RO132144A2 - Propulsor şi aeronave cu decolare şi aterizare pe verticală - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un propulsor utilizabil la toate tipurile de vehicule aeriene, în scopul eliminării necesităţii de a folosi piste de aterizare şi decolare, şi la aeronave cu decolare şi aterizare pe verticală. Propulsorul conform invenţiei este format dintr-un compresor (2) superior, suprapus peste un compresor (3) centrifugal inferior, care utilizează un rotor (11) cu nişte palete (12) radiale, respectiv, un rotor (17) cu nişte palete (18) radiale, rotoarele (11, respectiv, 17) rotindu-se în direcţii contrare, aerul fiind expulzat din compresorul (2) centrifugal superior sub forma unui vortex (33), iar aerul este expulzat din compresorul (3) centrifugal inferior sub forma unui alt vortex (34), vortexurile (33 şi 34) fiind contrarotative, rotoarele (17, respectiv, 18) sunt acţionate, fiecare, de către un motor (32, respectiv, 31), fiecare vortex (33 sau 34), reprezentând, pentru o perioadă scurtă, o structură stabilă în aerul înconjurător, datorită efectului giroscopic provocat de masa de aer în mişcare de rotaţie, şi aerul expulzat ulterior care acţionează parţial asemănător ca în apropierea solului, respectiv, ca un efect de sol, folosind ca sprijinstructura temporară precedentă a masei de aer de rotaţie, vortexurile (33 sau 34) fiind obţinute cu ajutorul unor pereţi (15, 21) laterali, care sunt înclinaţi în sensuri contrare de asemenea manieră încât fiecare formează un aparat director care direcţionează în mişcare de rotaţie aerul care părăseşte propulsorul, iar rotoarele (11, respectiv, 17) prezintă pe palete (12, 18), la partea dinspre ieşire, nişte zimţi (500), înşiraţi pe toată lăţimea paletei (12, 18), zimţii (500) având o formă triunghiulară sau trapezoidală.

Description

Invenția se refera la un propulsor si aeronave cu decolare si aterizare pe verticala utilizabil pe toate tipurile de vehicule aeriene in scopul eliminării necesității de a folosi piste de aterizare si decolare.

Este cunoscut sistemul propus de Entecho prin invenția US 2008/0223979. In configurația pentru pasageri, acest propulsor prezintă un spațiu extrem de redus in habitaclu (cokpit) iar puterea dezvoltata ii permite zborul la o distanta de numai 1.5 m de sol, respectiv ca un vehicul pe perna de aer (hovercraft) sau cu efect de sol. Cokpit-ul obturează intrarea aerului in compresorul centrifugal ceea ce ii diminuează foarte mult eficienta.

Este de asemenea cunoscuta invenția US2927746. Aceasta utilizează doua ventilatoare centrifugale suprapuse pentru a crea un jet de aer pe extrados si care se extinde intr-un inel cu profil aerodinamic. In acest caz cele doua ventilatoare centrifugale se alimentează cu aer de pe intrados provocind o depresiune pe acesta si deci o forța contrara celei ascensionale. Pe de alta parte, sistemul propus nu tine cont de efectul Conada si de fapt aerul expulzat spre in jos este recirculat (circulație parazita) prin ajutajul de intrare central fara a produce sustentatie. Este de asemenea cunoscuta soluția din invenția PCT/GB2010/051114. Aceasta invenție utilizează efectul Coanda pentru a devia spre in jos un jet de aer produs de un ventilator. Acest propulsor a fost testat cu succes. Dezavantajul acestui sistem este ca oferă o forța de sustentatie limitata raportata la suprafața proiectata pe sol.

Este de asemenea cunoscuta invenția publicata sub numărul ROI30056. Aceasta soluție este asemanatoare cu ce propusa si va fi perfecționată de prezenta invenție.

Un obiectiv al acestei invenții este acela de a furniza un propulsor relativ simplu si ieftin, ușor de manevrat, dar care sa prezinte o înalta siguranța funcționala si un randament ridicat al propulsiei.

