ES2880527A2 - Aerodino tripulado lenticular - Google Patents

Abstract

Aerodino tripulado lenticular. Dicha invención incluye una serie de dispositivas destinadas a proporcionar sustentación aerodinámica por la disposición de dos conos opuestos por las bases y contra-rotatorios, anulando de ésta forma al girar el momento de par contrario, estando estos formados por hileras concéntricas de álabes fijos y retráctiles de ángulo variable, dispuestas a lo largo de la generatriz, separados por la zona central fija del bastidor, donde se encuentra la planta motriz y todos los elementos electro-mecánicos que hacen posible su funcionamiento, situándose los habitáculos en el hueco conoidal de ambos, formando así, una figura de geometría lenticular. Dispone de un sistema de estabilización electro-aerodinámico (2 y 4); de tren (T); de propulsión y maniobra (19) con aire a presión por toberas variables, además del empuje debido a su inclinación del eje (Y), con carenado (3). Sus funciones se asimilan a cualquier helicóptero y sus prestaciones.

Description

DESCRIPCIÓN

Aerodino tripulado lenticular

A tenor de lo expuesto y en base a los conceptos expresados en el resumen, debe considerarse de que la invención a la que se refiere la presente memoria, constituyen una novedad industrial con características y ventajas que la hacen merecedora del privilegio de explotación, por lo que se solicita estar enmarcada en el sector de los “VTOL”.

La presente invención según se expresa en la memoria descriptiva, consiste en: “aerodino tripulado lenticular”.

Dicha invención incluye una serie de dispositivos destinados a proporcionar sustentación aerodinámica debido a dos conos opuestos por las bases y contra-rotatorios que están anclados coaxialmente al mástil de un bastidor fijo en forma de cruceta, formando ambos unidos un cuerpo geométrico lenticular, los cuales están provistos a lo largo de su generatriz por filas concéntricas de álabes fijos y regulables en uno de ellos y álabes retráctiles autoregulables en el otro, estando energizados ambos por dos motores en la zona central que mueven sus respectivos ejes separados y opuestos contrarrestando de ésta forma el momento angular creado por los dos giros.

La maniobrabilidad está conseguida por 4 toberas de aire regulables en caudal y posición, alimentadas por la presión creada en un colector concéntrico circular por unos álabes de la base rotativa de los armazones y con sus respectivos dispositivos de mando en cabina permitiendo así el manejo en todos los ángulos y direcciones que se deseen para el control del aparato; la estabilidad tanto vertical como lateral está controlada por el I.M.U. que acciona los mandos requeridos para ello.

Las dependencias y cabina se sitúan en el hueco conoidal de ambos armazones y que van fijas a los mástiles del bastidor y son accesibles bien por la parte central del aparato o bien por la cara base del armazón inferior.

Reivindicando por tanto el sistema de sustentación compuesto por hileras concéntricas de álabes dispuestas a lo largo de la generatriz del cono que no interfieren entre si ya que son de diferente diámetro y siendo éstos de pequeña longitud, resalta la ventaja constructiva y sencilla comparada con la complejidad y las longitudes de los rotores de los helicópteros, careciendo en gran parte de los esfuerzos físicos y aerodinámicos a los que están sometidos los mismos, siendo en este caso el sistema rotatorio mucho más seguro al estar cubierto por el carenado exterior, protegiéndolo de cualquier impacto así como de accidentes con el personal; puede cumplir con los requisitos de cualquier helicóptero siendo apropiado para las mismas funciones, teniendo las ventajas de su sencillez, su menor coste de fabricación y mantenimiento. Para ayudar a la mejor comprensión de ésta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompaña una serie de planos en cuyas figuras con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Vista en alzado del aparato con transparencia y sin ella.

Figura 2.- Vista en alzado del modelo corto con transparencia y sin ella.

Figura 3.- Planta motriz con motores enlazados (A) ó independientes (B), la trasmisión con sus engranajes primarios y secundarios y ejes de giro independientes.

Figura 4.- Conjunto de elementos principales separados (A).

Figura 5.- conjunto de elementos principales (B) unidos en planta y alzado.

Figura 6.- conjunto de elementos principales (C) de los armazones y sus bases.

Figura 7.- Alabes retráctiles, su montaje en armazón, diferentes posiciones en alzado extendidos y recogidos, guía de sujeción y en el armazón desplegados.

