IT8304834A1 - Aerodina ad ala rigida - Google Patents
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Description
? AERODINA AD ALA RIGIDA "
RIASSUNTO
L'invenzione concerne un*aerodina ad ala rigida con almeno un'ala portante (1) e con almeno un gruppo propul: sore (3,4), come pure con una cabina (2), disposta nel o rispettivamente al disopra del piano dell'ala portante, per accogliere il carico. Il gruppo propulsore (3,4) o rispettivamente il suo asse ? supportato,in modo girevole in almeno una posizione obliqua rispetto all'ala portante (1). Nel centro della superficie o rispettivamente della spinta dell'ala portante (1) ? previsto almeno un passaggio d'aria o rispettivamente un condotto d'aria (5),attraversante l'ala portante (1) e rispettivamente o la cabina (2), per il flusso d'aria,generato dal gruppo pr?pulsore (3,4), in cui o rispettivamente nell'imboccatura del quale sono supportate in modo girevole almeno due farfalle di comando (7) per il comando dei movimenti di volo. Il gruppo propulsore (3,4) e le farfalle di comando (7) sono disposti almeno parzialmente all'interno di detto condotto d'aria o rispettivamente del passaggio d'aria (5) e sono supportati in modo girevole, all'interno di quest'ultimo, attorno ad un asse di rotazione (12) sostanzialmente perpendicolare all'asse (10) del gruppo propulsore (3,4), estendentesi all'interno del condotto d'aria o rispettivamente del passaggio d'aria (5).
DESCRIZIONE
L'invenzione concerne un'aerodina ad ala rigida con almeno un'ala portante e con almeno un gruppo propulsore, ad esempio un'elica o una turbina, come pure con una cabina, disposta nel o rispettivamente al disopra del piano dell'ala portante, per accogliere il carico, dalla qale si estende o estendono l'ala portante o rispettivamente le ali portanti, il gruppo propulsore o rispettivamente il suo asse essendo supportato in modo girevole in almeno una posizio obliqua rispetto all'ala portante.
Gli aeroplani a decollo verticale del tipo noto per il vo verticale necessitano di elevate potenze del gruppo motopropulsore, poich? per via della deviazione della spinta si verificano elevate perdite di energia. La spinta del gruppo motopropulsore dev'essere inoltre sostanzialmente pi? elevata del peso di decollo.
Al fine di evitare questi inconvenienti ? stata gi? proposta una aerodina,in cui l'elica ?'disposta a distanza al disopra della corona portapalette, la corona portapalette superiore essendo montata solo sul gruppo propulsore e la corona porta palette inferiore da un lato essendo montata al corpo portante e dall'altro lato ad una piastra portante o simile per il gruppo propulsore, la piastra portante o simile essendo supportata in modo girevole rispetto al gruppo propulsore (domanda di brevetto austriaca pubblicata A 537/80 e rispettivamente la domanda di brevetto tedesca DE-OS 3124525).?
Nel caso dell'aerodina del tipo noto sopranominato (DE-OS 1506048), il gruppo propulsore insieme con l'elica intubata ? sospeso alla fusoliera in modo girevole rispetto alla fusoliera fino a circa 60? attorno ad un asse orizzontale, estendetesi trasversalmente all'asse dell' elicaaerea come pure fino a circa 45? attorno ad un asse verticale, estendetesi trasversalmente all'ass'e dell'elica aerea. Il gruppo propulsore in questo caso si trova completamente al difuori della fusoliera e l'asse girevole per il gruppo propulsore si trova all'esterno della carcassa per il gruppo propulsore e rispettivamente per l'elica aerea. Sulla base di questa struttura per l'aereo mobile secondo la domanda di brevetto tedesca DE-OS 1506048 non ? possibile un decollo ed atterraggio verticali. Questo aeromobile richiede inoltre un impiego di energia molto elevato, poich? il flusso di aspirazione dell'elica aerea viene negativamente influenzato dalla fusoliera e rispettivamente dalla superficie portante.