Invenția rezolva dezavantajele aratate mai sus prin aceea ca intr-o prima varianta un propulsor este construit in general ca la invenția ROI30056 cu doua compresoare suprapuse care produc doua fluxuri de aer separate. In acest caz propulsorul utilizează pentru fiecare ventilator centrifugal un aparat director care prezintă niște pereți laterali orientați pe direcția ieșirii din paletele ventilatorului centrifugal. Aceasta orientare permite expulzarea aerului din propulsor sub forma a doua vortexuri contrarotative, in special cind propulsorul evoluează la altitudine. Fiecare vortex reprezintă pentru o perioada scurta o structura stabila in aerul înconjurător datorita efectului girocopic provocat de masa de aer in mișcare de rotatie. Din aceasta cauza, aerul expulzat ulterior actioneaza parțial asemanator ca in apropierea solului a 2016 00154

02/03/2016 (efect de sol), folosind ca sprijin structura temporara precedenta. Este cunoscut faptul ca din punct de vedere energetic propulsia in apropierea solului este de citeva ori mai eficienta decit cea in aer liber. Datorita acțiunii concomitente a celor doua vortexuri se produce o sustentatie ameliorata chiar si la mare distanta de sol. In acest caz fiecare ventilator centrifugal este acționai de un motor separat.

Intr-o alta varianta in zona de ieșire a aerului din compresorul centrifugal superior este amplasat un inel circular avind o anumita lățime, circa jumătate fiind deasupra gurii de ieșire. Inelul prezintă un dimetru mai mare decit cel al gurii de ieșire si intre cele doua se creeaza un interstițiu sau fanta. Aerul expulzat spre in jos de compresorul superior provoacă o depresiune importanta in interstițiu prin efect Venturi si din aceasta cauza o mare parte din aerul existent pe extrados este antrenat de asemenea spre in jos. Acest lucru provoacă o depresiune importanta pe extrados ceea ce amplifica forța de sustentatie. In partea inferioara propulsorul prezintă o incinta sau o cabina ai cărei pereți laterali sunt in general înclinați spre zona centrala. Aerul expulzat din ventilatorul centrifugal inferior este deviat pe peretele incintei prin efect Coanda si creeaza o presiune sub incinta.

Intr-o a treia varianta ventilatorul centrifugal superior lucrează intr-o structura deschisa si aerul expulzat in lateral este curbat spre in jos prin efect Coanda datorita curburii peretului extradosului. In partea inferioara propulsorul prezintă o incinta sau o cabina ai cărei pereți laterali sunt înclinați spre zona centrala. Aerul expulzat din ventilatorul centrifugal inferior este de asemenea deviat pe peretele incintei prin efect Coanda si creeaza o presiune sub incinta. Intr-o alta versiune peretele extradosului prezintă o forma poligonala.

Fiecare varianta anterioara poate fi construita, intr-o alta configurație, avind compresorul superior de tip axial si cel inferior de tip centrifugal. Compresorul axial utilizează o elice sau un ventilator axial.

Propulsoarele prezentate pot fi utilizate de diferite tipuri de aeronave, unele la care corpul propulsorului constituie si corpul aeronavei sau altele care prezintă unul sau mai multe propulsoare integrate in corpul aeronavei.

In toate cazurile, controlul deplasării propulsorului poate fi asigurat cu ajutorul unor flapsuri rotative dispuse dedesubtul propulsorului, cu ajutorul a cel puțin o fusta flexibila sau prin alte metode.

Invenția prezintă un număr de avantaje importante si anume:

-Propulsorul prezintă o eficienta ridicata, puterea necesara de antrenare fiind mai mica decit in cazul elicopterelor;

a 2016 00154

02/03/2016

-învelișul exterior al propulsoarelor protejează funcționarea acestora in cazul impactului cu viteze reduse si deci siguranța funcționala este mărită;

-Este o soluție simpla avind un cost redus;

-Controloul zborului este simplificat, puțind fi insusit cu ușurința de oameni obisnuiti;

-Aeronava ce utilizează acest propulsor este compacta si are o greutate redusa;

-Domeniul de aplicare al acestor aeronave este extins foarte mult, ele puțind sa funcționeze de exemplu, in conditi de siguranța, chiar si in interiorul clădirilor, tunelurior, etc.

