IT201900015336A1

IT201900015336A1 - Navetta bus a decollo e atterraggio verticale con multi propulsori elettrici o turbofan, per il trasporto civile e militare di persone e materiali, nonche’ per il salvataggio estremo di persone dai grattacieli.

Info

Publication number: IT201900015336A1
Application number: IT102019000015336A
Authority: IT
Inventors: Gerardo Imperatore
Original assignee: Gerardo Imperatore
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2021-03-03

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

NAVETTA BUS A DECOLLO E ATTERRAGGIO VERTICALE CON MULTI PROPULSORI ELETTRICI O

TURBOFAN, PER IL TRASPORTO CIVILE E MILITARE DI PERSONE E MATERIALI, NONCHÉ PER IL SALVATAGGIO ESTREMO DI PERSONE DAI GRATTACIELI.

In questi ultimi anni stiamo vivendo un periodo in cui molte aziende, sia piccole startup che le più grandi aziende mondiali che si occupano di trasporto civile e militare in campo aeronautico, stanno cercando di sviluppare nuovi sistemi aerei di mobilità urbana a decollo e atterraggio verticale, a propulsione ibrida o esclusivamente basati sull'energia elettrica, prevalentemente per dare nuove possibilità al crescente bisogno della popolazione nella mobilità urbana aerea.

Inoltre per quanto riguarda gli aeromobili a decollo e atterraggio verticale per una vera mobilità di massa delle persone, intesa come trasporto regolare di almeno 20 e fino a 60/80 passeggieri, sono relativamente pochi ad oggi gli studi di ricerca e sviluppo di nuovi velivoli con propulsori alimentati solo dall'energia elettrica. Peraltro alcuni di questi studi, sembrano apparire come un semplice ingrandimento degli attuali droni giocattolo, moltiplicando le loro misure e le eliche di 10 o 20 volte, ottenendo così macchine volanti per trasporto di persone, che nel migliore dei casi arrivano a trasportare 4/10 persone al massimo e che quindi si inseriscono nella categoria dei piccoli taxi volanti.

In questo scenario ancora poco esplorato si inserisce la rivelazione oggetto di questa invenzione che si prefigge di dare un contributo notevole allo sviluppo degli aeromobili a decollo e atterraggio verticale, con alimentazione dei motori esclusivamente elettrica, svelando quindi una navetta bus a decollo e atterraggio verticale, equipaggiata con una pluralità di propulsori solo elettrici turbo multi-eliche controrotanti facenti parte della navetta stessa, che possono essere da un minimo di due fino ad otto ed anche oltre, a secondo dell'uso che si voglia fare della navetta. La navetta bus può essere considerata come un ibrido tra un elicottero ed un aereo, poiché i sei potenti propulsori laterali le danno la capacità di decollare ed atterrare verticalmente, mentre i due alettoni laterali anteriori e quello unico e lungo posto sul tetto, oltre agli stabilizzatori ed i due timoni posteriori, la rendono simile ad un aereo, sfruttando così tutti i vantaggi dell'effetto portanza sulle ali. In queste pagine verranno esposte una versione piccola con solo quattro propulsori ad uso privato o come taxi, per il trasporto fino a 20 persone ed una versione media, un vero e proprio bus volante, con sei propulsori per il trasporto fino a 60/80 persone. Entrambe le versioni si basano sugli stessi concetti innovativi e sulla stessa tecnologia costruttiva, cambiando solo le dimensioni, a cui ovviamente si possono aggiungere altre navette ancora più grandi con otto o più propulsori, oppure più piccole con due o tre propulsori.

Giova rilevare che la navetta bus ha un'ampia possibilità di utilizzo sia in ambito civile per trasporto di persone o di materiali, sia in ambito militare per il trasporto di truppe o di sistemi di difesa, nonché per il salvataggio di persone sia civili che militari in situazioni estreme di difficile o impossibile accesso ad altri tipi di mezzi di soccorso.

I propulsori solo elettrici della navetta bus non fanno parte di questo brevetto in quanto sono già oggetto di richiesta di un brevetto specifico da parte del sottoscritto, con richiesta N.

102018000003855 depositato il 22/03/2018 presso l'UIBM del Ministero dello Sviluppo Economico Italiano, e sono capaci di dare la spinta necessaria alla navetta sia in fase di decollo o atterraggio, sia per il volo orizzontale di crociera agli aeromobili. Nel solo caso di utilizzo militare della navetta, i propulsori possono anche essere quelli di tipo turbofan a combustibile liquido derivato dal petrolio, già esistenti e di normale uso commerciale.

