ES2633608A1

ES2633608A1 - Alas con arcos, y, tubos en la superficie inferior

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Publication number: ES2633608A1
Application number: ES201600243A
Authority: ES
Inventors: Fco. Javier Porras Vila
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2017-09-22
Anticipated expiration: 2036-03-21
Also published as: ES2633608B1

Abstract

Las alas con arcos, y, tubos en la superficie inferior, constituyen una forma sencilla de aumentar la incidencia del aire contra las alas (2), o, más concretamente, contra los arcos (3) que les hemos añadido por debajo. Estos arcos (3) funcionarán como si hubiésemos aumentado la superficie alar, sin necesidad de alargar las alas (2), tanto a lo largo como a lo ancho.

Description

ALAS CON ARCOS, Y, TUBOS ENLA SUPERFICIE INFERIOR OBJETO DE LA INVENCIÓN

El principal objetivo de la presente invención es el de aumentar la superficie aJar, sin tener que añadir más alas, o, sin tener que alargarlas, tanto en su longitud, como en su anchura. Los arcos (3) presentan una mayor superficie interior que supone una mayor incidencia del aire del avance, lo que
hará que funcionen como si se hubiese aumentado la superficie de las alas. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Desconozco antecedentes de la presente invención en lo que se refiere a los arcos (3) situados en la
base de las alas (2). Sí los hay en cuanto al diafragma (1) que estrecha el aire de salida de los tubos (5), que se hayan en el estado de la técnica, y, se pueden observar presentes, por ejemplo, en los reactores de los aviones y en los cohetes espaciales. En la presente invención, éste diafragma (7) es un elemento que se puede añadir o eliminar. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Las Alas con arcos, y, tubos en la superficie inferior, son alas (2) de avión (1) que tienen unos arcos (3) añadidos que pueden aumentar la superficie alar, sin modificar nada en las aJas (2). Éste aumento se produce al aumentar la superficie de incidencia del aire en contra del avance, contra las paredes curvadas del interior de los arcos (3). El avión (J) puede multiplicar sus alas (2) con arcos, tal como se puede observar en la figura n° 5, y, además, podrá llevar otra ala más añadida, en la que, se ponen tubos (5) en lugar de arcos (3). Éstos tubos (5) tienen un tubo móvil (6-8) añadido en el extremo posterior, que tiene, también, un diafragma (7) que puede estrechar el espacio de salida del alfe.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura nO 1: Vista frontal de un avión, en cuyas alas (2) y alerones posteriores (4) hemos puesto arcos (3) en la superficie inferior. la base del avión tiene unos tubos (5).

Figura nO 2: Vista lateral de una representación del ala (2), que sirve para estudiar la masa de aire incidente que se produce con el avance del avión (1), que corresponde a la zona de la base de unas alas (2) lisas, desde su arista anterior inclinada hacia arriba, hasta su arista posterior, situada más abajo.

Figura nO 3: Vista lateral de una representación del ala (2), que nos sirve para estudiar la masa de aire incidente que se produce con el avance del avión (1), que corresponde a la zona de la base de las alas (2), desde su arista anterior inclinada hacia arriba, hasta su arista posterior, situada más abajo, cuando hemos añadido arcos (3). Se crean dos líneas horizontales de referencia, que corresponden a

las alas (2) y a los extremos inferiores de los arcos (3), lo que concentra mucho más la masa de aire

incidente.

Figura nO 4: Vista [Tontal de un arco (3) en el que las líneas de aire inciden contra su superficie

intelior, formando ángulos distintos según el punto de incidencia.

S: Figura nO 5: Vista frontal de un avión (1) en el que hemos añadido dos alas más con arcos (3), y,

otra ala con tubos (S) que tienen un diafragma móvil (6-8) en el extremo posterior

Figura nO 6: Vista lateral del diafragma móvil (6-8) que es un tubo añadido (6) en el extremo

posterior del tubo (S) que puede pivotar sobre un tomillo (8) de manera que se puede mover hacia

arriba. El tubo añadido (6), en ésta figura, se muestra en posición de avance.