-In cazul utilizării unor aripi fixe pentru zborul pe orizontala, eficienta zborului creste foarte mult.

Se dau mai jos mai multe exemple de realizare a invenției in legătură cu figurile 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 si 21 care reprezintă:

-Fig. 1, o vedere izometrica a unui propulsor cu efect dublu vortex;

-Fig. 2, o secțiune verticala prin propulsorul de la figura 1;

-Fig. 3, o secțiune orizontala prin compresorul centrifugal superior al propulsorului de la figura 1;

-Fig. 4, o secțiune orizontala prin compresorul centrifugal inferior al propulsorului de la figura i;

-Fig. 5, o vedere isometrică a rotorului superior;

-Fig. 6, o vedere isometrică a rotorului inferior;

-Fig. 7, o vedere a paletelor de compresor;

-Fig. 8, o reprezentare schematica a funcționarii propulsorului de la figura 1;

-Fig. 9, o vedere izometrica a unui propulsor cu efect dublu vortex cu cabina la partea inferioră si aripi pentru sustentatia pe orizontala;

-Fig. 10, o secțiune verticala printr-un propulsor mixt;

-Fig. ll,o vedere izometrica a unui propulsor cu efect Venturi cu cabina la partea inferioră; -Fig. 12, o secțiune verticala prin propulsorul de la figura 11;

-Fig. 13, o secțiune verticala printr-un propulsor mixt cu efect Venturi;

-Fig. 14, o vedere izometrica a unui propulsor cu efect Coanda cu cabina la partea inferioră; -Fig. 15, o secțiune verticala prin propulsorul de la figura 14;

-Fig. 16, o vedere izometrica a unui propulsor cu efect Coanda cu forma poligonala;

-Fig. 17, o secțiune verticala printr-un propulsor mixt cu efect Coanda;

-Fig. 18, o vedere isometrică a unei aeronave cu doua propulsoare așezate in tandem;

-Fig. 19, o vedere isometrică a unei aeronave cu patru propulsoare;

a 2016 00154

02/03/2016

-Fig. 20, o vedere isometrica a unei aeronave de mici dimensiuni cu doua propulsoare așezate frontal.

-Fig. 21,o vedere isometrica a unei aeronave pentru pasageri cu doua propulsoare așezate frontal.

Un propulsor 1 de forma circulara, descris in figurile 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 si 9 prezintă un compresor centrifugal superior 2 suprapus peste un compresor centrifugal inferior 3, ambele conținute intr-o carcasa 4 comuna. Carcasa 4 prezintă in principal o suprafața superioara 5 care se constituie ca parte a unui extrados 6, o suprafața inferioara 7 care se constituie ca parte a unui intrados 8 si un perete desparitor 9, circular, situat intre cele doua compresoare centrifugale 2 si 3. Extradosul 6 conține in afara suprafeței superioare 5 si totalitate suprafețelor care sunt deschise spre in sus iar intradosul 8 conține in afara suprafeței inferioare 7 si totalitate suprafețelor care sunt deschise spre in jos. Compresorul centrifugal superior 2 este alimentat in principal prin intermediul unor difuzoare de admisie 10 ce absorb aerul atmosferic de pe exteriorul suprafeței superioara 5. In acest scop, difuzoarele de admisie 10 se pot prelungi pe exteriorul suprafeței superioare 5. Compresorul centrifugal superior 2 utilizează un rotor 11 cu palete 12, radiale si eventual înclinate, ce antrenează aerul de admisie intr-o mișcare centrifugala si il expulzează pe direcția in jos prin intermediul unor canale de evacuare 13 situate la periferia carcasei 4. Canalele de evacuare 13 sunt delimitate la exterior de o suprafața 14 si sunt despărțite unul de celalalt prin intermediul unor pereți laterali 15 care funcționează ca un aparat director si care sunt înclinați in sensul direcției date de paletele 12. Compresorul centrifugal inferior 3 este alimentat in principal prin intermediul unui canal difuzor 16, circular, situat in mijlocul suprafeței superioare 5 ce absoarbe aerul atmosferic de deasupra propulsorului 1. Compresorul centrifugal inferior 3 utilizează un rotor 17, cu palete 18, radiale, ce antrenează aerul de admisie intr-o mișcare centrifugala si il expulzează pe direcția in jos prin intermediul unor canale de evacuare 19 situate la periferia carcasei 4. Canalele de evacuare 19 sunt delimitate la exterior de o suprafața 20 si sunt despărțite unul de celalalt prin intermediul unor pereți laterali 21 care funcționează ca un aparat director si care sunt înclinați pe direcția data de paletele 18. Peretele despărțitor 9 prezintă in partea centrala mai multe decupări 22 (fig. 3) ce permit trecerea aerului spre compresorul centrifugal inferior

