ITBO20120121A1 - DEVICE FOR MEANS OF TRANSPORTATION OF THE TYPE OF A STABILIZING FIN, OF A RUDDER SHOVEL, OF A WING, OF A SPOILER AND SIMILAR. - Google Patents
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Description
Titolo: DISPOSITIVO PER MEZZI DI TRASPORTO DEL TIPO DI UNA PINNA STABILIZZATRICE, DI UNA PALA DI TIMONE, DI UN'ALA, DI UNO SPOILER E SIMILI. Title: DEVICE FOR MEANS OF TRANSPORT OF THE TYPE OF A STABILIZING FIN, A RUDDER, A WING, A SPOILER AND THE LIKE.
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di e simili. The present invention relates to a device for transport means of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, and the like.
E' noto che la forma di tali dispositivi influenza direttamente la reazione fluidodinamica del mezzo di trasporto, e in particolare la portanza (componente perpendicolare al moto della forza fluidodinamica che agisce su un corpo immerso in un fluido) dello stesso. It is known that the shape of these devices directly influences the fluid dynamic reaction of the means of transport, and in particular the lift (component perpendicular to the motion of the fluid dynamic force acting on a body immersed in a fluid) of the same.
La portanza à ̈ infatti generata dal moto delle pale del rotore principale di un elicottero, dall'ala di un aeroplano, dalle vele, dalla chiglia di una barca a vela, dagli aliscafi o dagli alettoni di un'automobile da corsa. Lift is in fact generated by the motion of the main rotor blades of a helicopter, the wing of an airplane, the sails, the keel of a sailboat, the hydrofoils or the ailerons of a racing car.
In particolare, in aeronautica, il profilo alare determina le caratteristiche di volo di un aeromobile, in quanto à ̈ la superficie dell'ala del velivolo che genera la portanza tramite le forze aerodinamiche che agiscono su di essa. In particular, in aeronautics, the airfoil determines the flight characteristics of an aircraft, as it is the surface of the aircraft wing that generates lift through the aerodynamic forces acting on it.
Diviene evidente che, qualora un'ala sia progettata per volare in modo ottimale ad elevate velocità , sarà piuttosto impegnativo effettuare i decolli e gli atterraggi (che iniziano e si concludono con l'aeromobile fermo). It becomes evident that, if a wing is designed to fly optimally at high speeds, it will be quite challenging to perform take-offs and landings (which begin and end with the aircraft stationary).
Ideale à ̈ quindi la possibilità di variare il profilo alare nelle diverse fasi. Ideal is therefore the possibility of varying the airfoil in the different phases.
A tale fine gli aeromobili utilizzano gli alettoni, sezioni mobili dell'ala, incernierati lungo il bordo di uscita che permettono di variare le caratteristiche aerodinamiche dell'ala in cui à ̈ installato, aumentandone o diminuendone la portanza, ma hanno un costo notevole di realizzazione. For this purpose, the aircraft use ailerons, movable sections of the wing, hinged along the trailing edge that allow you to vary the aerodynamic characteristics of the wing in which it is installed, increasing or decreasing its lift, but have a considerable cost of construction. .
In nautica, la forma della pala del timone (organo direzionale dell'imbarcazione) o delle pinne stabilizzatrici (usate per contrastarne l'oscillazione), determinano le caratteristiche di navigazione di un'imbarcazione, in quanto la loro superficie e in particolare la loro conformazione determina la portanza tramite le forze idrodinamiche che agiscono su di essa. In boating, the shape of the rudder blade (directional organ of the boat) or of the stabilizing fins (used to counteract its oscillation), determine the navigation characteristics of a boat, as their surface and in particular their conformation it determines lift through the hydrodynamic forces acting on it.
I dispositivi noti, applicati nella nautica, presentano generalmente profili simmetrici caratterizzati da una ridotta portanza e funzionalità . The known devices, applied in the nautical sector, generally have symmetrical profiles characterized by a reduced lift and functionality.