10: Figura nO 7: Vista lateral del diafragma móvil (6-8) -<>, tubo añadido (6) del extremo posterior del

tubo (5)-, que ha pivotado sobre el tornillo (8), y, se ha elevado. El tubo añadido (6), en ésta figura, se

muestra en posición de ascenso, y, el diafragma (7) ha estrechado aún más el espacio de salida del

aire.

Figuras nO 1-7:

15: 1) Avión

2) Alas

3) Arcos

4) Alerones posteriores

S) Tubos

20: 6) Tubo añadido

7) Diafragma

8) Pivote

DESCRiPCIÓN DE UN MODO DE REALIZACIÓN PREFERiDO

Las Alas con arcos, y, tubos en la supeljicie inferior, están caracterizados por ser una forma de

25: aumentar mucho más la superficie alar de un avión, sin que, en realidad, parezca que la hemos

aumentado. Consiste en poner areos (3) en la superficie inferior de las alas y de los alerones

posteriores, -tal como se puede observar en la figura n° 1, con la abertura hacia abajo . Con ésta

disposición de los arcos (3), aumentamos la superficie de ataque del aire en contra del avance, porque

éste incidirá contra una superficie mucho mayor que si ésta superficie es lisa.

30: Para comprobar ésta afirmación, sólo tenemos que hallar la medida de ésta nueva superficie

formada por los arcos. Suponemos que el avión tiene dos alas lisas que miden, cada una, (20) metros

de largo y (3) metros de ancho. El total de supe/jieie alar para éstas alas lisas, será de: (

20· 3 =60 m 2). Y, como son dos ajas, entonces: (2, 60 m 2 = 120 m 2). Sobre éstas alas lisas empujará hacia arriba el aire en contra del avance, determinando un valor de empuje vertical, que será proporcional a esa superficie alar. Vamos a instalar, ahora, todos Jos arcos de la figura n° 1, en la cara inferior de las ajas lisas

S: anteriores. Vamos a suponer que el diámetro de éstos arcos es de (25) centímetros: (rjJ = 0'25 m)

--: Su semi-perímetro, será, entonces: ePer = 2;rr R = 2;rr'O'12 = 0'78 m )

( p er: = 2;rr R = 0'78 = 0'39 m ). 2 2

Como se trata de unas alas de (20) metros de largo, en cada una de ellas, cabrán (lOO) arcos,

10: porque, en cada metro, pondremos (5) arcos: (20 ·5 = 100 Arc) Multiplicamos, ahora, el valor obtenido para el semi-perímetro de los arcos, por el número de

arcos de una soja ala, y, obtenemos: (0'39 . 100 Arc = 39 m2 ) .

--: Y, como cada arco mide (3) metros de largo, aunque, en sentido transversal a las ajas, -o sea, igual

de largo que el ancho de las alas-, entonces:: (3, 39 m2 =117 m2 ).

--: Como el avión tiene dos alas, la superficie tolal de todos los arcos situados en ellas, será de:

--Observamos, así, que la superficie total de los arcos, es casi el doble que la superficie alar cuando las alas son lisas o planas por la cara inferior: (234 m 2 > 120 m 2), (234 m 2 ~ 2 ·120 m 2).

20 25: De ésta manera, habremos casi-duplicado la superficie de ataque del aire en contra del avance, sin extender más las alas, y, sin añadir ajas adicionales. Sólo la forma de la cara inferior de las mismas, será suficiente para que se produzca el milagro de la multiplicación de la superficie ajar. --El segundo problema de hoy se halla bien relacionado con el primero, y, se refiere a la masa de aire que incide contra las ajas, tanto en el caso de que éstas ajas sean lisas.. , como en el caso de que tengan arcos, como las que hoy presento. Nos fijamos ahora en la figura nO 2 en la que vemos un ala lisa, que está inclinada hacia arriba por la arista anterior, tal como es habituaL La fIIasa de aire que incidirá contra la cara inferior de ésta aja lisa, medirá, en aJtura, lo que nos indica la fl echa doble vertical. --Nos fijamos, ahora, en la figura nO 3, en la que he representado un aja que tiene arcos, a los que vemos, desde esa posición lateral, como otra línea paralela a la del ala inclinada.

