ES2920956T3 - Propulsor de geometría variable - Google Patents

Propulsor de geometría variable Download PDF

Info

Publication number
ES2920956T3
ES2920956T3 ES17844440T ES17844440T ES2920956T3 ES 2920956 T3 ES2920956 T3 ES 2920956T3 ES 17844440 T ES17844440 T ES 17844440T ES 17844440 T ES17844440 T ES 17844440T ES 2920956 T3 ES2920956 T3 ES 2920956T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
vehicle
primary fluid
diffuser structure
constricting element
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17844440T
Other languages
English (en)
Inventor
Andrei Evulet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jetoptera Inc
Original Assignee
Jetoptera Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jetoptera Inc filed Critical Jetoptera Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2920956T3 publication Critical patent/ES2920956T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C15/00—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
    • B64C15/14—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being other than main propulsion jets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/08—Influencing flow of fluids of jets leaving an orifice
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60F—VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
    • B60F5/00—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media
    • B60F5/02—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media convertible into aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/02—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis vertical when grounded
    • B64C29/04—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis vertical when grounded characterised by jet-reaction propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/06—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas
    • F02C6/08—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas the gas being bled from the gas-turbine compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/28—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto using fluid jets to influence the jet flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/38—Introducing air inside the jet
    • F02K1/386—Introducing air inside the jet mixing devices in the jet pipe, e.g. for mixing primary and secondary flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/002—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer
    • F15D1/0065—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using active means, e.g. supplying external energy or injecting fluid
    • F15D1/007—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using active means, e.g. supplying external energy or injecting fluid comprising surfaces being moved by external supplied energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/002—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer
    • F15D1/0065—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using active means, e.g. supplying external energy or injecting fluid
    • F15D1/008—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using active means, e.g. supplying external energy or injecting fluid comprising fluid injection or suction means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/323—Application in turbines in gas turbines for aircraft propulsion, e.g. jet engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/606—Bypassing the fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/17—Purpose of the control system to control boundary layer
    • F05D2270/173—Purpose of the control system to control boundary layer by the Coanda effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Un sistema de propulsión acoplado a un vehículo. El sistema incluye una estructura difusa y una porción de conducto configurada para introducir la estructura difusa a través de un pasaje de un fluido primario producido por el vehículo. El pasaje se define por una pared, y la estructura difusa comprende un extremo terminal configurado para proporcionar salida del sistema para el fluido primario introducido. Un elemento restrictivo se elimina adyacente la pared. Un aparato de actuación está acoplado al elemento restrictivo y está configurado para instar al elemento restrictivo hacia la pared, reduciendo así el área de sección transversal del pasaje. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Propulsor de geometría variable
Aviso de copyright
Esta divulgación está protegida por las leyes de derechos de autor internacionales y de los Estados Unidos. © 2017 Jetoptera. Reservados todos los derechos. Una parte de la divulgación de este documento de patente contiene material que está sujeto a protección de derechos de autor. El propietario de los derechos de autor no tiene ninguna objeción a la reproducción por facsímil del documento de la patente o de la descripción de la patente, tal como aparece en el archivo o registro de patentes de la Oficina de Patentes y Marcas, pero por lo demás se reserva todos los derechos de autor.
Reivindicación de prioridad
Esta solicitud reivindica la prioridad para la solicitud de patente provisional estadounidense N.° 62/379.711, presentada el agosto 25 de 2016, y la solicitud de patente provisional estadounidense N.° 62/380.108, presentada el agosto 26 de 2016.
Antecedentes
Se ha demostrado en pruebas que, en las condiciones en las que a un eyector/propulsor se le suministra un flujo de fluido primario inferior al óptimo, el funcionamiento en los extremos redondeados del propulsor o eyector sigue siendo muy eficaz. Sin embargo, la parte recta del propulsor es donde los inyectores de fluido primario sufren una rápida degradación del rendimiento. Las pruebas muestran que la eficiencia del propulsor disminuyó significativamente con un flujo menor, sin embargo, las mediciones de la velocidad del flujo de salida de fluidos primarios/ocluidos mixtos de los dos extremos del propulsor siguen siendo altas incluso con flujos bajos. En una prueba, la velocidad medida detrás de los extremos redondeados del propulsor en aproximadamente una longitud del eyector aguas abajo de su plano de salida se mantuvo en exceso de 321,8 km/h (200 mph), mientras que, en el medio del propulsor correspondiente a la recta o geometría lineal, la velocidad se redujo a menos de 160,9 km/h (100 mph).