Compito principale del presente trovato à ̈ quello di risolvere i problemi sopra esposti, proponendo un dispositivo per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, in grado di variare le proprie caratteristiche fluidodinamiche. The main aim of the present invention is to solve the above problems, proposing a device for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and the like, capable of varying its fluid dynamic characteristics.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato à ̈ quello di proporre un dispositivo per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, in grado di incrementare la portanza dei mezzi di trasporto nel quale à ̈ installato. Within this aim, an object of the invention is to propose a device for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and the like, capable of increasing the bearing capacity of the means of transport in which it is installed.
Ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un dispositivo per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, di costi contenuti, di relativamente semplice realizzazione pratica e di sicura applicazione. A further object of the present invention is to provide a device for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and the like, of low cost, relatively simple to make in practice and safe to apply.
Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da un dispositivo per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, comprendente uno scheletro strutturale per il sostegno di almeno due costole sagomate di rinforzo, disposte sostanzialmente in serie, di supporto per una lamina di rivestimento avente la superficie interna affacciata e prossima ai bordi perimetrali di dette costole, caratterizzato dal fatto che detta lamina à ̈ deformabile fra due configurazioni limite, una prima configurazione di riposo, in corrispondenza della quale nessuna delle superfici esterne di detta lamina à ̈ sottoposta ad una pressione superiore ad un valore predefinito e fra detta lamina ed almeno una porzione di detti bordi à ̈ definita un'intercapedine, e da una seconda configurazione operativa, in corrispondenza della quale almeno una porzione della superficie esterna di detta lamina à ̈ sottoposta ad una pressione superiore ad un valore predefinito, con conseguente appoggio, per deformazione elastica, della corrispondente superficie interna di tale porzione al bordo della costola ad essa affacciato, modificando localmente la curvatura di detta lamina con incremento della reazione fluidodinamica di detto dispositivo sul mezzo di trasporto. This task and these purposes are achieved by a device for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and the like, comprising a structural skeleton for supporting at least two shaped ribs. of reinforcement, substantially arranged in series, to support a coating lamina having the internal surface facing and close to the perimeter edges of said ribs, characterized by the fact that said lamina is deformable between two limit configurations, a first resting configuration, in correspondence of which none of the external surfaces of said lamina is subjected to a pressure higher than a predefined value and between said lamina and at least a portion of said edges a gap is defined, and by a second operating configuration, in correspondence of which at least a portion of the external surface of said lamina is subjected to a pressure higher than a value predefined, with consequent support, by elastic deformation, of the corresponding internal surface of this portion on the edge of the rib facing it, locally modifying the curvature of said lamina with an increase in the fluid-dynamic reaction of said device on the means of transport.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del un dispositivo per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: la fig.1 rappresenta il dispositivo per mezzi di trasporto, secondo il trovato in vista frontale, con in linea tratteggiata una diversa configurazione di impiego; Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of a device for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and similar, according to the invention, illustrated by way of example and not of limitation, in the accompanying drawings, in which: Fig. 1 represents the device for transport means, according to the invention in front view, with a different configuration of use in broken line;
la fig.2 rappresenta il dispositivo per mezzi di trasporto, secondo il trovato in vista frontale; la fig.3 rappresenta schematicamente il dispositivo per mezzi di trasporto, secondo il trovato, in vista frontale; Fig. 2 shows the device for transport means, according to the invention in a front view; Fig. 3 schematically represents the device for transport means, according to the invention, in a front view;
la fig.3a à ̈ un ingrandimento di una porzione di figura 3, in una prima configurazione di impiego; la fig.3b à ̈ un ingrandimento di una porzione di figura 3, in una seconda configurazione di impiego; figure 3a is an enlargement of a portion of figure 3, in a first configuration of use; figure 3b is an enlargement of a portion of figure 3, in a second configuration of use;
la fig.3c à ̈ un ingrandimento di una porzione di figura 3, in una terza configurazione di impiego; la fig.4 rappresenta il dispositivo per mezzi di trasporto, secondo il trovato, in vista laterale; la fig.5 rappresenta il dispositivo per mezzi di trasporto, secondo il trovato, in vista dal basso. Con particolare riferimento a tali figure à ̈ indicato globalmente con 1 un dispositivo per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, che può comprendere uno scheletro strutturale 2 per il sostegno di almeno due costole sagomate di rinforzo 3. figure 3c is an enlargement of a portion of figure 3, in a third configuration of use; Fig. 4 is a side view of the device for transport means according to the invention; Fig. 5 shows the device for transport means, according to the invention, seen from below. With particular reference to these figures, the reference numeral 1 globally indicates a device for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and the like, which can comprise a structural skeleton 2 for the support of at least two shaped reinforcement ribs 3.