Figura 8.- Diferentes formas de álabes recogidos y desplegados en armazón.

Figura 9.- Álabes fijos, regulador automático y centrífugo de ángulo de álabe así como el accionamiento de las masas centrífugas en posición extendidas.

Figura 10.- Mecanismo de toberas regulables para maniobra de ejes en todas direcciones con sus motores de accionamiento, el colector de presión y acumuladores, aletas estabilizadora de giro.

Figura 11.- Colector-compresor de aire con su alabes incorporados a la base de los armazones y conexión con acumuladores.

Figura 12.- Mandos de manejo direccional y pedales, para maniobras de inclinación, aceleración, vuelo plano y giro de 360°.

Figura 13.- mecanismos electro-mecánicos y aerodinámicos de estabilización de eje vertical en inclinación y rotación de bastidor, central I.M.U. y motores accionadores.

Figura 14.- Aparato con tirantes de refuerzo de sujeción del mástil (RSM) si fuera necesario, con tren de arco anclado a la base, vista en planta y alzado.

Figura 15.- Versión corta con tren de arco y álabes retráctiles.

Figura 16.- Versión corta con tren convencional plegable y álabes retráctiles

Figura 17 y 18.- Con carenado de refuerzo de sujeción del mástil (RSM).Circuito de circulación de aire y adaptación del tipo de tren.

Haciendo referencia a la numeración indicada en las figuras anteriormente citadas puede verse como el "AERODINO TRIPULADO LENTICULAR” que la invención propone, está integrado por los siguientes componentes:

A) Teniendo como primera impresión la figura (1) podemos comenzar por el despiece de la figura (4) en la que vemos un mástil central N° 2, que coaxialmente contiene al eje motriz N° 3, fusionándose con el bastidor N° 10 y 11, formando así la cruceta central a la cual se adhieren interiormente las campanas de habitáculo N° 13, y sobre éstas los armazones cónicos giratorios N° 1, dicha cruceta alberga en su centro la planta motriz N° 5 figura (3) formada por dos motores en paralelo (A), uno turbo-eje N° 8, y otro eléctrico N° 9 en stby que gira en vacio y que puede auxiliar al principal en caso de fallo, moviendo los ejes en contra-rotación por medio de engranajes helicoidales N° 7 Y N° 12; también se puede considerar dos motores eléctricos (B) N° 9, para mover los ejes independientemente y su velocidad, alimentados por motorgenerador n° 10, ó baterías n° 13.

B) Siguiendo en la figura (4) vemos los armazones rotatorios N° 1, que se acoplan al eje motriz N° 3, en un extremo y en el otro en los cojinetes N° 4, exteriores al mástil, los cojinetes N° 5,son interiores en el mástil y sujetan el eje motriz n° 3; el refuerzo de sujeción del mástil (RSM), se consigue con tres posibles métodos; a) con 3 rodillos n° 18, figura (5); b) con tirantes de refuerzo n° 3, figura (14); c) con carenado cónico exterior N° 3, figura (17). El acceso desde el exterior se realiza por las puertas n° 19, que también son soporte del tren, y por el interior se comunican las dependencias a través de las trampillas n° 20; esto último solo se puede hacer en tierra y en reposo. De esta forma queda configurado el aspecto básico del aparato al añadir el tren n° 19, a 120° entre patas. En la figura (5) se pueden apreciar más detalles, el colector de presión N° 16, circular y concéntrico, y el acumulador n° 12; en la figura (6) n° 18, el soporte de álabes del compresor que va sobre el colector, los cuales n° 15, están adosados en las bases circulares de los armazones n° 1, también en figura (11) n° 15, comprimiendo el aire absorbido desde la entrada (S), que se mantiene en el acumulador n° 12, el cual permanece recargado suministrando presión instantánea al sistema en alta demanda.

