ITPS960026A1

ITPS960026A1 - Hang glider with optimized structure for motor propulsion

Info

Publication number: ITPS960026A1
Application number: IT96PS000026A
Authority: IT
Inventors: Ernesto Venturi
Original assignee: Veleria Dedalo Di Pedini Emanu
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1998-06-11
Also published as: ITPS960026A0; IT1289279B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del trovato avente per titolo: of the invention entitled:

"Deltaplano con struttura ottimizzata per la propulsione a motore", "Hang glider with structure optimized for motor propulsion",

Il trovato in oggetto concerne un deltaplano avente una particolare struttura, ottimizzata per la propulsione a motore. The present invention relates to a hang glider having a particular structure, optimized for motor propulsion.

La caratteristica peculiare dei deltaplani, che li distingue dagli altri velivoli ultra-leggeri, è il sistema di controllo, che non prevede superfici mobili come timoni, derive, flaps, ma è affidato unicamente alla possibilità di alterarne l'assetto, sugli assi di beccheggio e di rollìo, con lo spostamento relativo del peso del pilota in avanti o all'indietro ed a destra od a sinistra, con un movimento pendolare. Sull'asse di imbardata non vi è controllo diretto da parte del pilota, ma, grazie alla particolare geometria dell'ala, che presenta un accentuato angolo di freccia, l'imbardata stessa viene regolata dal controllo trasversale. The peculiar feature of hang gliders, which distinguishes them from other ultra-light aircraft, is the control system, which does not include moving surfaces such as rudders, fins, flaps, but is entrusted solely to the possibility of altering their attitude, on the pitch axes. and rolling, with the relative displacement of the pilot's weight forward or backward and to the right or left, with a pendular movement. On the yaw axis there is no direct control by the pilot, but, thanks to the particular geometry of the wing, which has an accentuated arrow angle, the yaw itself is regulated by the transverse control.

Un'altra particolarità dei deltaplani è la possibilità di poter essere rapidamente smontati e ridotti in dimensioni che ne permettono un facile trasporto, anche sul tettuccio delle automobili. Per questo la struttura metallica è dotata di un insieme di cerniere in vari punti, che ne permettono il rapido ripiegamento od estensione, analogamente ad un ombrello. La necessaria rigidità è assicurata da un insieme di tiranti in cavetto d'acciaio, messi in tensione da un puntone superiore, detto torre, e da una struttura triangolare, o trapezio, nella parte inferiore. Il trapezio, oltre alla funzione strutturale, ha anche il compito di trasmettere i comandi del pilota all'ala. Another peculiarity of hang gliders is the possibility of being quickly disassembled and reduced in size that allow easy transport, even on the roof of cars. For this reason, the metal structure is equipped with a set of hinges at various points, which allow it to be quickly folded or extended, similar to an umbrella. The necessary rigidity is ensured by a set of steel cable tie rods, tensioned by an upper strut, called the tower, and by a triangular structure, or trapezoid, in the lower part. The trapeze, in addition to the structural function, also has the task of transmitting the pilot's commands to the wing.

Il pilota è sostenuto da una imbracatura agganciata in un punto centrale del deltaplano, corrispondente al baricentro e quindi al punto di equilibrio delle forze di portanza, resistenza e peso. Il pilota, potendo agire sul trapezio, ha la possibilità di alterare questo equilibrio, spostando il proprio peso longitudinalmente e/o trasversalmente. Questa alterazione controllata di equilibri permette il controllo della velocità e della direzione e quindi la guida del mezzo. The pilot is supported by a harness attached to a central point of the hang glider, corresponding to the center of gravity and therefore to the point of balance of the lift, resistance and weight forces. The pilot, being able to act on the trapeze, has the possibility of altering this balance by shifting his weight longitudinally and / or transversely. This controlled alteration of balance allows the control of speed and direction and therefore the driving of the vehicle.

Una ulteriore caratteristica dei deltaplani è la possibilità di decollo ed atterraggio senza ruote, con l'esclusivo uso delle gambe del pilota, grazie al ridotto peso del mezzo ed alla bassa velocità di stallo. A further feature of hang gliders is the possibility of take-off and landing without wheels, with the exclusive use of the pilot's legs, thanks to the reduced weight of the vehicle and the low stall speed.