Esto se debe al patrón de flujo específico y la configuración de los extremos redondeados del propulsor, además de la orientación relativa de los chorros de pared primarios emergentes en ángulos no paralelos, lo que facilita el arrastre rápido y la mezcla con el aire ambiente, mientras que los chorros de pared que se originan en la parte lineal son paralelos entre sí y menos eficientes a flujos más bajos.
El documento US5996936 divulga una tobera de escape para un motor de turbina de gas que incluye un conducto de entrada convergente dispuesto en comunicación de flujo con un conducto de salida divergente en una garganta intermedia. El documento US3370794 divulga un sistema para controlar la trayectoria de vehículos cohete, utilizando válvulas de gas caliente para modular el flujo de mezcla propulsora hacia la zona divergente del motor.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de propulsión de acuerdo con la reivindicación 1 y un vehículo de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende dicho sistema de propulsión. Se proporcionan desarrollos adicionales en las reivindicaciones dependientes 2-7 y 9-12.
Breve descripción de las figuras del dibujo
La FIG. 1 ilustra una parte de la sección transversal de un propulsor de geometría fija de acuerdo con una forma de realización;
La FIG. 2 ilustra una parte de la sección transversal de un propulsor de geometría variable de acuerdo con una forma de realización;
La FIG. 3 ilustra una vista en perspectiva lateral de un propulsor de geometría variable de acuerdo con una forma de realización;
La FIG. 4 ilustra una vista lateral en perspectiva de los componentes de geometría variable de acuerdo con una forma de realización;
La FIG. 5 ilustra una vista lateral en perspectiva de los componentes de geometría variable en estado completamente abierto de acuerdo con una forma de realización;
La FIG. 6 ilustra una vista lateral en perspectiva de los componentes de geometría variable en estado de constricción de acuerdo con una forma de realización; y
La FIG. 7 ilustra una vista en sección transversal lateral de los componentes de geometría variable y un paso de fluido primario de acuerdo con una forma de realización.
Descripción detallada
Esta solicitud de patente pretende describir una o más formas de realización de la presente invención. Se debe entender que la utilización de términos absolutos, como por ejemplo "debe", "voluntad" y similares, así como cantidades específicas, se deben interpretar como aplicables a una o más de dichas formas de realización, pero no necesariamente. a todas esas formas de realización. De este modo, las formas de realización de la invención pueden omitir o incluir una modificación de una o más características o funcionalidades descritas en el contexto de dichos términos absolutos.
La FIG. 1 ilustra una parte de la sección transversal de un propulsor 100 de tipo Coanda de geometría fija que incluye la estructura difusora 110. Una parte del conducto, como por ejemplo la cámara de entrada en el área del fluido primario 120, es fija en su configuración geométrica, lo que hace que las condiciones locales del fluido primario proporcionado por la cámara de entrada y del arrastre del fluido secundario introducido por medio de una estructura de admisión 130 sean quizás totalmente dependientes de las condiciones del suministro de fluido primario - presiones, caudales y temperaturas, por ejemplo. El rendimiento del propulsor 100 depende del suministro aguas arriba del fluido primario y puede tener una alta eficiencia limitada en las condiciones que coincidan con el mejor arrastre y las pérdidas mínimas. El propulsor 100 incluye una cuña fija 140 sin bordes. Una geometría de este tipo puede permitir un rendimiento ideal en una condición de flujo dada o una combinación de caudal másico, presión y temperatura del fluido primario.