Sebbene nel progetto della navetta bus, per completezza, si è individuata sia la posizione di installazione, sia una possibile tipologia delle fonti energetiche ad oggi disponibili per alimentare i propulsori elettrici, si precisa che in questa invenzione non ci saranno rivendicazioni per i pur necessari sistemi green di accumulo e/o produzione a bordo della navetta dell'energia elettrica necessaria a fornire un'autonomia sufficiente per gli spostamenti e neanche le modalità di controllo e distribuzione di tale energia elettrica nella navetta, che pertanto non fanno parte di questa invenzione. Il progetto specifico delle fonti energetiche da utilizzare e della loro distribuzione verrà realizzato successivamente in fase di sviluppo, in funzione dell'uso della navetta che si vuole fare, se civile, militare o per salvataggio estremo dai grattacieli.

L'obbiettivo della presente invenzione resta quindi unicamente quello svelare il progetto di un nuovo concetto di navetta bus ad uno o due piani a decollo e atterraggio verticale, completamente innovativo, con una capacità di carico fino a 80 persone ed anche oltre, per una vera mobilità urbana di massa. Inoltre poiché la navetta non ha organi rotanti accessibili dall'esterno (causa di grande pericolo per le persone e le cose), ha il grande vantaggio che può atterrare e decollare in aree urbane nei centri abitati (piazze, parchi o sui tetti orizzontali di edifici), adeguatamente attrezzati, segnalati e controllati da personale idoneo, diventando totalmente fruibile da tutta la popolazione che oggi è soggetta ancora a fare medi o lunghi spostamenti per lavoro o per diletto con dispendio di tempo e denaro passato nel traffico, aumentando inoltre l'inquinamento ed il riscaldamento globale. Infine, poiché la navetta può rimanere ferma sospesa nell'aria ed avvicinarsi fino a meno di 10 metri da strutture fisse, per la prima volta al mondo potranno essere salvate vite umane dai grattacieli in fiamme o a rischio crollo, o di scalatori in difficoltà sulle pareti rocciose verticali, o di passeggeri da navi a rischio affondamento o in fiamme, con una speciale navetta progettata specificamente per il salvataggio estremo, avendo a bordo specifiche attrezzature di recupero veloce ed in sicurezza delle persone.

I vantaggi principali della navetta bus ad uno o due piani a decollo e atterraggio verticale, con una pluralità di propulsori solo elettrici turbo multi-eliche controrotanti e con una capacità di carico fino a 80 persone ed anche oltre, per una vera mobilità urbana di massa, oggetto di questa invenzione sono:

1) Inquinamento zero, emissioni nulle o solo acqua, nessuna combustione (fuoco), basso rumore;

2) Ha decollo e atterraggio solo verticale e poiché non ha pericolosi organi rotanti esterni, può atterrare in larghe piazze o parchi dentro le città o sui tetti orizzontali degli edifici, adeguatamente attrezzate, segnalate e controllate, in tutta sicurezza.

3) La navetta bus può usare sia i propulsori solo elettrici già brevettati dal sottoscritto con richiesta N. 102018000003855, sia i propulsori commerciali attuali turbofan, ma solo per poche applicazioni militari.

4) La navetta bus introduce per la prima volta nel mondo una vera mobilità urbana di massa veloce poiché può trasportare fino a 60/80 persone, connettendo i porti gli aeroporti e le stazioni con qualunque punto in qualunque direzione, fino a 500/600 chilometri in poche ore, pur facendo un certo numero di soste per la discesa e salita dei passeggeri.

5) La navetta bus è un mezzo di trasporto con basso consumo di energia, poiché durante il volo orizzontale utilizza gli effetti della portanza come un vero e proprio aereo, avendo due alettoni laterali anteriori ed una lunga ala sul tetto, oltre gli stabilizzatori posteriori, facendo così risparmiare molta energia. Inoltre usando idrogeno e/o energia verde a basso costo, i biglietti saranno molto economici quindi fruibili dalle masse.

6) La navetta potrà essere utilizzata concretamente per la prima volta al mondo come navetta di salvataggio delle persone dai grattacieli in fiamme o a rischio crollo, o come mezzo necessario ai vigili del fuoco, alla guardia costiera o alla croce rossa, per qualunque esigenza di salvataggio estremo di persone.