Nel corso degli anni sono stati fatti molti tentativi di motorizzare i deltaplani. Una prima soluzione consisteva nell'applicazione di un piccolo motore, in una zona baricentrica dell'ala, il quale trasmetteva il moto ad un'elica, posta all'estremità posteriore del tubo di chiglia, tramite un lungo asse di trasmissione. Questo mezzo presentava seri problemi di stabilità longitudinale, poiché il motore, essendo solidale all'ala, non concorreva al controllo pendolare del pilota. Over the years, many attempts have been made to motorize hang gliders. A first solution consisted in the application of a small engine, in a barycentric area of the wing, which transmitted the motion to a propeller, placed at the rear end of the keel tube, through a long transmission axis. This vehicle presented serious problems of longitudinal stability, since the engine, being integral with the wing, did not contribute to the pendular control of the pilot.

Successivamente si sviluppò una struttura che prevedeva un carrello a tre ruote, per agevolare il decollo, un sedile centrale per il pilota ed un motore posteriore, con elica propulsiva. Il tutto veniva unito all'usuale punto d'aggancio tramite uno snodo cardanico. Nei mezzi di questo tipo il motore e la spinta dell'elica insistono sulla parte sospesa, salvaguardando le caratteristiche di stabilità e di controllo proprie dei deltaplani senza motore. Subsequently, a structure was developed that provided for a three-wheeled trolley, to facilitate take-off, a central seat for the pilot and a rear engine, with propulsive propeller. Everything was joined to the usual coupling point by means of a cardan joint. In vehicles of this type, the engine and the thrust of the propeller insist on the suspended part, safeguarding the characteristics of stability and control typical of hang gliders without motor.

Questa configurazione, con gli opportuni sviluppi apportati dal progresso e dall'esperienza, è quella tuttora usata nei moderni deltaplani a motore, sia ad uno che a due posti. Poiché il decollo e l'atterraggio avvengono su ruote, si è rinunciato ad una bassa velocità di stallo in favore di più alte velocità massime e di crociera. Per l'aumentato peso dei più potenti motori, e quindi delle strutture, anche per la possibilità di portare due persone, gli attuali deltaplani a motore vengono in genere riposti completamente montati. Tuttavia essi conservano importanti vantaggi sugli ultraleggeri a comandi tradizionali, in termini di facilità di apprendimento, di semplicità costruttiva, manutenzione e costi ridotti, mentre sono sfavoriti nelle prestazioni velocistiche, nella possibilità di rimessaggio (data la maggiore altezza) e nel comfort, non essendo possibile adottare un abitacolo chiuso, per la presenza della struttura mobile di controllo. This configuration, with the appropriate developments brought about by progress and experience, is the one still used in modern motorized hang gliders, both one and two-seater. Since take-off and landing take place on wheels, a low stall speed has been dispensed with in favor of higher top and cruising speeds. Due to the increased weight of the more powerful engines, and therefore of the structures, also due to the possibility of carrying two people, current motorized hang gliders are generally stored completely assembled. However, they retain important advantages over the ultralights with traditional controls, in terms of ease of learning, construction simplicity, maintenance and reduced costs, while they are disadvantaged in speed performance, in the possibility of storage (given the greater height) and in comfort, not being It is possible to adopt a closed cockpit, due to the presence of the mobile control structure.

Lo scopo del presente trovato è quello di rendere disponibile un deltaplano motorizzato che mantenga i vantaggi tipici di questi mezzi e sia privo degli inconvenienti sopra elencati. Il deltaplano che si descrive presenta inoltre altri importanti vantaggi, che verranno di seguito indicati, relativi alle caratteristiche di volo e di sicurezza. The object of the present invention is to make available a motorized hang glider which maintains the typical advantages of these means and is free from the drawbacks listed above. The hang glider that is described also has other important advantages, which will be indicated below, relating to the flight and safety characteristics.

Il deltaplano in oggetto ha un'ala comprendente una trave trasversale autoportante (non controventata), avente la doppia funzione di mantenere aperte le due semi-ali, nelle quali è ora suddivisa la superficie alare complessiva e di supportare autonomamente il carico applicato. La trave è unita agli altri tubi alari ed al tubo di chiglia mediante un apposito snodo, disposto in posizione baricentrica. The hang glider in question has a wing comprising a self-supporting (not braced) transverse beam, having the dual function of keeping the two half-wings open, into which the overall wing surface is now divided and of independently supporting the applied load. The beam is joined to the other wing tubes and to the keel tube by means of a special joint, placed in a barycentric position.