Una forma de realización incluye un propulsor Coanda que puede cambiar sus condiciones de introducción de fluido primario para que coincidan con las condiciones del flujo, por lo que funciona de forma más eficiente y genera un mayor arrastre en condiciones diferentes de las condiciones ideales descritas con respecto a la FIG. 1.
En concreto, la FIG. 2 ilustra en sección transversal, y la FIG. 3 ilustra la vista en perspectiva interior, un propulsor tipo Coanda 200 de acuerdo con una realización y similar al propulsor 100 ilustrado en la FIG. 1. El propulsor 200 incluye una estructura difusora 210 y una parte de conducto, como por ejemplo la cámara de entrada 220 en el área del fluido principal. La cámara de entrada 220 suministra el fluido primario y una estructura de entrada 230 proporciona el fluido secundario, como por ejemplo aire ambiente, a la estructura difusora 210 para mezclar los fluidos primario y secundario en la misma. La estructura difusora 210 comprende un extremo terminal configurado para proporcionar salida desde el propulsor 200 para los fluidos primario y secundario mezclados. Más particularmente, y en una forma de realización, la cámara de entrada 220 introduce el fluido primario en una superficie Coanda convexa 215. El fluido primario puede consistir, por ejemplo, en aire sangrado del compresor de un turborreactor o gas de escape presurizado de un generador de gas suministrado a la cámara de entrada 220 por medio de una fuente de fluido primario, como por ejemplo un conducto 250. El propulsor 200 incluye además un controlador de flujo 240 descrito con mayor detalle más adelante en la presente memoria.
Con referencia ahora a la FIG. 4, y en una forma de realización, la cámara de entrada 220 introduce el fluido principal a la estructura difusora 210 a través de una serie de pasos 450. Cada paso 450 está definido al menos en parte por una parte de pared respectiva 460. El controlador de flujo 240 incluye una serie de elementos constrictores, como por ejemplo cuñas 440, dispuestas adyacentes o enfrentadas con una correspondiente de las partes de pared 460. Las cuñas 440 se fabrican con un material metálico lo suficientemente flexible y delgado para soportar múltiples ciclos de funcionamiento.
El controlador de flujo 240 incluye además un aparato actuador acoplado a las cuñas 440. El aparato actuador se configura para empujar las cuñas 440 hacia su parte de pared 460 correspondiente, reduciendo de este modo el área de la sección transversal de cada paso 450 asociado. Además, el aparato actuador se puede configurar para retirar de forma activa las cuñas 440 lejos de su parte de pared 460 correspondiente, aumentando de este modo el área de la sección transversal de cada paso 450 asociado.
En la forma de realización ilustrada en la FIG.4, el aparato de accionamiento incluye una palanca primaria 400 acoplada a una serie de palancas secundarias 410, cada una de las cuales está acoplada a un casquillo 420 correspondiente. Cada casquillo 420 está, a su vez, acoplado a un pasador roscado 430 correspondiente enganchado con ranuras roscadas en la estructura de admisión 230. Una punta de cada pasador 430 hace tope con una de las cuñas 440 correspondiente con el fin de permitir la desviación de las cuñas hacia su parte de pared 460 correspondiente.
Según se muestra en la FIG. 5, cuando el aparato de accionamiento se encuentra en un estado completamente abierto, las cuñas 440 no han sido desviadas por los pasadores 430 hacia las partes de pared 460 y se encuentran en la posición 700 según se ilustra en la FIG. 7. En consecuencia, el paso 450 se encuentra en su área de sección transversal máxima y el flujo del fluido primario a través del mismo hacia la estructura difusora 210 está mínimamente restringido.