3. Perertii laterali 15 sunt utilizați de asemenea pentru a rigidiza suprafața superioara 5 cu suprafața cilindrica 14 si peretele despărțitor 9. In plus pereții laterali 21 sunt utilizați pentru a rigidiza peretele despărțitor 9, suprafața cilindrica 20 si suprafața inferioara 7. Rotorul 11 prezintă un butuc 25 care este rigidizat cu paletele 12 prin intermediul unor spițe 26 ce pot prezenta un profil aerodinamic. Spițele 26 sunt înclinate si funcționează ca o elice sau turbina a 2016 00154

02/03/2016 ce amplifica viteza de intrare a aerului in compresorul inferior 3. Spițele 26 sunt fixate pe paletele 12 in zona median a acestora pentru a creste rigiditatea rotorului 11. Paletele 12 sunt ridigizate prin intermediul unor tamburi 27. Rotorul 17 prezintă un butuc 28 care este rigidizat de paletele 18 prin intermediul unui tambur 29, situat la parte inferioara a rotorului 17. La partea superioara paletele 18 sunt rigidizate cu ajutorul unui alt tambur 23. Rotorul 17 este antrenat in mișcare de rotatie prin intermediul unui arbore 30 de către un motor 31, care poate fi cu ardere interna, electric, hidraulic sau pneumatic. Rotorul 11 este antrenat in mișcare rotatie inversa fata de rotorul 17 de către un arbore 24 acționat de un motor 32, ce poate fi cu ardere interna, electric, hidraulic sau pneumatic.

Paletele 12 sau 18 pot avea o forma particulara ca in figura 7. Fiecare paleta 12 sau 18 prezintă la parte dinspre ieșire niște zimți 500, înșirați pe toata latimea paletei 12 sau 18. Zimții 500, care pot avea o forma triunghiulara sau trapezoidala, au rolul de a micșora zgmotul si de a permite creșterea vitezei de rotatie a rotorului 11 sau 17.