In un'altra aerodina del tipo noto secondo la domanda di brevetto tedesca DE-OS 1556403 sono previsti separati motopropulsori per i voli verticali e orizzStale, poich? altrimenti l'impiego di energia sarebbe troppo elevato. Scopo dell'invenzione ? quello di evitare questi inconvenienti e di realizzare una aerodina, per la quale sia possibile un decollo ed atterraggio verticali, in cui all'atto del decollo la spinta del moto propulsore possa essere uguale o minore al peso di decollo.
Questo scopo viene raggiunto secondo l'invenzione in una aerodina del tipo sopradescritto per il fatto, che sostanzialmente nel centro della superficie o della spinta statica dell'ala portante, preferibilmente a forma di delta ? previsto almeno un passaggio d'aria o rispettivamente un condotto d'aria, attraversante l'ala portante e rispettivamente o la cabina, per il flusso d'aria generato dal gruppo propulsore, in cui o rispettivamente nell?imboccatura di esso sono supportate in modo girevole almeno due, preferibilmente almeno tre o pi? farfalle di comando per il comando dei movimenti di volo, e che il gruppo propulsore, a cui eventualmente ? associata una disposizione coassiale di palette direttrici per la generazione di un momento torcente contrario, e le farfalle di comando sono disposti, almeno parzialmente all'interno del detto condotto di aria o rispettivamente passaggio d'aria e sono supportati in modo girevole all'interno dello stesso attorno ad un asse girevole, disposto in modo sostanzialmente perpendico? lare all'asse del gruppo propulsore, estendentesi all'interno del condotto d'aria o rispettivamente del passaggio d'aria.
Secondo l'oggetto dell'invenzione il condotto d'aria ? quindi pratieamente disposto nel centro della superficie o rispettivamente della spinta statica dell'ala portante e l'intero gruppo propulsore ? girevole all'interno di detto condotto d'aria. Queste caratteristiche comportano i seguenti vantaggi : l'aerodina secondo l'invenzione pud decollare ed atterrare verticalmente e pu? inoltre raggiungere una elevata velocit? di volo orizzontale.
L'oggetto secondo l'invenzione pu? essere inoltre autosufficiente con un unico gruppo propulsore e richiede sostanzialmente una forza di spinta minore rispetto al ? dispositivo volante secondo la domanda di brevetto tedesca DE-OS 1506048.
Nella conformazione secondo l'invenzione per via della rotazione della o delle farfalla/e, prevista/e nel passaggio d'aria o rispettivamente nel condotto d'aria o rispettivamente in corrispondenza dell'imboccatura dello stesso, pu? essere raggiunto un decollo verticale, rispettivamente pu? essere raggiunto, senza rotazione del gruppo propulsore, il passaggio dal decollo verticale ad una direzione di volo orizzontale a regime. Il momento torcente contrario del gruppo propulsore, nel caso dell'ala portante verticale, pu? essere assorbito dalla disposizione delle palette direttrici.
Risulta opportuno che il gruppo propulsore, le farfalle di comando e la disposizione coassiale delle palette direttrici siano disposti entro un mantello comune, in particolare circolare,il quale li circonda a distanza, ed il quale ? supportato in modo girevole rispetto all'ala portante per mezzo dell'asse girevole.
Per annullare il momento torcente opposto risulta opportuno che palette direttrici della disposizione di palette direttrici siano disposte in modo girevole, preferibilmente insieme, attorno ad assi sostanzialmente perpendicolari all'asse del gruppo propulsore.
Le farfalle di comando per ilcomando del movimento di volo possono essere supportati in modo girevole parimenti attorno agli assi sostanzialmente perpendicolari all'asse del gruppo propulsore.
E1 di vantaggio che le palette direttrici della disposi? zione delle palette direttrici, destinata allag?nerazione del momento torcente contrario, siano disposte in modo girevole da un lato sul gruppo propulsore e dall'altro lato sul mantello?esso?:ciraondante,mentre le farfalle di comando siano eventualmente supportate in modo girevole solo sul gruppo propulsore.
Le farfalle di comando potrebbero essere anche supportate sul mantello
Al fine di un comando ottimale ? di vantaggio che la disposizione delle palette direttrici destinata alla generazione del momento torcente contrario, ? funzionalmente accoppiata, ad esempio per mezzo di un dispositivo asservito, all'impennaggio, disposto in particolare in corrispondenza del lato di coda dell'ala portante.