Vemos, entonces, a la figura nO 2, a la que le añadimos los arcos en la figura nO 3. En ella habrá dos líneas horizontales virtuales, -o, dos líneas de puntos-, que defmen la acumulación de la masa de aire que entrará y se concentrará en los arcos, desde la zona anterior de las alas que siempre están ínclínadas hacia arriba, hasta la zona posterior que está inclinada hacia abajo. Si pensamos bien en lo que está sucediendo ahora, nos fijaremos en que, el aire en contra del avance, no sólo cubre una zona vertical que corresponde a la prolongación del ala inclinada, respecto de la línea de puntos que representa a la horizontal . Ahora, hemos añadido los arcos, que serían los que se hallarían entre la línea superior y la segunda línea, lo que nos ha obligado a poner dos líneas horizontales de referencia, o, dos líneas de puntos. Por lo tanto, ahora, la masa de aire incidente, casi se habrá duplicado respecto a la figura n° 3, lo que significa que, e! aire se va a concentrar mucho más en los arcos, y, por lo tanto, empujará con mayor fuerza en sentido vertical, y, hacia arriba, lo que contribuirá a una mejor sustentación del avión. --La importancia que tiene el haber estudiado la diferencia entre los dos tipos de alas, -las alas lisas, y, las que tienen arcos-, nos va a servir para comprender uno de los problemas que se presentan en éstos arcos. En la figura nO 5 se presenta uno de éstos arcos visto frontalmente, en el que el aire que entra en él, va a empujar en todas direcciones. El problema radica, ahora, en el hecho de que, éstas distintas direcciones de incidencia del aire contra las paredes interiores de los arcos, suponen un ángulo de alaque muy diferente en cada línea de fuerza del aire, lo que quiere decir que, cuanto mayor sea el ángulo que forma una línea cualquiera de aire, respecto de la vertical, menor será la fuerza de su empuje hacia arriba, porque, como sabemos desde newton, toda fuerza que forma un determinado ángulo, que se aleja de la línea en la que se ejerce la fuerza, irá reduciendo su valor en proporción directa con el coseno de dicho ángulo . En éste sentido, todo el aumento de la superficie alar que hemos conseguido con éstos arcos, no nos serviría para nada, porque, e! aumento de la superficie alar, se compensaría con la reducción de la fuerza del aire en contra del avance, al incidir contra esa superficie alar que forma arcos, reducción causada por el ángulo de incidencia sobre las paredes interiores de los arcos.

Hemos de recuperar ahora el sentido de las dos figuras anteriores, n° 2 y 3, porque, en ellas se halla la clave que nos puede hacer comprender que la invención de éstos arcos servirá bien para lo que pretende servir. El problema del aumento de la masa de aire incidente contra los arcos, es el que determina que, éste aire, adquiere ahora una concentración mucho mayor, que aumenta el empuje hacia arriba, de manera que compensará bien la reducción de la fuerza de! aire incidente causada por el aumento del ángulo de ataque.