C) EI armazón figura (6) n° 1, con forma cónica y base con radios n° 17, está formado por 3 ó más ranuras n° 3, donde van anclados los álabes que son fijos (F) en el armazón superior figura (9) y retráctiles (Z) en el inferior figura (7), tanto unos como los otros se regulan automáticamente para variar el ángulo dependiendo de la velocidad de rotación; en la figura (7) los retráctiles, con posiciones (D) retraídos y (C) extendidos, van variando el ángulo según se van extendiendo hasta un punto a partir del cual y con máxima velocidad de rotación terminan con su mínimo ángulo regulados por un resorte n° 3, que cede ante la fuerza centrifuga (fe), un soporte fijo n° 4; y basculando sobre 2 grados de libertad (A) y (B); dichos álabes están sostenidos por una guía n° 1, con rampa n° 2, que es la que produce la variación al extenderse; en la figura (8) se aprecian las diferentes formas tanto extendidos como retraídos. Los álabes fijos (F) figura (9) están anclados al armazón n° 1, por dos puntos n° 11, entre los cuales un engranaje helicoidal n° 7, unido al eje es accionado por una pletina n° 8, que a su vez es movida por el regulador de ángulo de álabes centrifugo n° 5, ó eléctrico n° 9, el primero lo regula al moverse las masas centrífugas n° 3, tiran del colector de pletinas n° 6, volviendo a su posición inicial por el muelle n° 2; puede bloquearse esta acción con el electroimán n° 4; (ángulo vahado n° 10). El regulador eléctrico hace lo mismo pero movido por el electroimán n° 4, que es controlado por el I.M.U. figura (13) n° 5.

D) La inestabilidad del giro circular del bastidor que pueda existir debido a la diferencia de par contrario de los armazones (DR) figura (13), así como las posibles oscilaciones laterales (DY) debido al par contrario del motor, se controlan electrónicamente con el I.M.U. figura (13) n° 5, actuando sobre las aletas reguladoras n° 4, figura (13) en el primer caso y sobre los difusores estabilizadores del eje vertical n° 2, figura (13) en el segundo. Tanto las aletas como los difusores son alimentados aerodinámicamente por la corriente de aire descendente V.D. de los álabes moviéndose aquellas en sentido contrario al movimiento, y estas por el chorro de aire controlado por mariposa n° 2. Las aletas son incompatibles con los pedales n° 3, y los difusores con el mando "EJE” n° 1, desconectándose por los relés n° 6.

E) EI manejo direccional se consigue con 4 toberas regulables n° 19, figura (10) en dirección e intensidad, alimentadas por el aire del colector de presión n° 16; y que giran 360° en pasos de 90° (A,B,C,D), expulsando el aire a presión en el sentido necesario para la maniobra, están situadas cada 90° en la periferia del aparato creando los momentos necesarios para desplazarse en cualquier dirección según la tabla n° 14. El colector está soportado por viguetas estructurales figura (10 y 11) n° 17.

F) Figura (10), Las toberas se accionan con un motor paso a paso n° 4, que acciona el engranaje conductor n° 6 moviendo el conducido n° 3, adosado a la tobera; la entrada de aire n° 2, por el interior del cojinete se consigue abriendo la mariposa n° 5, que es energizada por los joysticks de mando n° 1 y 2, de la cabina de mando figura (12), ambas acciones son simultaneas.

G) Los mandos para el manejo en cabina figura (12) son dos joysticks, el Izdo. n° 1, en la base tiene los gases, y el mando para la inclinación que también mueve los gases, siendo el objetivo acelerar al mismo tiempo que se inclina. La maniobra de inclinación se realiza para transformar la sustentación en tracción, al inclinar el eje vertical unos 6o; el joystick derecho n° 2, se utiliza para el vuelo plano; el modo vuelo /tierra n° 5, tiene las funciones de: (Vuelo).- todo operativo, (Tierra).-limita las r.p.m y anula la inclinación. El manejo de ambos mandos no puede ser simultáneo. Los pedales N° 3, giran el bastidor 360° a Ida. Y Dcha. manteniéndose los armazones girando estáticos, también actúan los frenos en la punta superior.

H) En la figura (14) se ve una versión con refuerzo de sujeción del mástil (RSM) N° 3, alternativo al de la figura (5) n° 18, ó al carenado n° 3, figuras (17) y (18), para evitar movimientos transversales del mástil; al disponer de este elemento se puede anclar N° 2, un tren de arco (T), a la armadura inferior sujetada por dichos tirantes N° 3; En la figura (15) una versión con álabes retráctiles (Z), y tren de arco retráctil (T), que se recoge en la periferia, reduciendo así la resistencia al avance y mejorando la estética del aparato, en este tipo de versión la entrada se realiza por la parte inferior A, ó por las puertas B. En la figura (16) otra versión con tren convencional plegable (1), y álabes retráctiles (Z), la cúpula contiene el radar R, ya que al ser álabes retráctiles no necesitan regulación de ángulo en la cúspide.

