos, algunos de los cuales tienen la capacidad de despegar y aterrizar en vertical mediante la sustentacion obtenida del giro de rotores que producen un empuje vertical, y que al mismo tiempo dispone de la capacidad de bascular dichos rotores para que produzcan un empuje horizontal que impulsan el aerodino horizontalmente a traves del aire, creando una corriente de aire alrededor de unas alas fijas del aerodino que producen sustentacion suficiente para mantener dicho aerodino en el aire.

Un ejemplo de dichos antecedentes es el documento US3231221, el cual emplaza pares de rotores en los extremos de unas alas fijas de modo basculante. Este antecedente situa dichos rotores en posiciones muy alejadas del fuselaje, lo que penaliza la longitud y el peso de las alas fijas, que tienen que resistir grandes esfuerzos debido a esa posicion extrema de los rotores.

Tambien el documento US2015136897 describe un aerodino de este tipo, pero en este caso en posicion de sustentacion el aerodino consta de cuatro rotores, pero el modo en el que estan conectados a las alas ocasiona que al producirse la transicion desde la posicion de sustentacion vertical a la posicion de avance longitudinal, dos de los rotores frenarian el avance del aerodino, por lo que deben detenerse y replegar sus aspas, quedando entonces solamente dos rotores operativos para impulsar la aeronave.

Por otro lado la aeronave descrita en el documento EP2625098 dispone de cuatro rotores, dos de ellos rotores delanteros emplazados por delante del borde de ataque del ala, y otros dos rotores traseros emplazados por detras del borde de salida del ala, por lo que dichos cuatro rotores quedan sustancialmente distanciados. Su distancia impide que puedan ser basculados ambos alrededor de un centro comun, ya que entonces quedarian, en posicion

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de avance longitudinal, muy separados del ala produciendo un gran momento a la sujecion, y perdiendose parte del efecto aerodinamico que puedan producir sobre las alas fijas.

Finalmente el documento US6655631 describe un aeronave dotada de cuatro rotores, dos de ellos delanteros y dos traseros, en el que dichos rotores pueden bascular entre una posicion de avance longitudinal y una posicion de sustentacion en la que producen un flujo de aire vertical. En este ejemplo, los rotores traseros quedan parcialmente superpuestos a una porcion del ala fija en la que se alojan los alerones accionados de control del aeronave cuando estan en posicion de sustentacion, y dichos alerones pueden accionarse para posicionarse en una posicion perpendicular a la del resto del ala, dejando asi de ser una interferencia para el flujo de aire vertical generado por los rotores traseros situados en posicion de sustentacion. Sin embargo, dichos alerones accionados requieren de unos elementos de control accionados que incrementan su peso y su mantenimiento. Ademas el presente documento no propone acercar los rotores suficientemente como para poder bascular los rotores delanteros y traseros alrededor de un centro comun de modo que no queden muy alejados de las superficies del ala, lo que les restaria eficacia aerodinamica.

Breve description de la invention

La presente invencion concierne a un aerodino con capacidad de despegue y aterrizaje vertical y con capacidad de generar sustentacion tanto mediante rotores como mediante alas fijas.

Un aerodino es cualquier aeronave mas pesada que el aire que consigue su sustentacion por efecto de la aerodinamica. En el caso del aerodino propuesto la sustentacion puede lograrse mediante dos sistemas diferentes, por un lado mediante rotores dotados de aspas giratorias como las empleadas en los helicopteros, y por otro lado mediante alas fijas como las empleadas en los aviones.

Asi pues el aerodino propuesto incluye:

• un fuselaje que define un eje longitudinal, un eje transversal y un eje vertical, siendo dichos tres ejes ortogonales entre si;

• al menos dos alas fijas dispuestas simetricamente en dos flancos opuestos del fuselaje, proporcionando dos superficies de sustentacion suficientes para mantener el aerodino en el aire durante su avance a traves del aire en la direction del eje longitudinal;