Questa architettura consente di eliminare tutte le strutture ed i cavetti esterni alla velatura e quindi di ridurre la resistenza all'avanzamento e l'ingombro verticale, con la conseguenza di facilitare anche il rimessaggio del mezzo. This architecture makes it possible to eliminate all the structures and cables external to the veil and therefore to reduce the resistance to advancement and the vertical bulk, with the consequence of also facilitating the storage of the vehicle.

Risultano anche migliorate la resistenza alle sollecitazioni, il comportamento in condizioni di turbolenza ed altre importanti caratteristiche di volo. Infatti: Stress resistance, turbulent behavior and other important flight characteristics are also improved. Indeed:

• la struttura è elastica, essendo in grado di deformarsi proporzionalmente al carico applicato. • the structure is elastic, being able to deform proportionally to the applied load.

Questa elasticità, praticamente assente nelle tradizionali strutture conroventate, consente un miglior assorbimento delle sollecitazioni dovute a manovre od a turbolenza dell'aria: il mezzo risulta perciò più confortevole e sicuro. This elasticity, practically absent in traditional conrovent structures, allows better absorption of the stresses due to maneuvers or air turbulence: the vehicle is therefore more comfortable and safe.

• Si ha una minor resistenza all'avanzamento, per l'assenza delle controventature esterne e della torre superiore. Questo vantaggio, che aumenta notevolmente con l'aumentare della velocità, porta ad una minor richiesta di potenza del motore e quindi a minori consumi ed a riduzione di peso, o, a parità di potenza del motore, a maggiore velocità del mezzo. • There is less resistance to advancement, due to the absence of external bracing and the upper tower. This advantage, which increases considerably with increasing speed, leads to a lower demand for engine power and therefore to lower consumption and weight reduction, or, for the same engine power, to higher vehicle speed.

• Non essendoci più controventature, anche il trapezio perde la sua funzione strutturale e pertanto può essere mantenuto, per il controllo del velivolo, o sostituito da una cloche con relativi rinvìi. Se mantenuto, il trapezio potrà essere dimensionato liberamente, consentendo un abbassamento dell'ala verso l'insieme pilotamotore, e quindi del baricentro, con vantaggi in fase di rullaggio e di volo. In tal modo l'ala, che per le sue dimensioni è la maggior fonte di resistenza, viene a trovarsi più vicina all'asse di spinta dell'elica, con conseguente riduzione del braccio di leva delle due forze opposte, che determinano il momento cabrante tipico dei pendolari motorizzati, in regime di massima potenza. La barra di guida, non fungendo più da tirante, può assumere forme più adeguate per l'ergonomia di guida. In particolare, curvandola verso il basso con raggio pari alla sua distanza dal centro di rotazione trasversale, risulta possibile adottare una cabina chiusa, solcata unicamente da una sottile fessura per il passaggio della barra di controllo. Risultati ancora migliori si otterrebbero con l'adozione di una cloche che agisca, con cavi, pulegge e leve, in due punti della chiglia ed in due punti della traversa. • Since there are no more braces, the trapezium also loses its structural function and therefore can be maintained, for the control of the aircraft, or replaced by a joystick with relative referrals. If maintained, the trapeze can be freely dimensioned, allowing a lowering of the wing towards the pilot-engine assembly, and therefore of the center of gravity, with advantages during taxiing and flight. In this way the wing, which due to its size is the greatest source of resistance, is closer to the thrust axis of the propeller, with a consequent reduction of the lever arm of the two opposing forces, which determine the lifting moment. typical of motorized commuters, at maximum power. The guide bar, no longer acting as a tie rod, can take on more suitable shapes for driving ergonomics. In particular, by bending it downwards with a radius equal to its distance from the center of transverse rotation, it is possible to adopt a closed cabin, furrowed only by a thin slot for the passage of the control bar. Even better results would be obtained with the adoption of a joystick that acts, with cables, pulleys and levers, in two points of the keel and in two points of the crossbar.

