ITPD970089A1 - Vertiplano - Google Patents

Description

D E SCR IZIO N E

dell'invenzione avente per titolo: "VERTIPLANO",

- Fin dai primi tentativi di volo con mezzi più pesanti dell'aria l'uomo ha cercato di ottenere decolli ed atter raggi verticali - idonei a rendere più comodi, più van= taggiosi e più diffusi i servizi aerei - ma solo dopo molto tempo dai primi voli a sospensione alare è riusci= to a realizzare il decollo verticale: ciò è avvenuto con l'elicottero, mezzo volante che in luogo delle ali usa uno o due rotori, costituiti da eliche portanti di gran= de diametro con pale funzionanti da ali a grande allunga mento ruotanti sul piano orizzontale e regolabili in vo= lo sia nell'incidenza collettiva che in quella ciclica.

Peraltro, l'elicottero ha forti limitazioni nella ve= locità e non può eguagliare in tale prestazione il rendi^ mento dell'aeroplano ad elica, che mediamente è quasi due volte più veloce dell'elicottero ed ha spese di gestione assai inferiori sia nei consumi di carburante, sia nelle spese di manutenzione, sia nei tempi di conseguente inat= tività: però l'aereo ad elica non può effettuare decolli ed atterraggi verticali.

I motori a getto hanno reso possibile il raggiungimen= to di velocità superiori a quelle conseguitili con gli aerei ad elica ed hanno anche consentito il volo verticale, ma con proibitivi consumi specifici di carburante, danno= se eiezioni di gas roventi al suolo e grande rumorosità: caratteristiche non tollerabili per gli usi civili.

La più riuscita combinazione fra elicottero ed aeereo ad elica è costituita dal convertiplano, un aereo con due rotori orientabili posti alle estremità alari: il modello più recente riesce a raddoppiare la velocità media dell'e licottero, ma ha enormi complicazioni meccaniche - più dell'elicottero - ed ha costi assai elevati di produzione e di gestione, anche per i lunghi periodi di manutenzione, e quindi di inattività, che arrivano mediamente ad oltre tre ore per ogni ora di volo.

Il mezzo di propulsione illustrato nella presente de= scrizione viene invece a congiungere i vantaggi dell'eli= cottero e quelli dell'aereo, consentendo il volo verticale ed una elevata velocità di crociera con alto rendimento, semplicità costruttiva e facile manovrabilità, con conse= guente affidabilità, costi assai contenuti di costruzione e di gestione, poca rumorosità.

E' costituito schematicamente da un rotore cilindrico a flussi tangenziali, come quello usato in alcuni ventila tori molto efficienti e silenzioni: va sistemato nel do anteriore delle semiali, ortogonale al movimento del velivolo. Tale rotore può avere il diametro di circa un quinto della corda dell'ala e di circa i tre mezzi del suo spessore massimo. Il perno centrale del rotore va fissato con due o più sostegni a ciascuna semiala e porta lungo la sua circonferenza un numero elevato di alette longitudinali con sezione arcuata aerodinamica, il cui bor do esterno è rivolto in avanti rispetto al senso di rota= zione. Perciò il rotore viene a creare nell'aria una tri= plice azione: di trascinamento tangenziale, di aspirazione centripeta e poi di accelerazione centrifuga verso l'ester no. Perciò il rotore viene a trascinare con sè ed in parte al suo interno una grande quantità dell'aria fredda ester= na elle poi espelle ad alta velocità all'indietro, nel pun= to in cui viene ad indebolirsi maggiormente l'azione cen= tripeta.

Come evidenziato nel disegno schematico n. 1 della ta= bella unica allegata alla presente descrizione, il senso di rotazione della parte anteriore del rotore è diretto dall'alto verso il basso e poi all'indietro, per cui il rotore, con l'ala ad esso collegata, tende a spostarsi neJL l'aria sia verso l'alto che verso l'avanti. La parte che gira verso l'alto ed in avanti è coperta dall'ala.

Il regime di rotazione del rotore va tenuto molto ele= vato. I rotori delle semiali del velivolo vanno

assieme con il loro perno, il quale a sua volta va colle gato ad uno o più motori sistemati opportunamente dentro o fuori della carlinga.

Come indicato con punteggiatura nel predetto disegno n. 1 (v. lettera A), il rotore predetto può essere paragonato schematicamente a quello di un ventilatore centri fugo privato della coclea di espansione e ciò rende evi= dente che l'aria trascinata all'esterno (v. lett. B) ver rà sospinta sotto l'ala verso la parte posteriore unita= mente a quella entrata nel rotore per l'incidenza centrjL peta delle alette tangenziali (v. lett. C) e sfogata poi all'eterno ad alta velocità per effetto della forza cen= trifuga (v. lett. D) nel punto in cui quella trascinata esternamente si stacca dal rotore e va a finire sotto l'ala.