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• al menos dos rotores delanteros y dos rotores traseros dispuestos simetricamente en dos flancos opuestos del fuselaje y accionados mediante motores independientes;

o cada rotor definiendo un eje de giro;

o estando cada rotor unido a una porcion central de un ala fija mediante un soporte;

o estando cada rotor articulado respecto a dicho ala fija a la que se unen alrededor de un eje de articulacion paralelo al eje transversal del fuselaje, permitiendo modificar la inclination de los ejes de giro de cada rotor respecto al ala fija desde una position de avance longitudinal paralela al eje longitudinal del fuselaje, en la que los rotores impulsan el aerodino a traves del aire en la direccion longitudinal, hasta una posicion de sustentacion paralela al eje vertical del fuselaje en la que el giro accionado a motor de los rotores proporciona sustentacion suficientes para sostener el aerodino en el aire;

quedando los rotores delanteros por delante del borde de ataque de las alas fijas en posicion de sustentacion, y quedando por debajo de las alas fijas en posicion de avance longitudinal; y

quedando los rotores traseros por detras del borde de ataque de las alas fijas en posicion de sustentacion, y quedando por encima de las alas fijas en posicion de avance longitudinal;

Dicho fuselaje sera preferiblemente alargado en la direction del eje longitudinal y adoptara una forma aerodinamica para reducir la friction ofrecida ante su avance por el aire en la direccion longitudinal. El eje transversal sera perpendicular a dicho eje longitudinal, y por ultimo el eje vertical sera perpendicular a los ejes longitudinal y transversal. Se entendera que el eje vertical no tiene por que ser vertical respecto al suelo, pues la posicion del aerodino respecto al suelo variara durante el vuelo.

En dos flancos opuestos del fuselaje se disponen simetricamente cuatro rotores, un rotor delantero y un rotor trasero en cada flanco, y dos alas fijas, cada una con dotada de un perfil alar que proporciona una superficie de sustentacion.

El tamano y forma de dichas alas fijas estara dimensionada para ofrecer una sustentacion suficiente para sostener en el aire dicho aerodino durante su avance en la direccion del eje longitudinal con el impulso de los al menos cuatro rotores dispuestos en posicion de avance longitudinal.

Cada rotor esta fijado a una porcion central de un ala mediante un soporte, pudiendo ser dicha porcion central definida, a modo de ejemplo no limitativo, como una porcion del ala correspondiente al 85% de su longitud y centrada respecto a sus extremos. Preferiblemente

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dichos rotores se fijan en el extremo mas proximo al fuselaje de dicha porcion central, dejando los rotores distanciados una mmima distancia de seguridad respecto al fuselaje.

Los rotores estaran articulados respecto al ala en la que se fijan alrededor de un eje de articulacion paralelo al eje transversal del fuselaje, permitiendo que el eje de giro de cada rotor pivote en un plano perpendicular a dicho eje transversal desde una posicion de avance longitudinal hasta una posicion de sustentacion.

En la posicion de avance longitudinal el eje de giro de los rotores es paralelo al eje longitudinal del fuselaje, y por lo tanto el giro de dichos rotores alrededor del correspondiente eje de giro produce un empuje del aerodino en la direction del eje longitudinal, produciendo su avance a traves del aire, y causando la circulation de un flujo de aire alrededor del perfil alar de las alas fijas produciendo una sustentacion del aerodino por efecto aerodinamico de dichas alas fijas.

En la posicion de sustentacion el eje de giro de los rotores es paralelo al eje vertical del fuselaje, y por lo tanto el giro de dichos rotores alrededor del correspondiente eje de giro produce un empuje del aerodino en la direccion del eje vertical del fuselaje suficiente para sustentar el aerodino en el aire. En dicha posicion de sustentacion el aerodino puede, ademas de mantenerse estatico en el aire, elevarse, descender, desplazarse adelante, atras, a derecha y a izquierda, y producir su giro alrededor del eje vertical del fuselaje, todo ello por medio de la regulation de los diferentes rotores.

De un modo novedoso la presente invention propone que dichos rotores traseros queden, en posicion de sustentacion, parcialmente superpuestos o coincidentes con una porcion del ala fija a la que estan unidos; y porque

cada ala incluye al menos una aleta en su porcion superpuesta o coincidente con el rotor, estando dicha aleta libremente articulada al resto del ala determinandose su posicion por efecto del empuje del aire sobre dicha aleta entre una posicion de sustentacion paralela al eje vertical y una posicion de avance longitudinal paralela al eje longitudinal;

quedando la aleta en posicion de sustentacion fuera del flujo de aire impulsado por los rotores al quedar orientada en paralelo a dicho flujo;

quedando la aleta en posicion de avance longitudinal integrada en la superficie de sustentacion del ala durante su avance a traves del aire en la direccion del eje longitudinal, proporcionando dicha aleta fuerza de sustentacion.