• Una prerogativa del particolare fissaggio della traversa alla chiglia e della suddivisione dell'ala in due semi-ali è che il blocco centrale, durante l'impostazione di una virata, essendo solidale sul piano trasversale al palo del carrello, ruota attorno alla chiglia e sposta per reazione il centro della trave trasversale ( e con esso la velatura) dalla parte opposta alla virata. Poiché il centro della velatura è fissato posteriormente alla chiglia, e poiché la chiglia stessa viene spostata (rispetto al resto della struttura) verso il lato interno alla virata, ne consegue che la velatura della semi-ala esterna è sottoposta ad una maggiore tensione, con conseguente aumento della portanza, mentre al contrario si riduce la tensione, e quindi la portanza, della semi-ala interna, con il risultato di agevolare la virata. • A prerogative of the particular attachment of the transom to the keel and of the division of the wing into two half-wings is that the central block, during the setting of a tack, being integral on the transverse plane to the carriage pole, rotates around the keel and moves by reaction the center of the transverse beam (and with it the canopy) to the opposite side of the tack. Since the center of the canopy is fixed behind the keel, and since the keel itself is moved (with respect to the rest of the structure) towards the inner side of the tack, it follows that the outer half-wing canopy is subjected to greater tension, with consequent increase in lift, while on the contrary the tension, and therefore the lift, of the inner semi-wing is reduced, with the result of facilitating the turn.

Il trovato viene ora descritto in dettaglio, facendo riferimento alle tavole di disegni allegate, che illustrano a solo titolo esemplificativo una sua possibile realizzazione. The invention is now described in detail, with reference to the attached drawings, which illustrate, by way of example only, one possible embodiment thereof.

La fig.l, tav.l, mostra una vista prospettica del deltaplano a motore. Fig. 1, table 1, shows a perspective view of the motorized hang glider.

La fig.2, tav.2, rappresenta un particolare dell'attacco snodato che collega il tubo di sostegno del carrello alla trave trasversale ed al tubo di chiglia. Fig. 2, table 2, shows a detail of the articulated connection that connects the support tube of the trolley to the transverse beam and to the keel tube.

La fig.3 mostra come si modifica la posizione dell'attacco snodato rispetto alla trave, durante una virata. Fig. 3 shows how the position of the articulated hitch changes with respect to the beam, during a turn.

La figura 4, tav.3, rappresenta una vista del deltaplano a motore nella versione con abitacolo chiuso. Figure 4, table 3, represents a view of the motorized hang glider in the version with closed cockpit.

La figura 5, tav.4, rappresenta una vista anteriore comparata del deltaplano in oggetto e di un deltaplano motorizzato tradizionale, al fine di evidenziare il diverso ingombro in altezza, determinato dalle due differenti architetture strutturali . Figure 5, table 4, represents a comparative front view of the hang glider in question and of a traditional motorized hang glider, in order to highlight the different height dimensions, determined by the two different structural architectures.

In fig.l con il riferimento 1 è indicata la trave autoportante, collegata al tubo di chiglia 2 ed ai tubi alari 3 e 4. Con 5 e 6 sono indicate le due semi-ali. Con il riferimento 7 è indicato il trapezio e con 8 il tubo di sostegno del carrello 9, al quale sono fissati il sedile 10 ed il motore 11, azionante l’elica 12. In fig. 1 the reference 1 indicates the self-supporting beam, connected to the keel tube 2 and to the wing tubes 3 and 4. The two half-wings are indicated by 5 and 6. The reference 7 indicates the trapezoid and with 8 the support tube of the carriage 9, to which the seat 10 and the motor 11 are fixed, driving the propeller 12.

Con 13, figure 2 e 3, è indicata una staffa articolata che collega il tubo di sostegno 8 del carrello alla trave 1 ed al tubo di chiglia 2. Con 14 e 15 sono indicati i due perni dell’articolazione, che consentono rispettivamente l’inclinazione in senso trasversale ed in senso longitudinale del tubo di sostegno 8 del carrello, al fine di consentire la guida del mezzo tramite il movimento pendolare impresso dal pilota. With 13, figures 2 and 3, an articulated bracket is indicated that connects the support tube 8 of the trolley to the beam 1 and to the keel tube 2. With 14 and 15 are indicated the two articulation pins, which respectively allow the transversal and longitudinal inclination of the support tube 8 of the trolley, in order to allow the vehicle to be guided by means of the pendular movement imparted by the pilot.