7) In ambito della difesa militare di una vasta area, date le dimensioni e la capacità di carico della navetta, possono essere installati all'interno di una sola navetta tutti i componenti di un modulo C4, compreso un radar di sorveglianza, mentre in una sola altra navetta tutti i componenti di almeno 4 moduli di lancio, rendendo così il sistema di difesa operativo anche durante il volo e con grandi velocità di spostamento nei diversi scenari, pertanto difficilmente individuabile dagli attacchi del nemico. In questo modo gli attuali sistemi di difesa su camion, pesanti, lenti e facilmente individuabili, diventerebbero totalmente obsoleti.

Vantaggiosamente sono stati progettati per questa navetta bus alcuni componenti essenziali per dare corpo al nuovo concetto di trasporto aereo per una rapida mobilità urbana di massa, la cui descrizione verrà illustrata di seguito.

La navetta bus ha una sezione sia longitudinale che trasversale di tipo rettangolare, rastremata ed affusolata anteriormente in entrambi i versi, ove è posta la cabina di pilotaggio per i due piloti. La navetta bus è dotata di due piani interni per i passeggeri, a quello superiore si accede tramite due scale laterali subito dopo l'ingresso posteriore. Ogni piano ha due uscite di emergenza poste lateralmente su lati opposti. La cabina di pilotaggio è separata dall'area passeggeri da una porta di scurezza. Su ogni piano vi sono due file laterali di sedili, ciascuna composta da due sedili affiancati, per un totale di 60/80 posti a sedere. Al piano inferiore vi sono anche delle cappelliere per i bagagli, ed ulteriori scaffali sotto le scale per altri bagagli. La struttura portante della navetta bus è costituita da longheroni e traverse in acciaio ed alluminio aeronautico e da un rivestimento in materiale composito ed alluminio. Per sfruttare i vantaggi aerodinamici dell'effetto portanza e per stabilizzare il volo, sono stati inseriti sulla navetta bus due alettoni laterali anteriori ed un alettone unico e più lungo posto sul tetto, oltre gli stabilizzatori posteriori, rendendola simile ad un aereo durante il volo orizzontale.

La presente invenzione verrà meglio dettagliata da alcune forme di realizzazione in cui ulteriori caratteristiche ed i vantaggi di questa navetta bus ad uno o due piani a decollo e atterraggio verticale, con una pluralità di propulsori solo elettrici turbo multi-eliche controrotanti e con una capacità di carico fino a 80 persone ed anche oltre, per una vera mobilità urbana di massa, secondo la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito di realizzazione, dato a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

- la FIGURA 1 illustra globalmente la vista esterna laterale della navetta bus, in accordo con la presente invenzione.

- la FIGURA 2 illustra globalmente la vista esterna dall'alto della navetta bus, in accordo con la presente invenzione.

la FIGURA 3 illustra globalmente la vista esterna anteriore della navetta bus, in accordo con la presente invenzione.

- la FIGURA 4 illustra globalmente la vista esterna posteriore della navetta bus, in accordo con la presente invenzione.

- la FIGURA 5 illustra globalmente la vista esterna laterale della navetta bus durante la fase di volo orizzontale in cui i propulsori sono ruotati di 45 gradi antiorari, in accordo con la presente invenzione.

- la FIGURA 6 illustra la sezione B-B della navetta bus di Figura 2.

- la FIGURA 7 illustra in una vista ingrandita la sezione del dettaglio A della Figura 3;

- la FIGURA 8 illustra in alto la vista esterna laterale della navetta taxi per 20 posti, mentre in basso illustra la sezione C-C di Fig. 10, della stessa navetta taxi;

- la FIGURA 9 illustra in alto la vista esterna posteriore della navetta taxi ed in basso la vista esterna anteriore della navetta taxi;

- la FIGURA 10 illustra globalmente la vista esterna dall'alto della navetta taxi;

- la FIGURA 11 illustra la navetta bus di Fig. 1, globalmente in una vista assonometrica tridimensionale;

Analizziamo quindi in dettaglio le caratteristiche di una forma di realizzazione di questa invenzione in cui nella Fig. 1 è mostrata globalmente la navetta bus 1 a decollo e atterraggio verticale, equipaggiata con una pluralità di propulsori solo elettrici 2 turbo multi-eliche controrotanti facenti parte della navetta stessa, che nel caso di figura sono in numero totale di sei. I propulsori 2, in accordo con una forma di realizzazione sono posizionati sempre a due a due simmetricamente rispetto all'asse longitudinale e collegati a coppie tramite un albero rotante 11 in acciaio inox. Questi alberi rotanti in acciaio inox, hanno una elevata resistenza strutturale capace di sostenere sia il peso della navetta, sia la spinta dei due propulsori posizionati alle loro estremità, necessari a movimentare la navetta in ogni direzione. Sugli alberi rotanti saranno montati una pluralità di cuscinetti 23 che attraverso i loro supporti esterni in acciaio 24 posizionati sotto gli elementi strutturali 25 e 26 del tetto della navetta stessa, supportano il peso dell'intera navetta bus 1 durante il volo, attraverso le strutture portanti longitudinali, longheroni e correnti nonché con le ordinate trasversali. In questa configurazione il baricentro della navetta bus è al di sotto degli alberi rotanti di supporto, diventando così un importante elemento auto stabilizzante per la navetta bus, sia durante il volo che nelle fasi di decollo ed atterraggio verticale.