Asi pues la citada aleta se articula al resto de ala pudiendo modificarse libremente su angulo por efecto de la corriente de aire incidente sobre dicha aleta.

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Esta aleta permite situar los rotores traseros parcialmente superpuestos al ala fija, estando en posicion de sustentacion, sin que el ala fija interfiera en el flujo de aire impulsado por dichos rotores traseros, y por lo tanto sin perder fuerza de sustentacion, permitiendo acercar la posicion de los rotores traseros a los delanteros hasta una distancia menor que el ancho del ala fija.

Esta distancia reducida entre los rotores delanteros y traseros permite que el aerodino tenga un cuerpo compacto tanto en posicion de sustentacion como en posicion de avance longitudinal.

Ademas la articulacion libre de la aleta permite una construction sencilla y resistente, sin complicaciones mecanicas ni mecanismos accionadores del aleta, que anadirian peso al aerodino y encarecerian su mantenimiento.

Segun una realization con caracter opcional, la articulacion de la aleta con el ala fija se situara en una posicion adyacente al extremo de la aleta mas proximo al borde de ataque del ala en la que se aloja dicha aleta, de este modo estando los rotores en posicion de sustentacion el flujo de aire descendiente causado por los rotores traseros producira la orientation de dichas aletas en una direction aproximadamente paralela al eje vertical del fuselaje, formando un angulo respecto al resto del ala fija. Por el contrario el avance del aerodino por el aire en la direccion del eje longitudinal, impulsado por los rotores en posicion de avance longitudinal, producira un flujo de aire que empujara la parte de la aleta mas alejada de dicha articulacion produciendo su elevation hasta quedar enrasada con el resto del ala fija e integrada aerodinamicamente a la misma.

Dicha aleta dispondra preferiblemente de un limitador de elevacion que impedira que en ninguna circunstancia la aleta sobresalga del extrados del ala (su cara superior), de este modo la suction producida sobre la cara superior de la aleta al avanzar el ala a traves del aire en la direccion del eje longitudinal, dicha aleta quedara retenida por el limitador de elevacion, y dicha succion podra proporcionar sustentacion al conjunto del aerodino, siendo la aleta parte funcional del ala.

Adicionalmente tambien se propone que cada rotor delantero este unido a dicha portion central del ala mediante un soporte compartido con un rotor trasero. Opcionalmente dicho soporte compartido puede articularse respecto al ala fija mediante un unico eje de articulacion compartido, con lo que ambos rotor delantero y trasero basculan alrededor de un mismo centro, y pasan de la posicion de sustentacion a la posicion de avance longitudinal de forma simultanea y coordinada.

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Tambien se propone que, opcionalmente, dicho unico eje de articulacion compartido se encuentre equidistante del rotor delantero y del rotor trasero sostenidos por dicho soporte compartido. Esta caracteristica permite que en posicion de avance longitudinal ambos rotores queden equidistantes del eje de articulacion, quedando el rotor trasero por encima del ala fija, y el rotor delantero por debajo del ala fija.

Adicionalmente se propone que cada una de dichas alas disponga ademas de al menos un aleron accionado que actuan como superficies de mando del avion, que permiten dirigir el avion, y que pueden colaborar con otros alerones accionados para la gobernanza del aerodino.

Tambien se propone que los motores que accionan los cuatro rotores se controlen de forma independiente, permitiendo regular su velocidad y/o potencia, logrando modificar el empuje que cada uno de los rotores proporciona y permitiendo asi obtener una gobernanza del aerodino mediante dicha regulation.

Segun otra realization, la minima separation entre las aspas de los rotores delanteros y las aspas de los rotores traseros sera inferior al ancho del ala fija en su portion central, o preferiblemente inferior a la mitad del ancho del ala fija en su porcion central, o al ancho medio del ala fija en su porcion central.

Segun un ejemplo de realizacion el soporte del rotor delantero queda, en posicion de sustentacion, parcialmente superpuesto al intrados del ala, y el soporte del rotor trasero queda, en posicion de sustentacion, parcialmente superpuesto al extrados del ala. En tal caso el eje de articulacion puede estar integrado en el interior del grosor del ala, y los soportes de los rotores delantero y trasero quedar conectados a dicho eje de articulacion a traves de un elemento conector interpuesto. A modo de ejemplo, tal elemento conector interpuesto puede ser un disco que sobresalga del ala tanto por su extrados, conectandose con el soporte del rotor trasero, como por su intrados, conectandose con el soporte del rotor delantero, y estando dicho disco articulado con el eje de articulacion por su centro, de tal modo que su giro provoque el giro del rotor trasero y del rotor delantero.