După intrarea in funcțiune a motorului 32, utilizind difuzoarele de admisie 12, compresorul centrifugal superior 2 se alimentează cu aer de pe exteriorul sufrafetei superioare 5 creind o puternica depresiune pe aceasta. O data intrat in paletele 12 ale rotorului 11 aerul atmosferic este puternic comprimat si centrifugat spre exterior in canalele de evacuare 13 care il redirectioneaza spre in jos provocind o puternica presiune pe intradosul 8. Depresiunea creata pe extradosul 6, notata cu -Δρ, si presiunea creata pe intradosul 8, notata cu +Δρ produc o forța ascensionala proporționala cu suprafața pe care se exercita. Impulsul masei de aer expulzate spre in jos amplifica forța ascensionala exercitata pe verticala de propulsorul 1. Simultan, utilizind canalul difuzor 16, compresorul centrifugal superior 3,acționat de motorul 31, se alimentează cu aer din interiorul sufrafetei superioare 5 creind o puternica depresiune. O data intrat in paletele 18 ale rotorului 17 aerul atmosferic este puternic comprimat si centrifugat spre exterior in canalele de evacuare 19 care il redirectioneaza spre in jos provocind o puternica presiune pe intradosul 8. Depresiunea creata pe extradosul 6, notata cu -Δρ, si presiunea creata pe intradosul 8, notata cu +Δρ produc o forța ascensionala proporționala cu suprafața pe care se exercita. In mos similar, impulsul masei de aer expulzate spre in jos amplifica forța ascensionala exercitata pe verticala de propulsorul 1. Forța ascensionala poate fi mărită crescind turatia motoarelor 31 si 32. Cind propulsorul functionaeza la distanta mare fata de sol orientarea pereților laterali 15 si 21 permite expulzarea aerului din propulsor sub forma a doua vortexuri contrarotative 33 respectiv 34 (fig. 8). Fiecare vortex 33 sau 34 reprezintă pentru o perioada scurta o structura stabila in aerul înconjurător datorita efectului girocopic provocat de masa de aer in mișcare de rotatie.

a 2016 00154

02/03/2016

Din aceasta cauza, aerul expulzat ulterior actioneaza parțial asemanator ca in apropierea solului (efect de sol), folosind ca sprijin structura temporara precedenta. Este cunoscut faptul ca din punct de vedere energetic propulsia in apropierea solului este de citeva ori mai eficienta decit cea in aer liber. Datorita acțiunii concomitente a celor doua vortexuri 33 si 34 se produce o sustentatie ameliorata chiar si la mare distanta de sol. Pentru ameliorarea sustentatiei la deplasarea pe orizontala propulsorul 1 prezintă doua aripi 35, fixe (fig. 9). Sub proplusorul 1 poate fi fixata o incinta 36 pentru aparate si sisteme auxiliare sau o cabina 37 pentru piloti si pasageri. Cabina 37 poate prezenta la baza o forma eliptica sau ovala ceea ce imbunatateste coeficientul aerodinamic pe una din direcții, respectiv pe direcția de inaintare principala. Propulsorul 1 poate fi utilizat ca o drona sau ca o aeronava de transport pentru oameni si mărfuri.

O aeronava 40, de forma circulara, descrisa in figura 10, poate utiliza un propulsor 41, de tipul mixt, asemanator cu propulsorul descris anterior, dar care utilizează in locul compresorului centrifugal superior un compresor axial 42. Compresorul centrifugal inferior 3 este similar cu cel de la exemplul anterior. Compresorul axial 42 folosește un ventilator axial 43 sau o elice, care este acționat de un motor 44. Aerul de intrare este dirijat spre ventilatorul axial 43 prin intermediul unui ajutaj convergent 45. Ajutajul convergent 45 este divizat de un alt ajutaj convergent 46, concentric cu acesta. Ajutajul convergent 46 este suspendat deasupra ventilatorului axial 43 cu ajutorul unor spițe 47, ce pot avea un profil aerodinamic si pot fi astfel înclinate incit sa realizeze o orientare favorabila a jetului de aer in paletele ventilatorului axial 43. Ajutajul convergent 46 se continua dedesubtul ventilatorului axial 43 cu un ajutaj divergent 48, ce directioneaza aerul spre compresorul centrifugal inferior 3. O parte din fluxul de aer de admisie este directionat spre exteriorul ventilatorului axial 43, unde este comprimat si expulzat spre o canalizatie de evacuare 49 ce il directioneaza spre in jos. Cealalalta parte a fluxului de aer de admisie este directionata si comprimata de partea interioara a ventilatorului axial 43 către compresorul centrifugal inferior 3, realizind supraalimentarea acestuia. Atit compresorul axial 42 cit si compresorul centrifugal inferior 3, utilizează niște pereți despărțitori 50, care pot avea o orientare înclinată, ca la exemplul anterior, sau una radiala. Funcționarea propulsorului 41 este asemanatoare cu cea a propulsorului 1 de la exemplul anterior.