Invece, nelle eliche non intubate l'effetto centrifu= go va in gran parte disperso in turbolenze assieme a quelle tangenziale di trascinamento; inoltre, il moto o= bliquo delle pale dell'elica rispetto al movimento del velivolo comporta una grande velocità periferica che crea problemi aerodinamici e ne abbassa il rendimento col crescere della velocità dell'aereo. A pari velocità del velivolo, le alette a grande allungamento del rotore tangenziale - che a differenza dell'elica procedono alla stessa velocità ed efficacia lungo tutta la loro esten= sione e creano un flusso pressoché laminare - non rag= giungono mai la velocità delle estremità dell'elica. E= gualmente, le alette periferiche del rotore tangenziale non raggiungono la elevata velocità delle pale avanzanti del rotore dell'elicottero, perciò assai rumorose e limi tative della velocità di tale mezzo aereo, nè hanno biso gno dei relativi complicati, pesanti e costosi meccani» smi di correzione dell'incidenza delle pale. Come detto in precedenza, inconvenienti anche superiori di complica zioni, peso e costi ha il convertiplano, i cui rotori in clinabili fungono anche da elica, ma in modo non ottima» le. Infine, nei velivoli attuali il bordo delle ali provoca con la velocità una crescente resistenza, mentre nel vertiplano l'ala segue il rotore che devia sotto l'a la stessa ed assorbe al proprio interno l'aria che incontra durante il volo utilizzandone io buona parte la presi sione dell'avanzamento per una maggiore propulsione, co= me avviene nei motori a getto. Infatti, durante l'avanza mento del complesso rotore-ala l'aria incontrata nel suo movimento viene ad unirsi ai due flussi predetti, renden do più efficace la spinta del rotore e consentendo al vertiplano velocità più elevate di quelle raggiungibili dagli analoghi aerei ad elica.

Come indicato schematicamente nei disegni nn· 1 e 2, sotto le ali vanno applicati due piani mobili che potran no anche fungere da ipersostentatori nella discesa pla= nata del velivolo ma che principalmeate serviranno a de= viare verso il basso il flusso d'aria della propulsione generando così la spinta per il volo verticale e per il volo stazionario; dopo di che tali piani verranno gra» dualmente riportati nella posizione di riposo per con= sentire il volo orizzontale del velivolo.

Per poter effettuare le necessarie manovre di asse= stamento del velivolo durante il volo verticale ed il volo stazionario i piani di deviazione del flusso saran no più corti delle sezioni del rotore, in modo che par= te del flusso continuerà a defluire all1indietro azio= nando così gli impennaggi di coda e gli alettoni, adat= tati a questo tipo di velivolo con forma longitudinale e posti alle estremità alari, come indicato in via di massima nei disegni. La modesta epinta in avanti che su birà con ciò il vertiplano potrà essere compensata da una leggera cabrata oppure da una maggiore rotazione in avanti dei piani di deviazione del flusso portante. In tal modo la guida del velivolo non varierà sostanziai mente nelle varie fasi del volo verticale ed orizzontale.

Gli allegati disegni nn. 2, 3 e 4 mostrano schemati= camente come potrebbe apparire un vertiplano da 2-4 po= sti: è rappresentato con appoggio su pattini, ma potreb be anche essere munito di ruote eventualmente retratti= li per decolli ed atterraggi planati e per le comodità di spostamenti a terra.

Queste sono Le modalità schematiche sufficienti al= L'esperto per L'attuazione dei vertipiano. In concreta appiicazione potranno esservi delie variantif ma senza pregiudizio alia sostanza del concetto innovativo che è caratterizzato dalia originale coordinazione di ele= mentì già conosciuti in tutto od in parte, che però ven gono combinati in modo da consentire risultati nuovi che costituiscono un progresso tecnico.

Pertanto, con riferimento alla descrizione che prece de ed ai disegni acclusi, si esprimono Le seguenti ri= vendicazìoni:

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1*) VERTIPLANO, costituito da un velivolo con capacità di decollo ed atterraggio verticali, nonché di volo sta zionario e di volo orizzontale assai veloce in forza di un nuovo mezzo di propulsione consistente in un rotore tangenziale applicato nel "bordo anteriore delle ali, idoneo ad accelerare una gran massa d'aria fredda verso il basso per il volo verticale e stazionario e verso l'indietro per il volo orizzontale, utilizzando io que= sto caso per la maggiore efficienza la pressione aerodi namica che si crea con la velocità davanti al bordo anteriore delle ali. 2*) VERTIPLANO, caratterizzato dal fatto che i disposi= tivi che regolano l’assetto del velivolo nel volo verti cale e stazionario sono gli stessi che regolano il bec= cheggio, il rollio e l'imbardata nel volo orizzontale. 3*) VERTIPLANO, che può essere dotato di uno o più moto ri posti dentro o fuori della fusoliera. 4*) VERTIPLANO, caratterizzato dal fatto che viene a congiungere le capacità proprie dell'elicottero e del= l'aeroplano in ordine al volo verticale, stazionario ed orizzontale veloce, per effetto degli originali disposi tivi indicati nei punti precedenti, che si intendono pro tetti da presente brevetto, il tutto come descritto ed illustrato per gli scopi specificati.