El giro de los soportes de los rotores estara previsto de tal modo que el rotor trasero quede situado, en posicion de avance longitudinal, por encima del extrados del ala, y que el rotor delantero quede situado, en posicion de avance longitudinal, por debajo del intrados del ala. De este modo se permite que pueda efectuarse una transition suave desde la posicion de sustentacion hasta la posicion de avance longitudinal, o viceversa, durante el vuelo.

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La utilization del elemento conector interpuesto permite que los soportes queden superpuestos al ala, y no integrados en su interior, lo que a su vez permite que la estructura resistente del ala sea contmua en toda su longitud sin ser interrumpida por un alojamiento para la inclusion de los soportes estando los rotores en position de sustentacion. Esto permite aligerar la estructura del ala y por lo tanto la del aerodino en general.

Adicionalmente se propone que el eje de articulation este situado en la mitad del ala mas proxima al borde de ataque, o mas preferiblemente en el centro de la mitad del ala mas proxima al borde de ataque.

Tambien resulta preferible que la longitud de los soportes de los rotores delanteros sea igual a la longitud de los soportes de los rotores traseros. En tal caso, de estar el eje de articulacion emplazado del modo descrito, el rotor trasero quedara parcialmente superpuesto al borde de salida del ala.

Otra caracteristica opcional propuesta es que los dos rotores delanteros y los dos rotores traseros, en posicion de sustentacion, esten equidistantes respecto a un eje, paralelo al eje vertical del fuselaje, que intersecte el centro de gravedad del aerodino. Es decir que esten equidistantes respecto a la vertical del centro de gravedad del aerodino.

Adicionalmente se propone que el eje de articulacion intersecte a un eje, paralelo al eje vertical del fuselaje, que a su vez intersecte el centro de gravedad del aerodino. O sea que dicho eje de articulacion este verticalmente alineado con el centro de gravedad del aerodino.

Estas caracteristicas referidas al centro de gravedad del aerodino permiten asegurar la estabilidad del aerodino en el aire, y una sustentacion estable, asi como un funcionamiento homogeneo de todos los rotores.

A efectos de mejorar el empuje proporcionado por los rotores, y para ofrecer una mayor seguridad frente a posibles fallos de alguno de los motores o de los rotores, se contempla la posibilidad de que el aerodino este dotado de cuatro rotores delanteros, y de cuatro rotores traseros. Preferiblemente en el extremo de cada soporte se emplazaran dos motores conectados cada uno a un rotor de modo que los citados dos rotores queden paralelos, y los dos motores que los accionan, y el extremo del soporte que los sostiene, queden comprendidos entre dichos dos rotores. Esta configuration permite que cada uno de los motores y de los rotores este duplicado de forma redundante, lo que ofrece mayor seguridad en caso de fallada de alguno de ellos, sin tener que incrementar el numero de soportes, lo que incremental el peso del conjunto.

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De modo alternativo o complementary tambien se contempla incrementar el numero de soportes articulados respecto al ala, cada soporte sosteniendo motores y rotores adicionales, con caracteristicas iguales a las hasta ahora descritas, proporcionando un aerodino con mayor numero de rotores delanteros y traseros para mayor seguridad. Dichos soportes adicionales quedarian dispuestos a mayor distancia del fuselaje, a lo largo del ala.

Se entendera que las referencias a posicion geometricas, como por ejemplo paralelo, perpendicular, tangente, etc. admiten desviaciones de hasta ±5° respecto a la posicion teorica definida por dicha nomenclatura.

Otras caracteristicas de la invencion apareceran en la siguiente descripcion detallada de un ejemplo de realizacion.