Como se muestra en la FIG. 6, cuando un generador de fuerza (no mostrado) aplica una fuerza motriz predeterminada a la palanca primaria 400 moviendo la palanca primaria horizontalmente una distancia predeterminada correspondiente, se aplica un par de torsión a cada una de las palancas secundarias 410. En respuesta a este par aplicado, las palancas secundarias 410 giran, provocando de este modo el movimiento de traslación de las puntas de los pasadores 430 hacia las partes de pared 460. A su vez, las cuñas 440 son desviadas por los pasadores 430 hacia las partes de pared 460 y se encuentran en la posición 710, según se ilustra en la FIG. 7. En consecuencia, el área de la sección transversal del paso 450 disminuye y el flujo del fluido primario a través del mismo hacia la estructura difusora 210 se contrae, y de este modo se acelera, hasta un grado predeterminado. Además, la velocidad de inyección del fluido primario en la salida del chorro de pared en el eyector 200, que controla el efecto Coanda y la relación de arrastre, aumenta y se mantiene un alto rendimiento incluso con caudales más bajos.
El aumento local de la velocidad disminuye la presión estática según el principio de Bernoulli, lo que permite arrastrar más aire del ambiente y generar un flujo másico mayor en comparación con el propulsor de geometría fija en condiciones similares de caudal másico primario, presión y temperatura.
Por ejemplo, un generador de turbina de gas que produzca 1 kg/s de gas de combustión a una temperatura de 726,85 °C (1000 K) y una presión de 200 kPa (2 bar) a 100.000 RPM y que suministre a un propulsor-eyector diseñado para estas condiciones con el fluido primario produce 667,23 N (150 lbf) de empuje. Sin embargo, el mismo generador de gas trabajando a 85.000 RPM produce sólo 0,75 kg/s de gas de combustión a 676,85 °C (950 K) y 140 kPa (1,4 bar) y el rendimiento del paso de fluido primario de geometría fija determina una caída del empuje a 444,8 N (100 lbf). La razón principal de esto es la reducción de la velocidad de emergencia del fluido primario en el área de arrastre, lo que determina una presión estática local más alta y, por consiguiente, ocurre menos arrastre. El cambio (reducción) del área primaria para determinar una mayor velocidad local de emergencia del fluido primario y, de acuerdo con el principio de Bernoulli, una menor presión estática, aumenta significativamente la relación de arrastre y el empuje a 533,78 N (120 lbf), principalmente debido a un aumento del 20% en el aire arrastrado.
Para los expertos en la técnica, la expansión isoentrópica del chorro de fluido primario da como resultado el valor de empuje ideal de:
Figure imgf000004_0001
Donde W es el caudal másico del fluido primario, y es el coeficiente de calor específico, Ru es la constante universal de los gases y T es la temperatura, mientras que P son las presiones correspondientes al ambiente y la presión total del flujo. Por relación de aumento, se hace referencia a la relación entre el empuje medido y la fórmula anterior, calculada para los respectivos parámetros en cuestión.
La capacidad de cambiar el área de la sección transversal de los pasos 450 es de este modo beneficiosa, mejorando el rendimiento general de un propulsor de geometría fija diseñado para un funcionamiento óptimo solo en una determinada condición del fluido primario (flujo, temperatura, presiones).
En una forma de realización, las cuñas 440 se pueden fabricar de acero inoxidable o cualquier otro material que pueda soportar altas temperaturas de hasta 954,44 °C (1750 F) y aun así conservar la elasticidad y una vida útil de al menos 2000 ciclos.
El mecanismo de mover los pasadores 430 para reducir el área de paso 450 y optimizar el flujo puede ser de carácter mecánico. Sin embargo, se podrían emplear otros mecanismos de accionamiento. En una forma de realización alternativa, se puede emplear un colector (no mostrado) para proporcionar aire comprimido desde una fuente, como por ejemplo un compresor o cualquier otra fuente de alta presión, para accionar los pasadores 430 para empujar las cuñas 440 hacia el flujo. Como alternativa, se podrían usar actuadores eléctricos o magnéticos (no mostrados) para realizar la misma función. En otra forma de realización más, se emplea un mecanismo que contiene actuadores lineales y semicirculares (no mostrados) para permitir el cambio de geometría de diversos segmentos o bloques de ranuras del propulsor, adaptándolo a las condiciones en cuestión.