Tali costole 3 possono essere disposte sostanzialmente in serie per il supporto ad una lamina di rivestimento 4 che può avere la superficie interna 5 affacciata e prossima ai bordi perimetrali 6 delle costole 3 stesse. Said ribs 3 can be arranged substantially in series for supporting a coating lamina 4 which can have the internal surface 5 facing and close to the perimeter edges 6 of the ribs 3 themselves.
In campo nautico, nel caso più semplice, generalmente lo scheletro strutturale 2 può essere costituito da un albero solidale alle costole 3. Tale albero essendo girevole attorno al proprio asse per far assumere alle costole 3 stesse l'inclinazione e la posizione desiderata. In the nautical field, in the simplest case, generally the structural skeleton 2 can consist of a shaft integral with the ribs 3. This shaft is rotatable around its axis to make the ribs 3 assume the desired inclination and position.
Al contrario, in un aeromobile, generalmente lo scheletro strutturale 2 può essere costituito da almeno un longherone, ovvero una trave che attraversa longitudinalmente tutta l’ala e che à ̈ disposta ortogonale alle costole 3. On the contrary, in an aircraft, generally the structural skeleton 2 can consist of at least one spar, that is a beam that crosses the entire wing longitudinally and is arranged orthogonal to the ribs 3.
Secondo il trovato, la lamina 4 può essere deformabile fra due configurazioni limite, una prima configurazione di riposo ed una seconda configurazione operativa. According to the invention, the lamina 4 can be deformable between two limit configurations, a first rest configuration and a second operative configuration.
Quando la lamina 4 à ̈ in configurazione di riposo, nessuna delle superfici esterne 7 della lamina 4 può essere sottoposta ad una pressione superiore ad un valore predefinito (generalmente superiore alla resistenza alla deformazione elastica del materiale della lamina 4), e fra la lamina 4 ed almeno una porzione 8 dei bordi 6 può essere definita un'intercapedine 9. When the lamina 4 is in the rest configuration, none of the external surfaces 7 of the lamina 4 can be subjected to a pressure higher than a predefined value (generally higher than the resistance to elastic deformation of the lamina 4 material), and between the lamina 4 and at least a portion 8 of the edges 6 can be defined as a gap 9.
Quando invece la lamina 4 à ̈ in configurazione operativa, almeno una porzione 8 della superficie esterna della lamina 4 può essere sottoposta ad una pressione superiore ad un valore predefinito (generalmente superiore alla resistenza alla deformazione elastica del materiale della lamina 4), con conseguente appoggio, per deformazione elastica, della corrispondente superficie interna 10 di tale porzione 8 al bordo 6 della costola 3 ad essa affacciato. On the other hand, when the lamina 4 is in the operating configuration, at least a portion 8 of the external surface of the lamina 4 can be subjected to a pressure higher than a predefined value (generally higher than the resistance to elastic deformation of the material of the lamina 4), with consequent support by elastic deformation of the corresponding internal surface 10 of this portion 8 to the edge 6 of the rib 3 facing it.
Tale deformazione modifica localmente la curvatura della lamina 4 determinando l'incremento della reazione fluidodinamica del dispositivo 1 sul mezzo di trasporto. This deformation locally modifies the curvature of the lamina 4 causing an increase in the fluid dynamic reaction of the device 1 on the transport means.