Breve descripcion de las figuras

Las anteriores y otras ventajas y caracteristicas se comprenderan mas plenamente a partir de la siguiente descripcion detallada de un ejemplo de realizacion con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a trtulo ilustrativo y no limitativo, en los que:

la Fig. 1 muestra una vista perspectiva del aerodino propuesto dotado de dos rotores delanteros y dos rotores traseros, todos ellos dispuestos en posicion de sustentacion, segun un ejemplo de realizacion;

la Fig. 2 muestra una vista en seccion de un ala en donde se pueden ver, en proyeccion, una aleta, un rotor delantero, un rotor trasero, sus respectivos motores y sus respectivos soportes unidos a un elemento conector interpuesto en forma de plato, estando los citados rotores, soportes y aleta en posicion de sustentacion;

la Fig. 3 muestra una vista en seccion del mismo ala mostrado en la Fig. 2, estando los citados rotores, soportes y aleta en posicion de avance longitudinal;

la Fig. 4 muestra una vista perspectiva superior de dos alas conectadas en continuidad a traves del fuselaje, desprovista de dicho fuselaje y de las porciones extremas de las alas, y en la que se aprecian dos aletas, dos rotores delanteros, dos rotores traseros, unidos al ala mediante los correspondientes soportes, y estando dichos rotores mostrados esquematicamente como discos siendo en realidad aspas en rotacion alrededor de los correspondientes ejes de giro, estando dichos rotores y dichas aletas en posicion de sustentacion;

la Fig. 5 es una vista perspectiva inferior de las mismas alas mostradas en la Fig. 4, estando los rotores y las aletas en posicion de avance longitudinal;

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la Fig. 6 es una vista en seccion de un ala como la mostrada en la Fig. 3, pero con una realizacion alternativa en la que en el extremo de cada soporte se emplazan dos motores coaxiales y contrapuestos, cada uno conectado a un rotor, quedando dichos dos rotores sostenidos por un mismo soporte dispuestos en paralelo.

Description detallada de un ejemplo de realizacion

La Fig. 1 muestra, de modo ilustrativo no limitativo, un ejemplo de realizacion de un aerodino con capacidad de despegue y aterrizaje vertical y con capacidad de generar sustentacion tanto mediante rotores 10 como mediante alas 2 fijas.

El citado aerodino cuenta con un fuselaje 1 central alargado que define un eje longitudinal L en la mayor dimension del fuselaje 1, un eje transversal T y un eje vertical V, todos ellos ortogonales.

Como se aprecia en la Fig. 1 en los flancos del fuselaje 1 y paralelos al eje transversal T se disponen simetricamente dos alas 2 rectas que se adelgazan en los extremos, disponiendo dichas alas de un perfil alar que permite generar sustentacion suficiente para sostener el aerodino en el aire cuando este se desplaza por el aire en la direction del eje longitudinal L a velocidad suficiente. Opcionalmente el aerodino puede disponer de otras superficies que se proyecten del fuselaje para ofrecer estabilidad o control del vuelo del aerodino, como por ejemplo estabilizadores horizontales o verticales, como por ejemplo en la cola del aerodino.

Se entendera que el aerodino descrito podria tener configuraciones alares distintas, como por ejemplo de alas rectas de cuerda constante u otras. En el ejemplo ilustrado, los extremos de las alas 2 disponen de unos dispositivos de punta de ala previstos para reducir las turbulencias en dichos extremos, incrementando la eficiencia del vuelo. Dichos dispositivos de punta de ala se conocen en el sector como “winglets”.

El vehiculo puede incluir tambien un tren de aterrizaje, que al tener el vehiculo capacidades de despegue y aterrizaje vertical, pueden limitarse a unas patas o patines que sostengan el vehiculo en una position estable sobre el terreno.

Cada ala 2 dispone, en la presente realizacion, de un rotor delantero 11 y de un rotor trasero 12, cada uno de ellos formado por dos aspas unidas, alrededor de un eje de giro E1, a un motor 13 electrico que se alimenta de una bateria (no mostrada) alojada dentro del fuselaje 1.

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El rotor delantero 11 se emplaza, en una posicion de sustentacion en la que el eje de giro E1 es paralelo al eje vertical V del fuselaje 1, por delante del borde de ataque 3 del ala 2 fija, mientras que el rotor trasero 12 se emplaza por detras de dicho borde de ataque 3.

Dicho motor 13 esta unido a un soporte 14, el cual se extiende hasta el ala 2 donde el soporte 14 se fija para sostener el rotor 10, manteniendo dicho motor 13 alejado una determinada distancia de dicho ala 2. En la presente realization los soportes 14 del rotor delantero 11 y del rotor trasero 12 son de identica longitud, como se aprecia en las Fig. adjuntas.