Risulta anche opportuno che l'asse del gruppo propulsore e l'asse del condotto d'aria o rispettivamente del passaggio d'aria siano disposti nel piano centrale longitudinale dell'ala simmetricamente conformata.
L'asse potrebbe essere disposto anche pi? in alto o pi? in basso
Una configuraziine vantaggiosa per quanto riguarda l'aerodinamica consiste nel fatto che l'ala portante decresce nella sua altezza o rispettivamente nel suo spessore dal suo lato anteriore o rispettivamente dalla sua punta diretta in direzione di volo sul condotto d'aria o rispettivamente il passaggio d'aria, il condotto d'aria o rispettivamente il passaggio d'aria allargandosi verso avanti in direzione di volo.
In questo caso risulta vantaggioso che il bordo dal
lato di coda del condotto d'aria ? formato dal un componente a conformazione arrotondata dell'ala portante.
Risulta anche vantaggioso che l'angolo di rotazione del gruppo propulsore attorno all'asse girevole sia di 90?.
Questo angolo di rotazione permette che sia possibile un decollo ed un atterraggio verticale con unico moto propulsore e che possano essere raggiunte elevate velocit? di volo orizzontale.
L'invenzione sar? descritta ulteriormente in seguito con riferimento al disegno in cui ? rappresentato un esempio di realizzazione dell'oggetto secondo 1'invenzione. Nel disegno rappresentano :
la Fig. 1 una vista dall'alto sull'aerodina secondo
1'invenzione;
la Fig. 2 una vista dall'alto sul gruppo propulsore insieme col condotto d'aria a scala ingrandita, parzialmente in sezione;
la Fig. 3 una sezione secondo la linea III di Fig. i
con un asse del gruppo propulsore, sostanzialmente
disposto in modo verticale;
la Fig. 4 una vista analoga a quella di Fig. 3, con
un'asse del gruppo propulsore, girato all'incirca di
90 nell'orizzontale, e
la Fig. 5 il dettaglio A di Fig. 4 a scala ingrandita.
L'aerodina rappresentata comprende un'ala portante 1,
vista dall'alto a forma di delta, con una cabina,
disposta nel o rispettivamente al disopra del piano
dell'ala portante, per accogliere il carico. La spinta
dinamica viene generata per via del movimento dell'intera aerodina con l'ala portante rigida, montata sulla cabina, relativamente all'aria circondante. L'aerodina viene quindi indicata quale aerodina ad ala rigida.
Per la propulsione dell'aerodina serve un gruppo propulsore 3 con un'elica 4. Il gruppo propulsore 3 con l'elica
4 ? disposto in un condotto d'aria 5, attraversante l'al ic portante 1, conformata^vista in sezione trasversale, quale profilo di una superficie portante. L'asse del condotto d'aria 5 si estende sostanzialmente in modo perpendicolare al piano dell'ala portante, cio? sostanzialmente verticale nel caso di una posizione di volo verticale. In direzione di flusso dell'aria, a distanza assiale a monte dell'elica 4, ? prevista una disposizione di palette direttrici 6 con almeno due palette direttrici per annullare il momento torcente contrario, e pure a distanza assiale da queste palette tre farfalle di comando 7 per il comando dei movimenti di volo. Le palette direttrici della disposizionexdi palette direttrici 6 sono disposte in modo girevole attorno ad assi 8 sostanzialmente perpendicolari all' asse del gruppo propulsore 3 e le farfalle di comando 7 sono parimenti supportate in modo girevole attorno ad assi 9, sostanzialmente perpendicolari all'asse del gruppo propulsore 3. L' asse centrale dell' intera disposizione di palette direttrici 6 si estende coassialmente all'asse 10 del gruppo propulsore 3. Il gruppo propulsore 3 con 1'?elica 4., la disposizione di palette direttrici 6 e le farfalle di comando 7 sono disposti in un mantello comune circolare 11, circondante questi componenti con distanza, ed il gruppo propulsore 3 con l'elica 4, la disposizi?&e di palette direttrici 6 e le farfalle di comando 7 sono insieme girevoli attorno ad un'asse 12, sotanzialmente perpendicolare all'asse 10 del gruppo propulsore 3. In Fig..5 l'angolo di rotazione ? indicato con alfa. Le palette direttrici 6 in questo caso sono supportate da un lato sul gruppo propulsore 3 e dall'altro lato sul mantello 11, mentre, invece, le farfalle di comando 7 sono supportate solo sul gruppo propulsore 3. Quest1ultime potrebbero essere supportate, ad esempio, anche sul mantello come indicato in Fig. 5 a linee tratteggiate.