He aquí cómo se resuelve la cuestión de la reducción de la fuerza causada por el ángulo de ataque. Por 10 tanto, el haber duplicado la superficie alar, sí que va a selVir para algo, de manera que la sustentac ión va a aumentar mucho más porque la masa de aire que ataca a los arcos, se ha duplicado. La reducción del empuje causada por el ángulo de ataque, sólo podría reducir hasta la mitad la fuerza aumentada por la duplicación de la superficie alar, porque, en esa mitad, sena en donde se igualaría con la fuerza del aire cuando se trata de alas lisas. Obviamente, si hemos duplicado la superficie alar, la fuerza de sustentación se habrá duplicado también, de manera que si, ahora, el ángulo de ataque del aire contra la cara interior de los arcos, redujese la fuerza de sustentación, obviamente, ésta reducción sólo se ejercena hasta la mitad. Por lo tanto, como sabemos que la masa del aire de ataque, se ha duplicado también, será esta duplicación la que vaya a recuperar la mitad de la fuerza de sustentación perdida por el ángulo de ataque, con 10 que valdrá, entonces, la duplicación de la superficie alar, y, valdrán también éstos arcos.

En la figura n° 5 he duplicado las alas con arcos, y, he añadido una tercera ala con tubos longitudinales (5), que se eX1ienden, también transversalmente, a lo largo de las alas. Con éstos tubos, la concentración del aire en contra del avance, aún será mucho mayor que cuando solo hay dos alas con arcos, lo que empujará al avión hacia arriba con mucha mayor fuerza. --Los tubos inferiores (5) estarán inclinados hacia arriba por el extremo anterior, y, hacia abajo por el extremo posterior. Éstos tubos inferiores (5), además, tendrán un tubo móvil (6) añadido, -figura nO 6-, que se inclinará hacia arriba por el extremo posterior, de manera que empujarán la cola del avión hacia abajo, haciendo que el avión se eleve por la proa. Para evitarnos tener que poner unos alerones en la zona posterior de los tubos anti-caída, se me ocurre poner un extremo que se mueve y que puede pivotar sobre un tornillo (8). En la figura n° 6, el extremo del tubo (5), tiene un tubo añadido (6) que pivota sobre un tornillo (8). En ésta figura, la posición del tubo añadido es coherente con el avance rectilíneo del avión. ObsélVese que, por la zona inferior, el tubo añadido (6) es más largo que en la zona superior. Ésta prolongación selVirá para que el aire no se salga del tubo de la izquierda, y, pueda seguir empujando cuando el tubo añadido (6) se mueva hacia arriba.

En la figura n° 7, el tubo añadido (6) habrá ascendido de manera que, ahora, el aire encuentra una zona menor de salida que antes, lo que aumentará su fuerza y su empuje, a 10 que se añade el hecho de que el diafragma (7) se ha comprimido y aún ha estrechado más la salida del aire. Además, el aire, ahora empujará hacia abajo allubo añadido (6) que se ha elevado, y, como se encuentra en la cola del avión, hará que éste se eleve por la proa.

Las ventajas del aumento de la superficie alar o de una mejor sustentación, son que, el avión tendrá auténticos problemas para caer, lo que aumenta la seguridad del pasaje. Además, los motores, al empujar hacia delante, no tendrán que vencer la fuerza del peso que empuja hacia abajo, con lo cual, con mucha menos fuerza de empuje, conseguiremos las mismas prestaciones .. , o, la mjsma velocidad que con unas alas lisas, lo que supone un buen ahorro de combustible, y, un mejor mantenimiento, en buenas condiciones, de los motores.

Claims

REIVINDICACIONES

1) Alas con arcos, y , tubos en la superficie il/ferior, caracterizados por ser alas (2) de avión (1) que

tienen unos arcos (3) añadidos en la base, que aumentan la superficie alar, sin tener que modificar

nada en las alas (2). El avión (1) puede poner dos alas (2) con arcos, y, además, llevará una tercera

ala añadida, en la que, se ponen tubos (5) en lugar de arcos (3). Éstos tubos (5) tienen un tubo móvil

(6-8) añadido en el extremo posterior, que tiene, también, un diafragma (7) que puede estrechar el

espacio de salida del aire.

Figura n° 1

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Figura n° 2

Figura nO 3

Figura nO 4

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Figura nO 6