El soporte 14 se une al ala 2 mediante una articulation que permite la basculacion del soporte 14, y del motor 13 y el rotor 10 unidos a el, alrededor de un eje de articulacion E2 paralelo al eje transversal T del fuselaje 1. Esto permite modificar el angulo del eje de giro E1 del rotor 10 respecto al fuselaje 1 desde una posicion de sustentacion, en la que dicho eje de giro E1 del rotor 10 es paralelo al eje vertical V del fuselaje 1, hasta una posicion de avance longitudinal en la que el eje de giro E2 del rotor 10 queda paralelo al eje longitudinal L del fuselaje 1. Dicha basculacion comporta por lo tanto un giro de 90° desde la posicion de sustentacion hasta la posicion de avance longitudinal.

En la posicion de sustentacion los rotores 10 producen un flujo de aire descendente, e impulsan el aerodino en direction vertical contrarrestando su peso y permitiendo sostener el aerodino en el aire o impulsarlo en direccion ascendente. La diferente regulacion de la velocidad y/o potencia de los motores 13 electricos de cada rotor 10 permiten tambien producir un desplazamiento horizontal en cualquier direccion a relativamente bajas velocidades, el giro del aerodino alrededor del eje vertical V y su descenso.

Por el contrario en la posicion de avance longitudinal los rotores 10 impulsan el aerodino en la direccion del eje longitudinal L del fuselaje 1 produciendo su avance veloz a traves del aire, lo que provoca un flujo de aire sobre las superficies de sustentacion de las alas 2, lo que proporciona sustentacion al aerodino suficiente para mantenerlo en el aire. En este caso el control de la direccion del aerodino se produce mediante superficies de control, como alerones, timones, etc. Tambien se contempla que la regulation y la direccion del aerodino volando en posicion de avance longitudinal se produzca mediante la diferente regulacion de los motores 13 de rotores 10.

En la presente realizacion el citado eje de articulacion E2 se emplaza aproximadamente a un cuarto del ancho del ala 2 mas proximo al borde de ataque 3 del ala 2 que al borde de salida de ala 2. Alrededor de dicho eje de articulacion E2 se fija un disco haciendo las funciones de

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elemento conector interpuesto 15, que sobresale por el extrados del ala 2 (su cara superior) y por el intrados del ala 2 (su cara inferior), estando el citado soporte 14 del rotor delantero

11 solidariamente unido a la parte del disco sobresaliente por el intrados del ala 2, y estando el citado soporte 14 del rotor trasero 12 solidariamente unido a la parte del disco sobresaliente por el trasdos del ala 2.

Esta configuration permite que la basculacion de 90° de los rotores 10 eleve el rotor trasero

12 desde la position de sustentacion hasta quedar emplazado por encima del ala 2 en la position de avance longitudinal, y que el rotor delantero 11 descienda hasta quedar emplazado por debajo del ala 2 sin que el ala 2 interfiera con los soportes 14 durante dicho desplazamiento. La distancia entre los rotores 10 y el ala 2, en posicion de avance longitudinal, sera igual a la longitud del soporte 14.

Este movimiento permite realizar una transition entre la posicion de sustentacion y la posicion de avance longitudinal en pleno vuelo.

Resulta conveniente que la distancia entre los rotores 10 y el ala 2 sea la menor posible en todo momento, y tambien lo mas proximas al fuselaje 1, permitiendo asi reducir los esfuerzos flectores sobre los soportes 14 y sobre las alas 2 lo que permite una reduction de su resistencia y de su peso. Tambien los efectos aerodinamicos se ven mejorados con distancias pequenas entre estos elementos.

Segun la configuracion descrita el rotor delantero 11 se situa, en posicion de sustentacion, a escasa distancia del borde de ataque 3 del ala 2 para mantener el soporte 14 de poca longitud. Al ser la longitud del soporte 14 del rotor delantero 11 igual a la longitud del soporte 14 del rotor trasero 12, y al estar el eje de articulation E2 situado a un cuarto de la anchura del ala 2, significa que el rotor trasero 12, en posicion de sustentacion, queda superpuesto a poco menos de la mitad trasera del ancho del ala 2. Esto produciria una merma aerodinamica de la eficacia de los rotores traseros 12.

Para evitar esa merma aerodinamica, dicha parte del ala 2 en superposition con los rotores traseros 12, correspondiente aproximadamente a la mitad trasera del ala 2, dispone de unas aletas 20 libremente articuladas respecto al resto del ala 2, permitiendo la libre orientation aerodinamica de dicha aleta 20 bajo la influencia del flujo del aire incidente sobre la misma.