La disposizione di palette direttrice.6 ? disposta a dis/tanza assiale dalle farfalle di comando 7 ed ? funzionalmente accoppiata ad un impennaggio 13, disposto in corrispondenza del lato di coda dell'ala portante 1, per mezzo di un dispositivo asservito non ulteriormente rappresentato.
L'asse di rotazione 12 per il gruppo propulsore 3 ? disposto all'interno dell'ala portante 1, cio? fra il suo lato superiore ed il lato inferiore,e si estende almeno approssimativamente in modo parallelo al lato inferiore dell'ala portante 1. Il condotto d'aria 5 ? realizzato nel centro della superficie o rispettivamente della spinta dell'ala portante 1, il bordo anteriore del condotto d'aria 5 essendo formato da una porzione d'ala portante terminante in modo sostanzialmente appuntito e il bordo del lato di coda del condotto d'aria 5 ? formato da una parte arrotondata dell'ala portante 1.
Per l'esercizio dell'aerodina dal gruppo propulsore l'aria viene aspirata dal lato superiore dell'ala portante e spinta verso il basso attraverso il condotto d'aria. Per via della depressione in corrispondenza del lato superiore dell'ala portante e per via del flusso d'aria generato questa superficie risulta portante anche nel caso di un decollo verticale. Per mezzo delle palette direttrici pu? essere annullato il momento torcente contrario del gruppo propulsore in modo ch? l'ala portante non esegue nessun movimento attorno all'asse del gruppo propulsore. Per via di una regolazione di dette palette direttrici pu? essere pi? o meno annullato il momento torcente contrario, un comando dell'aerodina essendo possibile sopra l'asse normale.
Nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose varianti, in particolare il gruppo propulsore non deve essere necessariamente girevole; risulta anche sufficiente che il gruppo propulsore con il suo asse sia inclinato in modo obliquo verso avanti; questa posizione ? rappresentata in Fig. 3 con linee a tratto e punto e l'angolo di inclinazione ? indicato con beta. In questo caso il gruppo propulsore pu? essere disposto in m?do rigido rispetto all'ala portante.
La cabina pu? essere realizzata in un solo pezzo con l'ala portante, ad esempio sistemata in una cavit? dell'ala portante. La cabina potrebbe per? essere eseguita anche quale gondola girevolmente supportata. La cabina e/o l'ala portante possono essere dotate di un carrello. L'ala portante pu? presentare anche una qualsiasi altra forma,ad esempio sostanzialmente triangolare o quadrangolare,ed essa pu? essere anche bombata o rispettivamente incurvata.
Quale gruppo propulsore possono essere presi in considerazione gruppi propulsori ad elica o anche motori con turboelica a benzina o elettrici . L'elica dovrebbe essere realizzata almeno a due pale?.
La disposizione delle palette direttrici e le farfalle di comando rispetto al gruppo propulsore potrebbe essere anche modificata; queste potrebbero essere disposte anche dal lato di aspirazione del gruppo propulsore o rispettivamente il gruppo propulsore potrebbe essere disposto nella direzione di flusso dell'aria fra la disposizione delle palette direttrici e le farfalle di comando. Preferibilmente vengono previste quattro o pi? farfalle di comando.
L'altezza del condotto d'aria pu? essere uguale o maggiore o minore allo spessore dellala portante. Potrebbe essere previsto anche un solo passaggio d'aria.