I tre alberi rotanti 11 di cui sopra essendo ciascuno solidale ai due propulsori laterali 2, consentono la rotazione dei propulsori di spinta 2 a secondo delle esigenze del moto da indurre alla navetta bus. E' stato quindi progettato un meccanismo ad ingranaggi tra due ruote dentate 30 e 31, di cui una comandata da un motorino elettrico 32 e l'altra solidale con l'albero rotante 11, che permette una rotazione dell'albero che varia dai 45 gradi in senso antiorario ai 20 gradi in quello orario. La prima posizione di 45 gradi è necessaria per il moto orizzontale in avanti della navetta bus, come si vede in Fig. 5, mentre la seconda di 20 gradi, per brevi spostamenti all'indietro.

Dalle Fig. 1 e 2 si evincono gli ulteriori componenti che caratterizzano la navetta bus, come le ali orizzontali 3, i deflettori 4, i due timoni 5, le uscite di emergenza 6, i finestrini dei passeggeri 7, le griglie 8 di ingresso e uscita dell'aria di raffreddamento del vano tecnico, le travi 9 di appoggio della navetta bus sui sei piedi 10 di appoggio a terra della navetta stessa.

Dalle Fig. 3 e 4 si evince la posizione della struttura di sostegno 22 che comporta anche la chiusura laterale inferiore dell'alettone posto sul tetto della navetta.

La Fig. 6 mostra in dettaglio la sezione trasversale mediana della navetta bus, in cui si evince la cabina di pilotaggio 16 dei due piloti con la porta di sicurezza 17, gli alberi 11, i cuscinetti 23, i supporti 24 e le strutture di rinforzo 25. Nella parte posteriore della navetta bus, il portellone posteriore 12 di ingresso e uscita dei passeggeri, la scala 13 per salire al piano superiore con la ringhiera 14 di protezione, i sedili passeggeri 15 e le cappelliere 18. Infine nella parte bassa della navetta bus è stato individuato il vano tecnico per l'installazione delle batterie 19, dei serbatoi di idrogeno 20 e dei motori endotermici 21, tutti necessari a fornire la potenza richiesta ai propulsori elettrici, nonché l'autonomia necessaria.

La Fig. 7 illustra in una vista ingrandita la sezione del dettaglio A della Figura 3, in cui è stato progettato un meccanismo ad ingranaggi tra due ruote dentate 30 e 31, di cui una comandata da un motorino elettrico 32 e l'altra solidale con l'albero rotante 11, che permette una rotazione dell'albero e quindi dei due propulsori ad esso solidali, che varia dai 45 gradi in senso antiorario ai 20 gradi in quello orario.

Nelle figure dalla 8 alla 10, in accordo con una forma di realizzazione, è rappresentata una navetta più piccola ad un solo piano, per uso prevalente privato o come taxi, con soli quattro propulsori, ma che adotta esattamente la stessa tipologia di componenti della navetta bus, tranne i piedi di appoggio che in questo caso sono stati sostituiti da piccole ruote in gomma per rendere più agevoli dei piccoli spostamenti a terra.