En otra forma de realización, la desviación de las cuñas 440 puede ser de tal manera que el mecanismo bloquee por completo el flujo en todos los pasos, cortando el flujo y cancelando la generación de empuje en diversas fases del vuelo de un vehículo. En otra forma de realización más, el cierre preferencial de partes de las ranuras primarias se emplea para generar un empuje vectorial para reducir la distancia de aterrizaje de un vehículo volador. En otra forma de realización más, el propulsor se utiliza para equilibrar un despegue vertical en un despliegue simétrico (es decir, dos o más propulsores en el avión o vehículo aéreo) y el accionamiento de las cuñas 440 permite el control de actitud de la aeronave en vuelo estacionario o despegue o aterrizaje. En otra forma de realización más, se mejora el vuelo estacionario de un vehículo volador mediante el empleo de la característica de geometría variable de los propulsores para controlar su actitud/velocidad y se puede utilizar para aterrizar o despegar o nivelar el vuelo.
Aunque el texto anterior establece una descripción detallada de numerosas formas de realización diferentes, se debe entender que el alcance de la protección está definido por las palabras de las siguientes reivindicaciones. La descripción detallada se debe interpretar únicamente como un ejemplo y no describe todas las formas de realización posibles porque describir todas las formas de realización posibles sería poco práctico, si no imposible. Se podrían implementar numerosas formas de realización alternativas, utilizando tecnología actual o tecnología desarrollada después de la fecha de presentación de esta patente, que aún estarían dentro del alcance de las reivindicaciones. Por lo tanto, se pueden realizar muchas modificaciones y variaciones en las técnicas y estructuras descritas e ilustradas en la presente memoria sin apartarse del alcance de las presentes reivindicaciones. Por ejemplo, en una forma de realización, el propulsor 200 se puede integrar en la pista de inducción entre un filtro de aire y un cuerpo de mariposa/carburador, y aguas arriba de un cilindro o cámara de combustión, asociado con un motor de combustión interna. Como alternativa, el propulsor 200 se podría colocar en un tubo de escape aguas abajo de la cámara de combustión de un motor de combustión interna. Por consiguiente, se debe entender que los métodos y aparatos descritos en la presente memoria son solo ilustrativos y no limitan el alcance de las reivindicaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de propulsión (200) para acoplar a un vehículo, comprendiendo el sistema:
una estructura difusora (210);
una parte de conducto (220) configurada para introducir a la estructura difusora (210) a través de un primer paso (450) un fluido primario producido por el vehículo, en donde la estructura difusora (210) comprende un extremo terminal configurado para proporcionar salida del sistema para el fluido primario introducido;
un primer elemento constrictor en forma de calzo metálico y flexible (440) o de calzo elástico (440) que conserva una vida de al menos 2000 ciclos y su elasticidad a altas temperaturas, estando dispuesta la cuña (440) cara a cara una primera parte de pared (460), estando definido el primer paso (450) por la primera parte de pared (460) y el primer elemento constrictor (440); y
un aparato de accionamiento acoplado al primer elemento constrictor (440) y configurado para empujar y desviar en dirección horizontal el primer elemento constrictor (440) hacia la primera parte de pared (460), reduciendo de este modo el área de la sección transversal del primer paso (450).
2. El sistema de la reivindicación 1 que comprende, además:
una estructura de admisión (230) acoplada a la estructura difusora (210) y configurada para introducir en la estructura difusora (210) un fluido secundario accesible al vehículo, incluyendo la estructura de admisión (230) la parte de conducto (220) configurada para introducir a la estructura difusora (210) a través del primer paso el fluido primario producido por el vehículo.
3. El sistema de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el aparato de accionamiento comprende:
un primer componente de traslación (430) configurado para acoplarse con el primer elemento constrictor (440) y configurado para moverse en traslación; y
un primer componente giratorio (410) acoplado al primer componente de traslación (430) y configurado para moverse en rotación.