La pressione del fluido (generalmente aria, nel caso di un'ala o di uno spoiler, e acqua, nel caso di una pinna stabilizzatrice o di una pala di timone) a cui à ̈ sottoposta la lamina 4, può essere quindi tale da deformarla elasticamente fino a farle assumere la forma maggiormente performante della costola 3 sottostante. The pressure of the fluid (generally air, in the case of a wing or a spoiler, and water, in the case of a stabilizer fin or a rudder blade) to which the blade 4 is subjected, can therefore be such as to deform it elastically until they assume the best performing shape of the underlying rib 3.
Questo implica che il dispositivo 1 può essere in grado di modificare la propria forma, in particolare il suo profilo, in funzione della diversa posizione angolare assunta. This implies that the device 1 may be able to modify its shape, in particular its profile, according to the different angular position assumed.
Il dispositivo 1 può comprende anche mezzi elastici 11, interposti fra la lamina 4 e la costola 3, preposti all'attenuazione e controllo della deformazione elastica della lamina 4. The device 1 can also comprise elastic means 11, interposed between the lamina 4 and the rib 3, designed to attenuate and control the elastic deformation of the lamina 4.
La deformazione della lamina 4 infatti avverrà in tempi brevissimi, con uno scatto (in seguito al fenomeno noto come instabilità di snapping o snap through). In fact, the deformation of the sheet 4 will occur in a very short time, with a snap (following the phenomenon known as snapping instability or snap through).
La presenza dei mezzi elastici 11 garantisce, in caso di improvviso e repentino aumento della pressione sulla lamina 4, che la stessa subisca una deformazione graduale. The presence of the elastic means 11 ensures, in the event of a sudden and sudden increase in the pressure on the lamina 4, that it undergoes a gradual deformation.
Infatti, una deformazione elastica rapida e drastica della lamina 4 potrebbe di fatto causarne la rottura stessa. In fact, a rapid and drastic elastic deformation of the lamina 4 could actually cause it to break.
Secondo una soluzione di indubbio interesse pratico e applicativo, illustrata in figura 3, la costola 3 può presentare fori passanti per l'alloggiamento scorrevole di almeno uno smorzatore 12, rappresentato schematicamente in figura 3, di contrasto alla deformazione contemporanea di entrambe le porzioni 8 della superficie esterna 7 della lamina 4, che di fatto modificherebbe il profilo del dispositivo 1 facendogli assumere una configurazione meno performante e riducendone l'efficacia. According to a solution of undoubted practical and applicative interest, illustrated in Figure 3, the rib 3 can have through holes for the sliding housing of at least one damper 12, schematically represented in Figure 3, to contrast the simultaneous deformation of both portions 8 of the external surface 7 of the lamina 4, which would actually modify the profile of the device 1 making it assume a less performing configuration and reducing its effectiveness.
In particolare, lo smorzatore 12 potrà essere un pistone preferibilmente di tipo idraulico, pneumatico e simili. In particular, the damper 12 may be a piston preferably of the hydraulic, pneumatic and similar type.
Inoltre il dispositivo 1, secondo il trovato, può comprendere uno strato di materiale deformabile 13, interposto fra la lamina 4 e il bordo 6 della costola 3, atto ad impedire il contatto diretto della lamina 4 con la costola 3 ed a facilitare il loro reciproco scorrimento. Furthermore, the device 1, according to the invention, can comprise a layer of deformable material 13, interposed between the lamina 4 and the edge 6 of the rib 3, able to prevent direct contact of the lamina 4 with the rib 3 and to facilitate their reciprocal scrolling.
In particolare, lo strato di materiale deformabile 13 potrà essere fissato direttamente alla costola 3 per mezzo di opportune viti di fissaggio 14. In particular, the layer of deformable material 13 can be fixed directly to the rib 3 by means of suitable fixing screws 14.