O aeronava 60, de forma circulara, descrisa in figura 11 si 12, poate utiliza un propulsor 61, care prezintă un compresor centrifugal superior 62, suprapus peste un compresor centrifugal inferior 63. Compresorul centrifugal superior 62 expulseaza aerul comprimat spre in jos prin intermediul unor canalizatii de evacuare 64 separate de niște pereți despărțitori 65, dispusi a 2016 00154

02/03/2016 radial. Canalizatiile de evacuare 64 sunt delimitate la exterior de o suprafața 66. Fiecare perete despărțitor 65 se extinde cu un prag 67 dedesubtul canalizatiei de evacuare 64. Pragurile 67 susțin un inel exterior 68 ce înconjoară aeronava 60. Intre inelul exterior 68 si suprafața 66 se formează o fanta 69. Dimensiunea fantei 69, respectiv distanta dintre suprafața 66 si inelul exterior 68, este astfel aleasa incit aerul expulzat prin canalizatia de evacuare 64 provoacă un efect Venturi, respectiv de sucțiune. Efectul Venturi provoacă evacuarea rapida a aerului de pe suprafața 66, respectiv crearea unei puternice depresiuni pe suprafața 66. Depresiunea de pe suprafața 66 amplifica forța de sustentatie care se exercita asupra propulsorului 61. Compresorul centrifugal inferior 63 este alimentat in principal prin intermediul unui canal difuzor 70, circular, ce absoarbe aerul atmosferic de deasupra propulsorului 61. Compresorul centrifugal inferior 63 utilizează un rotor 71, cu palete 72, radiale, ce antrenează aerul de admisie intr-o mișcare centrifugala si il expulzează pe direcția in jos prin intermediul unor canale de evacuare 73. Canalele de evacuare 73 sunt delimitate la exterior de o suprafața 74 si sunt despărțite unul de celalalt prin intermediul unor pereți laterali 75 care funcționează ca un aparat director si care sunt dispusi radial. Canalele de evacuare 73 sunt delimitate in partea inferiora de o suprafața 76, paralela cu suprafața 74. Suprafața 76 se lungește cu o prelungire 77 in afara canalelor de evacuare 73. Dedesubtul propulsorului 61 si formind un unghi cu obtuz cu suprafața 74 se gaseste o suprafața 78, ce se constituie si ca perete exterior al unei cabine 79. Jetul de aer expulzat prin canalul de evacuare 73 este deviat de la traiectorie de suprafața 78 prin efect Coanda ceea ce creeaza un efect de sucțiune asupra aerului expulzat din compresorul centrifugal superior 62, amplificind viteza acestuia si deci efectul de sustentatie exercitat asupra propulsorului 61. Compresorul centrifugal superior 62 este acționat de un motor 80 iar compresorul centrifugal inferior 63 este acționat de un motor 81.

O aeronava 100, de forma circulara, descrisa in figura 13, poate utiliza un propulsor 101, de tipul mixt, asemanator cu propulsorul descris anterior, dar care utilizează in locul compresorului centrifugal superior un compresor axial 102. Compresorul centrifugal inferior 63 este similar cu cel de la exemplul anterior. Compresorul axial 102 folosește un ventilator axial 103 sau o elice, care este acționat de un motor 104. Aerul de intrare este dirijat spre ventilatorul axial 103 prin intermediul unui ajutaj convergent 105. Ajutajul convergent 105 este divizat de un alt ajutaj convergent 106, concentric cu acesta. Ajutajul convergent 106 este suspendat deasupra ventilatorului axial 103 cu ajutorul unor spițe 107, ce pot avea un profil aerodinamic si pot fi astfel înclinate incit sa realizeze o orientare favorabila a jetului de aer in paletele ventilatorului axial 103. Ajutajul convergent 106 se continua dedesubtul a 2016 00154