4. El sistema de la reivindicación 3, en donde la parte de conducto (220) se configura además para introducir el fluido principal a la estructura difusora (210) a través de un segundo paso (450), estando definido el segundo paso (450) por una segunda parte de pared (460),
el sistema comprende además un segundo elemento constrictor en forma de una segunda cuña flexible (440) dispuesta cara a cara con una segunda parte de pared (460), por lo que el aparato de accionamiento se acopla al segundo elemento constrictor (440) y se configura para impulsar y desviar en la misma dirección horizontal el segundo elemento constrictor (440) hacia la segunda parte de pared de manera similar a como lo hace con el primer elemento constrictor, reduciendo de este modo el área de la sección transversal del segundo paso, y el aparato de accionamiento comprende, además:
un segundo componente de traslación (430) configurado para acoplarse con el segundo elemento constrictor (440) y configurado para moverse en traslación;
un segundo componente giratorio (410) acoplado al segundo componente de traslación y configurado para moverse en rotación; y
un elemento palanca (400) acoplado a los componentes giratorios primero y segundo (410) y configurado para girar los componentes giratorios primero y segundo (410) al unísono.
5. El sistema de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además una superficie convexa (215) acoplada a la estructura difusora (210), en donde la parte del conducto (220) se configura para introducir el fluido principal en la superficie convexa (215) a través del primer paso (450).
6. El sistema de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el fluido primario comprende aire sangrado del compresor producido por un turborreactor.
7. El sistema de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la estructura difusora (210) se sitúa aguas abajo de una turbina de un turbocompresor del vehículo, y el fluido primario se suministra por el compresor del turbocompresor.
8. Un vehículo que comprende:
una fuente de fluido primario; y
el sistema de propulsión (200) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. El vehículo de la reivindicación 8, en donde el vehículo comprende un turborreactor, y el fluido primario comprende aire sangrado del compresor producido por el turborreactor.
10. El vehículo de la reivindicación 8, que comprende además un turbocompresor, y en donde la estructura difusora (210) se coloca aguas abajo de una turbina del turbocompresor, y el fluido primario se suministra por un compresor del turbocompresor.
11. El vehículo de la reivindicación 8, que comprende además un cilindro, en donde la estructura difusora (210) se sitúa aguas arriba del cilindro.
12. El vehículo de la reivindicación 8, que comprende además un cilindro, en donde la estructura difusora (210) se sitúa aguas abajo del cilindro.
ES17844440T 2016-08-25 2017-08-24 Propulsor de geometría variable Active ES2920956T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662379711P 2016-08-25 2016-08-25
US201662380108P 2016-08-26 2016-08-26
PCT/US2017/048479 WO2018039484A1 (en) 2016-08-25 2017-08-24 Variable geometry thruster

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2920956T3 true ES2920956T3 (es) 2022-08-12

Family

ID=61242040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17844440T Active ES2920956T3 (es) 2016-08-25 2017-08-24 Propulsor de geometría variable

Country Status (11)

Country Link
US (3) US11396896B2 (es)
EP (1) EP3504418B1 (es)
JP (2) JP7074353B2 (es)
KR (2) KR102492188B1 (es)
CN (1) CN109715927B (es)
AU (2) AU2017315790A1 (es)
CA (1) CA3034776A1 (es)
ES (1) ES2920956T3 (es)
PL (1) PL3504418T3 (es)
SG (1) SG11201901116VA (es)
WO (1) WO2018039484A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11965456B2 (en) * 2015-09-02 2024-04-23 Jetoptera, Inc. Fluidic turbo heater system
CN113602478B (zh) * 2021-02-02 2023-06-13 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种基于环量控制和垂直微喷流的流体控制舵面

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3370794A (en) * 1965-11-08 1968-02-27 Navy Usa Annular plenum nozzle for controlling trajectory of rockets
US3525474A (en) * 1968-12-09 1970-08-25 Us Air Force Jet pump or thrust augmentor
US3694107A (en) * 1970-11-19 1972-09-26 Nash Engineering Co Ejector apparatus and method of utilizing same
US3795367A (en) * 1973-04-05 1974-03-05 Src Lab Fluid device using coanda effect
US3942463A (en) * 1974-10-01 1976-03-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Movable ramp inlet for water jet propelled ships
DK140426B (da) * 1976-11-01 1979-08-27 Arborg O J M Fremdriftsdyse til transportmidler i luft eller vand.