Il dispositivo 1, secondo il trovato può comprendere una pluralità di costole sagomate di rinforzo 3, disposte sostanzialmente in serie, di supporto per la lamina di rivestimento 4. The device 1 according to the invention can comprise a plurality of shaped reinforcing ribs 3, arranged substantially in series, to support the covering sheet 4.
Inoltre, il dispositivo 1, può anche comprendere mezzi di bloccaggio 15 della lamina 4 disposti in corrispondenza di una costola 3 scelta fra la prima, l'ultima ed almeno una disposta in posizione intermedia. Furthermore, the device 1 can also comprise means 15 for locking the lamina 4 arranged in correspondence with a rib 3 selected from the first, the last and at least one arranged in an intermediate position.
Si evidenzia che i mezzi di bloccaggio 15 saranno in numero sufficiente ad evitare che la lamiera 4 possa avere comportamenti anomali, ad esempio che, quando in configurazione di riposo, possa staccarsi. It is pointed out that the locking means 15 will be in a sufficient number to prevent the sheet 4 from having anomalous behavior, for example that, when in the rest configuration, it can detach.
La costola 3 presenta un profilo simmetrico sostanzialmente concavo del tipo dell'incavo di una paletta di turbina. The rib 3 has a substantially concave symmetrical profile of the type of the recess of a turbine blade.
Secondo un'ulteriore soluzione realizzativa, di particolare semplicità ed efficacia, il dispositivo 1 può essere conformato sostanzialmente come un timone di tipo tradizionale, costituito da una pluralità di costole sagomate di rinforzo 3, disposte sostanzialmente in serie, di supporto per una lamina di rivestimento 4 deformabile fra le due configurazioni limite, quella di riposo e quella operativa. According to a further embodiment solution, which is particularly simple and effective, the device 1 can be substantially shaped like a traditional rudder, consisting of a plurality of shaped reinforcement ribs 3, arranged substantially in series, to support a covering sheet 4 deformable between the two limit configurations, the rest one and the operative one.
La lamina 4 può essere in materiale preferibilmente scelto tra metallo, materiale composito, materiale polimerico e simili. The lamina 4 can be made of a material preferably selected from metal, composite material, polymeric material and the like.
Le costole 3 e lo scheletro strutturale 2 possono essere in materiale preferibilmente scelto tra metallo, materiale naturale (quale legno), materiale composito, materiale polimerico e simili. The ribs 3 and the structural skeleton 2 can be made of a material preferably selected from metal, natural material (such as wood), composite material, polymeric material and the like.
Vantaggiosamente, il dispositivo 1 per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, Ã ̈ in grado di variare le proprie caratteristiche fluidodinamiche. Advantageously, the device 1 for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and the like, is capable of varying its own fluid dynamic characteristics.
Positivamente, il dispositivo 1 per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, à ̈ in grado di incrementare la portanza dei mezzi di trasporto nel quale à ̈ installato. Positively, the device 1 for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and the like, is able to increase the lift of the means of transport in which it is installed. .
Si à ̈ in pratica constatato come il dispositivo 1 per mezzi di trasporto del tipo di una pinna stabilizzatrice, di una pala di timone, di un'ala, di uno spoiler e simili, secondo il trovato, assolva pienamente il compito prefissato in quanto à ̈ in grado di variare le proprie caratteristiche fluidodinamiche. In practice it has been found that the device 1 for means of transport of the type of a stabilizing fin, a rudder blade, a wing, a spoiler and the like, according to the invention, fully achieves the intended aim as it is ̈ able to vary its own fluid dynamic characteristics.
Il trovato, così concepito, à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.
Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione. In the illustrated embodiments, individual characteristics, reported in relation to specific examples, may actually be interchanged with other different characteristics, existing in other embodiments.
Inoltre à ̈ da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni. Furthermore, it should be noted that everything that in the course of the procedure for obtaining the patent turns out to be already known, is intended not to be claimed and subject to excerpt (disclaimer) from the claims.
In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. In practice, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.
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