En las figuras (17 y 18) el refuerzo de sujeción del mástil (RSM), de forma cónica compone el carenado exterior que cubre todo el aparato con un visor circular (W) de material transparente a la misma altura pero más ancho que el del armazón y que proporciona visión de los 360° cuando gira el bastidor accionado por los pedales, dándole finalmente aspecto de figura lenticular.

También en la figura (17) el sistema de circulación del aire (A) y (B), mostrando en la (B) y debido a su diseño, las dos formas de acople de ambos trenes, uno fijo N° 1, y de arco (T).

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. AERODINO TRIPULADO LENTICULAR. Caracterizado porque comprende:

a) una serie de dispositivos que en su conjunto están destinados a proporcionar sustentación aerodinámica por la contra-rotación de dos conos opuestos por sus bases (armazones), y con sus ejes motrices anclados coaxialmente al mástil de un bastidor fijo en forma de cruceta, formados dichos conos por hileras concéntricas de álabes dispuestas a lo largo de la generatriz, fijos y retráctiles, ambos regulables en su ángulo de ataque, formando así un cuerpo geométrico lenticular en cuyo centro se aloja la planta motriz con dos ejes de trasmisión independientes para cada armazón, estando los habitáculos encastrados al mástil en los huecos de los conos formando simétricamente las dos cabinas.

b) Todo el conjunto se desplaza por la sustentación aerodinámica creada por los álabes en rotación e inclinación del eje vertical (Y), ayudado por un sistema de aire a presión para propulsión y maniobra.

c) Un sistema de estabilización por medios electro-aerodinámicos, y un tren de aterrizaje convencional ó de arco plegable que completa así el aparato.

2. AERODINO TRIPULADO LENTICULAR. Según la reivindicación 1, caracterizado porque los álabes fijos del armazón superior son regulados en su ángulo de ataque por una pletina engranada a los ejes de estos y que es accionada por un regulador centrifugo ó eléctrico desde la cúspide del cono; los álabes retráctiles del armazón inferior se mueven con 2 grados de libertad y regulan su ángulo ellos mismos según se extienden por la fuerza centrifuga al desplazarse por una guía con rampa, y con un resorte recuperador de su posición inicial solidario a uno de los ejes.

3. AERODINO TRIPULADO LENTICULAR. Según la reivindicación 1, caracterizado porque la planta motriz consta de dos motores, uno activo que mueve los dos ejes en contra-rotación y otro en STBY acoplado al mismo mecanismo, los cuales también pueden ser independientes separando la trasmisión para accionar cada uno a su eje.

4. AERODINO TRIPULADO LENTICULAR. Según la reivindicación 1, caracterizado porque la maniobrabilidad y propulsión en todos los sentidos, se consigue por la inclinación del eje vertical (Y) y por 4 toberas de aire a presión comprimido por un colector-compresor circular concéntrico a dicho eje, con acumuladores, y cuyos álabes de compresión se alojan en la cara inferior de las bases de los armazones.

5. AERODINO TRIPULADO LENTICULAR. Según la reivindicación 4, caracterizado porque las 4 toberas para maniobras y empuje situadas en la periferia, son regulables en caudal y posición, manejadas por los joysticks y pedales de cabina para moverse en vuelo plano ó en inclinación del eje (Y).

6. AERODINO TRIPULADO LENTICULAR. Según la reivindicación 1, caracterizado por disponer de un sistema de estabilización electro-aerodinámico integrado por un I.M.U. que regula unas aletas aerodinámicas compensadoras de rotación del bastidor, así como unos difusores para estabilizar momentos de inclinación del eje (Y) que propulsan aire para compensarlos; ambos son alimentados por la corriente descendente de la reacción de los álabes.

7. AERODINO TRIPULADO LENTICULAR. Según reivindicación 1, caracterizado porque ambos conos ó bastidores se estabilizan en su rotación (RSM), bien por rodillos acoplados en la periferia de sus bases; por tirantes de refuerzo a 120° anclados en los extremos de los ejes motrices y el bastidor ó por un carenado cónico sujeto en los mismos puntos.