JPS5810279B2 (ja) * 1977-11-25 1983-02-24 川崎重工業株式会社 航空機の推力増強装置
US4448354A (en) 1982-07-23 1984-05-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Axisymmetric thrust augmenting ejector with discrete primary air slot nozzles
US4815942A (en) * 1982-10-25 1989-03-28 Elayne P. Alperin Axially-symmetric, jet-diffuser ejector
CN2315045Y (zh) * 1997-04-10 1999-04-21 朱天赉 绿色可变式航空发动机
US5996936A (en) * 1997-09-29 1999-12-07 General Electric Company Fluidic throat exhaust nozzle
US7793504B2 (en) * 2006-05-04 2010-09-14 Rolls-Royce Corporation Nozzle with an adjustable throat
US7721549B2 (en) 2007-02-08 2010-05-25 United Technologies Corporation Fan variable area nozzle for a gas turbine engine fan nacelle with cam drive ring actuation system
FR2917788B1 (fr) * 2007-06-19 2009-07-24 Aircelle Sa Actionneur double action a effet programme
US20080315042A1 (en) 2007-06-20 2008-12-25 General Electric Company Thrust generator for a propulsion system
US20110215204A1 (en) * 2007-06-20 2011-09-08 General Electric Company System and method for generating thrust
US20120145808A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-14 The Boeing Company Method and apparatus for variable exhaust nozzle exit area
US8950383B2 (en) * 2012-08-27 2015-02-10 Cummins Intellectual Property, Inc. Gaseous fuel mixer for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
PL3504418T3 (pl) 2022-08-22
US11396896B2 (en) 2022-07-26
EP3504418A1 (en) 2019-07-03
AU2017315790A1 (en) 2019-03-14
US20230009569A1 (en) 2023-01-12
CA3034776A1 (en) 2018-03-01
EP3504418A4 (en) 2020-04-08
SG11201901116VA (en) 2019-03-28
US20180058483A1 (en) 2018-03-01
KR102370397B1 (ko) 2022-03-03
JP2019531956A (ja) 2019-11-07
AU2023233073A1 (en) 2023-10-05
BR112019003480A2 (pt) 2019-05-21
JP2022119777A (ja) 2022-08-17
US20240117828A1 (en) 2024-04-11
CN109715927A (zh) 2019-05-03
KR20190058488A (ko) 2019-05-29
JP7074353B2 (ja) 2022-05-24
KR20220031759A (ko) 2022-03-11
CN109715927B (zh) 2022-07-29
KR102492188B1 (ko) 2023-01-27
WO2018039484A1 (en) 2018-03-01
EP3504418B1 (en) 2022-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240228053A1 (en) Fluidic propulsive system and thrust and lift generator for aerial vehicles
US10690089B2 (en) TRREN exhaust nozzle-M-spike turbo ram rocket
US20240117828A1 (en) Variable geometry thruster
US6786040B2 (en) Ejector based engines
ES2770414T3 (es) Motor de turborreactor y turbohélice combinado
US8800259B2 (en) Thrust vector system
US10641204B2 (en) Variable geometry thruster
US3132476A (en) Thrust vector control apparatus
US20200240362A1 (en) Combined cycle flight propulsion systems
US10781756B2 (en) Active tip clearance control system for gas turbine engine
US3300976A (en) Combined guide vane and combustion equipment for bypass gas turbine engines
US12000336B2 (en) Variable geometry thruster
JP2019525066A (ja) 内燃機関排出管流体パージシステム
BR112019003480B1 (pt) Sistema de propulsão acoplado a um veículo e veículo
JP6441724B2 (ja) ジェットエンジン、および、飛しょう体
JP2004316431A (ja) 極超音速機用エンジン
CN115956159A (zh) 用于航空器的喷气引擎
BR112018004262B1 (pt) Veículos com gerador de gás, ejetores dianteiros e pelo menos um ejetor traseiro fluidamente acoplados
EP1809887A1 (en) A device for controlling a gas flow, a jet engine comprising the device and an aircraft somprising the device