Infine nella Fig. 11 viene illustra la navetta bus di Fig. 1, globalmente in una vista assonometrica tridimensionale che meglio fornisce la forma complessiva della navetta bus e la posizione relativa di ogni componente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Una navetta bus, ad uno o due piani, a decollo e atterraggio verticale con multi propulsori elettrici o turbofan, per il trasporto civile e militare di persone e materiali, nonché per il salvataggio estremo di persone dai grattacieli, che in una forma di realizzazione della presente invenzione è caratterizzata dal fatto che comprende: - la navetta bus 1 che ha una conformazione con le sezioni sia longitudinale che trasversale di tipo prevalentemente rettangolare, rastremata ed affusolata anteriormente in entrambi i versi, ove è posta la cabina di pilotaggio 16 per i due piloti. La navetta bus è dotata di due piani interni per i passeggeri, a quello superiore si accede tramite due scale laterali 13 subito dopo la porta d'ingresso ed uscita posteriore 12. Ogni piano ha due uscite di emergenza 6 e due file di finestrini, ciascuna posta lateralmente sui lati opposti. Su ogni piano vi sono due file laterali di sedili 15, ciascuna composta da due sedili affiancati, per un totale di 60/80 posti a sedere. Nella parte bassa della navetta bus è stato individuato il vano tecnico per l'installazione delle batterie 19, dei serbatoi di idrogeno 20 e dei motori endotermici 21, tutti necessari a fornire la potenza richiesta dai propulsori elettrici, nonché l'autonomia necessaria. la navetta bus è dotata di due alettoni laterali anteriori 3 ed un alettone unico e più lungo posto sul tetto 3, entrambi dotati di deflettori 4, oltre agli stabilizzatori 3 ed ai due timoni 5 posteriori, rendendola così simile ad un aereo durante il volo orizzontale. - la navetta bus è equipaggiata con una pluralità di propulsori solo elettrici 2 turbo multi-eliche controrotanti facenti parte della navetta stessa, che nel caso di figura 1 sono in numero totale di sei. (Questi propulsori solo elettrici sono già oggetto di richiesta di brevetto dal sottoscritto con N. 102018000003855 del 22/03/2018, presso l'UIBM). I propulsori 2, in accordo con una forma di realizzazione sono posizionati sempre a due a due simmetricamente rispetto all'asse longitudinale e collegati a coppie solidalmente tramite un albero rotante 11 in acciaio inox. I propulsori solo nel caso di uso militare della navetta, possono essere anche dei turbofan oggi già in commercio. In entrambi i casi di uso dei propulsori elettrici o di quelli turbofan, essi con la loro potenza complessiva consentono alla navetta bus di decollare ed atterrare regolarmente seguendo una linea verticale e successivamente con la loro rotazione forniscono la spinta necessaria alla navetta bus per il volo orizzontale. - Utilizzando gli stessi concetti progettuali e la stessa tipologia di componenti, la navetta bus di fig. 1 può essere sviluppata con dimensioni proprie e dei suoi componenti diverse, maggiori o minori di quella rappresentata in fig. 1. Solo a titolo di esempio una navetta più piccola per uso privato o taxi fino a 20 posti è rappresentata nelle figure dalla 8 alla 10.
2) La navetta bus a decollo e atterraggio verticale con multi propulsori elettrici o turbofan, in accordo alla rivendicazione 1), è caratterizzata dal fatto che in una forma di realizzazione della presente invenzione, comprende ulteriormente e più specificatamente in riferimento alle figure allegate: - una pluralità di alberi rotanti in acciaio inox 11, capaci di sostenere sia il peso della navetta, sia la spinta dei due propulsori 2 posizionati alle loro estremità. Su tali alberi rotanti sono montati una pluralità di cuscinetti 23 che attraverso i loro supporti esterni in acciaio 24 posizionati sotto gli elementi strutturali 25 e 26 del tetto della navetta stessa, supportano il peso dell'intera navetta bus 1 durante il volo, attraverso le strutture portanti longitudinali, longheroni e correnti nonché con le ordinate trasversali. In questa configurazione il baricentro della navetta bus è al di sotto degli alberi rotanti di supporto, diventando così un importante elemento auto stabilizzante per la navetta bus, sia durante il volo orizzontale che nelle fasi di decollo ed atterraggio verticale. - un meccanismo ad ingranaggi tra due ruote dentate 30 e 31, di cui una comandata da un motorino elettrico 32 e l'altra solidale con l'albero rotante 11, che permette una rotazione dell'albero che varia dai 45 gradi in senso antiorario ai 20 gradi in quello orario. Poiché ogni coppia di propulsori è solidale con l'albero rotante su cui è montata, ed il meccanismo è montato su tutti gli alberi rotanti, la rotazione di ciascun albero determina la stessa rotazione anche dei propulsori. La prima posizione di 45 gradi è necessaria per il moto orizzontale in avanti della navetta bus, come mostrato in Fig. 5, mentre la seconda di 20 gradi, serve solo per brevi spostamenti all'indietro. - una struttura di sostegno 22 dell'alettone posto sul tetto della navetta, che comporta anche la chiusura laterale inferiore dell'alettone stesso. - le tre travi 9 di appoggio della navetta bus sui sei piedi 10 di appoggio a terra della navetta stessa.