Dicha aleta 20 se articula al resto del ala 2 por su arista mas proxima al borde de ataque 3 del ala 2, o sea en una region proxima al centro del ancho del ala 2, pudiendo la aleta 20 bascular entre una posicion de avance longitudinal en la que quede enrasada con el resto

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del ala 2, completando el perfil alar, y una posicion de sustentacion en la que queda colgando por debajo del ala 2, perpendicularmente a la misma.

Cuando los rotores 10 estan en posicion de sustentacion, el aire impulsado por los rotores traseros 12 y la gravedad impulsaran la aleta 20 hacia su posicion de sustentacion perpendicular al resto del ala 2. Por el contrario, estando los rotores 10 en posicion de avance longitudinal, el flujo de aire producido alrededor del perfil alar del ala 2 al avanzar esta por el aire empujaran la citada aleta 20 y la mantendran enrasada con el resto del ala 2.

En la presente realization se incluye un limitador de elevation en forma de tope que impide que la aleta 20 sobresalga por el extrados del ala 2, ni siquiera bajo la influencia de fuerzas aerodinamicas que la empujen en dicha direction. Esta caracteristica permite que la fuerza ascensional producida sobre el extrados del ala debido a las bajas presiones del aire que circula por encima de dicho extrados del ala 2 succionando la aleta 20 hacia arriba se transmitan a la estructura del ala 2 a modo de fuerza de sustentacion, pasando la aleta 20 a formar parte de la superficie de sustentacion del ala 2.

En una realizacion alternativa mostrada en la Fig. 6, dos rotores 10, cada uno conectado a un motor 13 independiente, se emplazan coaxiales, distanciados y paralelos en el extremo de cada soporte 14, de modo que el extremo del soporte 14 sostiene dichos dos motores 13 que quedan confinados entre los dos rotores. Esta configuration permite duplicar el numero de motores y de rotores del aerodino sin tener que incrementar la estructura que los sostiene, y conservando dichos rotores en la posicion optima descrita proxima al fuselaje 1. La duplicidad de rotores 10 confiere mayor empuje y tambien mayor seguridad frente a posibles fallos de un motor 13 o de un rotor 10.

Claims

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REIVINDICACIONES

1.- Aerodino con capacidad de despegue y aterrizaje vertical y con capacidad de generar sustentacion tanto mediante rotores como mediante alas fijas, incluyendo dicho aerodino:

• un fuselaje (1) que define un eje longitudinal (L), un eje transversal (T) y un eje vertical (V), siendo dichos tres ejes ortogonales entre si;

• al menos dos alas (2) fijas dispuestas simetricamente en flancos opuestos del fuselaje (1), proporcionando dos superficies de sustentacion suficientes para mantener el aerodino en el aire durante su avance a traves del aire en la direction del eje longitudinal (L);

• al menos dos rotores delanteros (11) y al menos dos rotores traseros (12) dispuestos simetricamente en dos flancos opuestos del fuselaje y accionados mediante motores (13) independientes;

o cada rotor (10) definiendo un eje de giro (E1);

o estando cada rotor (10) unido a una portion central de un ala (2) fija mediante un soporte (14);

o estando cada rotor (10) articulado respecto a dicho ala (2) fija a la que se unen alrededor de un eje de articulation (E2) paralelo al eje transversal (T) del fuselaje (1), permitiendo modificar la inclination de los ejes de giro (E1) de cada rotor (10) respecto al ala (2) fija desde una position de avance longitudinal paralela al eje longitudinal (L) del fuselaje, en la que los rotores (10) impulsan el aerodino a traves del aire en la direccion del eje longitudinal (L), hasta una posicion de sustentacion paralela al eje vertical (V) del fuselaje (1) en la que el giro accionado a motor (13) de los rotores (10) proporciona sustentacion suficientes para sostener el aerodino en el aire;

quedando los rotores delanteros (11) por delante del borde de ataque (3) de las alas (2) fijas en posicion de sustentacion, y quedando por debajo de las alas (2) fijas en posicion de avance longitudinal; y

quedando los rotores traseros (12) por detras del borde de ataque (3) de las alas (2) fijas en posicion de sustentacion, y quedando por encima de las alas (2) fijas en posicion de avance longitudinal;

caracterizado por que

dichos rotores traseros (12) quedan, en posicion de sustentacion, parcialmente superpuestos o coincidentes con una porcion del ala (2) a la que estan unidos; y porque