Durante una virata, la staffa articolata 13 si sposta come mostrato nell'esempio di fig.3, determinando il disassamento del tubo di chiglia 2, e quindi dell'asse della vela, rispetto all'asse 14 della struttura, con la conseguenza di aumentare la tensione, e quindi la portanza della semi-ala esterna e di ridurre la tensione e la portanza della semi-ala interna, con il risultato di agevolare la virata. During a turn, the articulated bracket 13 moves as shown in the example of fig. 3, causing the offset of the keel tube 2, and therefore of the sail axis, with respect to the axis 14 of the structure, with the consequence of increasing the tension, and therefore the lift of the outer half-wing and to reduce the tension and lift of the inner half-wing, with the result of facilitating the turn.

Con il riferimento 16 è indicato l'abitacolo, nella versione con abitacolo chiuso e comando a cloche di fig.4, tav.3. Reference 16 indicates the passenger compartment, in the version with closed passenger compartment and joystick control of fig. 4, table 3.

In virtù della trave autoportante che sostiene le due semi-ali, senza impiego di tiranti, l'ingombro in altezza del deltaplano motorizzato in oggetto, rappresentato a sinistra nella fig.5 di tav.4, è notevolmente inferiore a quello di un deltaplano motorizzato di tipo tradizionale, rappresentato a destra nella stessa figura. By virtue of the self-supporting beam that supports the two semi-wings, without the use of tie rods, the height encumbrance of the motorized hang glider in question, shown on the left in fig. 5 of table 4, is considerably lower than that of a motorized hang glider traditional type, shown on the right in the same figure.

In entrambe le versioni, con abitacolo aperto e chiuso, in sostituzione del trapezio potrebbe essere utilizzata una cloche, con relativi rinvìi. Anche altri dettagli costruttivi non essenziali potrebbero essere diversi da quelli illustrati a solo titolo esemplificativo, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato. In both versions, with open and closed cockpit, a joystick could be used in place of the trapezoid, with relative links. Other non-essential construction details could also be different from those illustrated by way of example only, without thereby departing from the scope of the present invention.

Claims

CLAIMS la) Hang-glider with structure optimized for motor propulsion, essentially comprising a wing, structural elements, an engine driving a propeller, one or two seats, driving means and a trolley, characterized by the fact that the wing comprises a self-supporting transverse beam (1), connected to the keel (2) and to the two wing tubes (3) and (4), which autonomously supports the applied load, thus allowing to eliminate the tower and the upper and lower stiffening tie rods of the wing and, if desired, also the trapezoid. 2a) Hang-glider as per the a) claim, characterized in that the self-supporting beam is joined to the wing tubes and the keel tube by means of an articulated bracket (13), arranged in a barycentric position, comprising pins (14) and (15) which they respectively allow the transversal and longitudinal displacement of the tube (8) which supports the trolley. 3a) Hang glider as per the previous claims, characterized by the fact that the overall wing surface is divided into two half-wings, right and left, kept open by the self-supporting beam. 4a) Hang glider as in the previous claims, characterized by the fact that the articulated bracket (13), during the setting of a tack, being integral on the transverse plane to the trolley pole, rotates around the keel and moves the center of the beam by reaction ( 1), and with it the sail, on the opposite side to the turn, with a consequent increase in tension and therefore in the lift of the outer half-wing, while on the contrary the tension, and therefore the lift, of the inner half-wing is reduced, with the result of facilitating the turn. 5a) Hang glider as per the previous claims, characterized by the fact that the trapeze, having lost its structural function, can be maintained, for the control of the vehicle, or replaced by a joystick with relative referrals; that, if maintained, it can be freely dimensioned, allowing a lowering of the wing towards the pilot-engine assembly, and therefore of the center of gravity, with advantages during taxiing and flight. 6a) Hang glider as in the previous claims, characterized by the fact that the control bar, no longer acting as a tie rod, can take on more suitable shapes for driving ergonomics and in particular, bending it downwards with a radius equal to its distance from the center of transversal rotation, it is possible to adopt a closed cabin, furrowed only by a thin slot for the passage of the bar itself. 7a) Hang-glider as per the previous claims, characterized by the fact that in both versions, with open and closed cockpit, a joystick could be used in place of the trapeze, with relative referrals.