Il gruppo propulsore pu? essere fissato all'ala portante o rispettivamente alla cabina per mezzo di una struttura portante
Claims (1)
- RIV ENDICAZIONI1 - Aerodina ad ala rigida con almeno un ala portante e con almeno un gruppo propulsore, ad esempio elica o turbina, come pure con una cabina, disposta nel o rispettivamente al disopra del piano dell'ala portante, per accogliere il carico, dalla quale si estende/ estendonoin modo preferibilmente laterale 1'ala portante o rispettivamente le ali portanti, il giruppo propulsore o rispettivamente il suo asse essendo supportato in modo girevole rispetto all'ala portante in almeno una posizione obliqua, caratterizzata dal fatto,che, sostanzialmente nel centro della superficie o rispettivamente di spinta nell'ala portante (1) preferibilmente a forma di delta,? previsto un passaggio d'aria o rispettivamente condotto d'aria (5), attraversante l'ala portante (1) e rispettivamente o la cabina (2), per il flusso d'aria, generato dal gruppo propulsore (3,4), in cui o rispettivamente nell'imboccatura del quale sono supportate in modo girevole due preferibilmente almeno tre o pi?,farfalle di comando (7) per il comando dei movimenti di volo e che il gruppo propulsore (3,4), a cui eventualmente ? associata una disposizione di pallette direttrici coassiale (6) per la generazione del momento torcente contrario, e le farfalle di comando (7), sono disposti, almeno parzialmente all'interno di detto condotto d'aria o rispettivamente del passaggio d'aria (5) e sono supportati in m?do girevole all?interno dello stesso attorno ad un'asse di rotazione (12), sostanzialmente perpendicolare alleasse (10) del gruppo propulsore (3,4), estendentisi all'interno del condotto d'aria o rispettivamente del passaggio d'aria (5).2 - Aerodina secondo la rivendicazione i, caratterizzata dal fatto che il gruppo propulsore (3,4), le farfalle di comando (7) e la disposizione coassiale delle pallette direttrici (6) sono disposti all'interno di un mantello comune (11), in particolare circolare, il quale li circonda con distanza ed ? supportato in modo girevole rispetto all'ala portante (1) per mezzo dell'asse impennaggio (13), disposto in particolare in corrispondenza del lato di coda dell'ala portante (1), ad esempio per mezzo di un dispositivo asservito.7 - Aerodina secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto, che l'asse (10) del gruppo propulsore (3,4) e l'asse del condotto d'aria o rispettivamente del passaggio d'aria (5) sono disposti nel piano centrale longitudinale dell'ala portante (1) simmetricamente conformata.8 - Aerodina secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che l'ala portante (1) decresce nella sua altezza o rispettivamente nello spessore dal suo lato anteriore o rispettivamente dalla punta diretta in direzione di volo verso il condotto d'aria o rispettivamente verso il passaggio d'aria (5), il condotto d'aria o rispettivamente il passaggio d'aria allargandosi in direzione di volo verso avanti.9 - Aerodina secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il bordo del lato di coda del condotto d'aria (5) ? formato da una parte arrotondata dell'ala portante (1).10 - Aerodina secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzata dal fatto che l'angolo di protezione (alfa) del gruppo propulsore (3,4) attorno aldi rotazione (12).3 - Aerodina secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che le pallette direttrici della disposizione di palette direttrici (6) sono disposte in modo girevole, preferibilmente insieme, attorno ad assi (8), sostanzialmente perpendicolari all'asse (10) del gruppo propulsore (3,4).4 - Aerodina secondo una delle rivendicazione da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che le farfalle di comando (7) per il comando dei movimenti di volo sono disposte in modo girevole attorno ad assi (9), sostanzialmente perpendicolari all'asse (10) del gruppo propulsore (3,4). 5 - Aerodina secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto che le pallette direttrici della disposizione di pallette direttrici (6), destinata alla generazione del momento torcente,contrario, sono supportate in modo girevole,da un lato,al gruppo propulsore (3,4) e dall'altro lato sul mantello comune.(il) esse circondante, mentre, invece, le farfalle di comando (7) sono supportate in modo girevole eventualmente solo sul gruppo propulsore (3,4).6 - Aerodina secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto, che la disposizione di palette direttrici (6), destinata alla generazione del momento torcente contrario, ? accoppiata funzionalmente ad un l?asse di rotazione (12) ? di 90 .
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