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cada ala (2) incluye al menos una aleta (20) en su porcion superpuesta o coincidente con el rotor (10), estando dicha aleta (20) libremente articulada al resto del ala (2) determinandose su posicion por efecto del empuje del aire sobre dicha aleta (20) entre una posicion de sustentacion paralela al eje vertical (V) y una posicion de avance longitudinal paralela al eje longitudinal (L);

quedando la aleta (20) en posicion de sustentacion fuera del flujo de aire impulsado por los rotores al quedar orientada en paralelo a dicho flujo;

quedando la aleta en posicion de avance longitudinal integrada en la superficie de sustentacion del ala (2) durante su avance a traves del aire en la direction del eje longitudinal (L), proporcionando dicha aleta (20) fuerza de sustentacion.
2. - Aerodino segun reivindicacion 1 caracterizado por que cada rotor delantero (11) esta unido a dicha porcion central del ala (2) mediante un soporte (14) solidario al soporte (14) unido al rotor trasero (12).
3. - Aerodino segun reivindicacion 2 caracterizado por que dicho soporte (14) solidario se articula respecto al ala fija mediante un unico eje de articulation (E2) compartido.
4. - Aerodino segun reivindicacion 3 caracterizado por que dicho unico eje de articulacion (E2) compartido se encuentra equidistante del rotor delantero (11) y del rotor trasero (12) sostenidos por dicho soporte (14) compartido.
5. - Aerodino segun reivindicacion 1, 2, 3 o 4 caracterizado por que cada una de dichas alas (2) disponen ademas de al menos un aleron accionado (30) que actuan como superficies de mando del alabeo del avion.
6. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los motores (13) que accionan los cuatro rotores (10) se controlan de forma independiente.
7. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la articulacion de la aleta (20) respecto al ala (2) fija se encuentra en una posicion adyacente al extremo de la aleta (20) mas proximo al borde de ataque (3) del ala (2) en la que se aloja dicha aleta (20).
8. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la union del ala (2) fija y la aleta (20) consta de un limitador de elevation que impide que la aleta (20) sobresalga del extrados del ala (2).

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9. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la minima separation entre las aspas de los rotores delanteros (11) y las aspas de los rotores traseros (12) es inferior al ancho del ala (2) fija en su portion central.
10. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la minima separacion entre las aspas de los rotores delanteros (11) y las aspas de los rotores traseros (12) es inferior a la mitad del ancho del ala fija en su porcion central.
11. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

el soporte (14) de un rotor delantero (11) queda, en position de sustentacion, parcialmente superpuesto al intrados del ala (2); y

el soporte (14) de un rotor trasero (12) queda, en posicion de sustentacion, parcialmente superpuesto al extrados del ala (2).
12. - Aerodino segun reivindicacion 11 caracterizado por que se dichos soportes de un rotor delantero (11) y de un rotor trasero (12) se articulan respecto al ala (2) fija mediante un unico el eje de articulation (E2) compartido que esta integrado en el interior del grosor del ala (2), y los soportes (14) de los rotores delantero (11) y trasero (12) estan conectados a dicho eje de articulacion (E2) a traves de un elemento conector interpuesto (15).
13. - Aerodino segun reivindicacion 12 caracterizado por que el elemento conector interpuesto (15) es un disco que sobresale del ala (2) tanto por su extrados, conectandose con el soporte (14) del rotor trasero (12), como por su intrados, conectandose con el soporte (14) del rotor delantero (11), y estando dicho disco articulado con el eje de articulacion (E2) por su centro.
14. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones 3 o 12 anteriores, caracterizado por que el eje de articulacion (E2) esta situado en la mitad del ala (2) mas proxima al borde de ataque (3).
15. - Aerodino segun reivindicacion 14 caracterizado por que dicho eje de articulacion (E2) esta situado en el centro de la mitad del ala (2) mas proxima al borde de ataque (3).
16. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los dos rotores delanteros (11) y los dos rotores traseros (12), en posicion de sustentacion, estan equidistantes respecto a un eje, paralelo al eje vertical (V) del fuselaje (1), que intersecta el centro de gravedad del aerodino.
17. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el eje de articulacion (E2) intersecta a un eje, paralelo al eje vertical (V) del fuselaje (1), que a su vez intersecta el centro de gravedad del aerodino.
18. - Aerodino segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que 5 cada soporte (14) sostiene dos motores (13), cada uno de ellos conectado a un rotor (10),

quedando dichos rotores (10) coaxiales, distanciados y paralelos.