02/03/2016 ventilatorului axial 103 cu un ajutaj divergent 108, ce directioneaza aerul spre compresorul centrifugal inferior 63. O parte din fluxul de aer de admisie este direcționat spre exteriorul ventilatorului axial 103, unde este comprimat si expulzat spre o canalizație de evacuare 109 ce il directioneaza spre in jos. Cealalalta parte a fluxului de aer de admisie este directionata si comprimata de partea interioara a ventilatorului axial 103 către compresorul centrifugal inferior 63, realizind supraalimentarea acestuia. Atit compresorul axial 102 cit si compresorul centrifugal inferior 63, utilizează niște pereți despărțitori 109, respectiv 110, care au o orientare radiala. La partea inferioră a canalizatiei de evacuare 109 se montează cu ajutorul pereților despărțitori 109 inelul exterior 68. Funcționarea propulsorului 101 este asemanatoare cu cea de la exemplul anterior respectiv utilizind o combinație a efectului Venturi cu efectul Coanda.

O aeronava 120, de forma circulara, descrisa in figura 14 si 15, poate utiliza un propulsor 121, care prezintă un compresor centrifugal superior 122, suprapus peste un compresor centrifugal inferior 123. Compresorul centrifugal superior 122, care utilizează un ventilator centrifugal 130, expulseaza aerul comprimat spre lateral prin intermediul unor canalizatii de evacuare 124 separate de niște pereți despărțitori 125, dispusi radial de dimensiune redusa. Canalizatiile de evacuare 124 sunt delimitate la parte superioara de o suprafața 126, considerata substanțial plana si orizontala, avind de asemenea o dimensiune redusa. Canalizatiile de evacuare 124 sunt delimitate la partea inferioră de o suprafața 127, care se curbează treptat spre in jos. Compresorul centrifugal inferior 123 este organizat ca la exemplele din figurile 12, 13 si 14. Compresorul centrifugal superior 122 este acționat de un motor 128 iar compresorul centrifugal inferior este acționai de un motor 129. In funcționare jetul de aer expulzat din compresorul centrifugal superior 122 pe direcție orizontala este curbat de suprafața 127 si este direcționat spre in jos prin efect Coanda, contribuind la sustentatia aeronavei 120. Compresorul centrifugal inferior 123 functionind de asemenea cu efect Coanda, se poate afirma ca se creeaza un propulsor 121 cu ajutaje Coanda suprapuse.

O aeronava 140, de forma poligonala, descrisa in figura 16, poate utiliza un propulsor 141, care prezintă un compresor centrifugal superior 142, suprapus peste un compresor centrifugal inferior 143. In acest caz compresorul centrifugal superior 142 utilizeza o suprafața 144, poligonala, care se curbează treptat spre in jos si devaiaza jetul de aer orizontal spre in jos, prin efect Coanda.

Intr-o varianta derivata din cea prezentata la figurile 14 si 15 si care este descrisa in figura 17, o aeronava 160 utilizează un propulsor 161, de tipul mixt, care prezintă un compresor axial 162, suprapus peste un compresor centrifugal inferior 163. Compresorul axial 162 folosește a 2016 00154

02/03/2016 un ventilator axial 164 sau o elice, care este acționat de un motor 165. Aerul de intrare este dirijat spre ventilatorul axial 164 prin intermediul unui ajutaj convergent 166. Ajutajul convergent 166 este divizat de un alt ajutaj convergent 167, concentric cu acesta. Ajutajul convergent 167 este suspendat deasupra ventilatorului axial 164 cu ajutorul unor spițe 168, ce pot avea un profil aerodinamic si pot fi astfel înclinate incit sa realizeze o orientare favorabila a jetului de aer in paletele ventilatorului axial 164. Ajutajul convergent 167 se continua dedesubtul ventilatorului axial 164 cu un ajutaj divergent 169, ce directioneaza aerul spre compresorul centrifugal inferior 163. O parte din fluxul de aer de admisie este directionat spre exteriorul ventilatorului axial 164, unde este comprimat si expulzat spre o canalizatie de evacuare 170 ce il directioneaza spre in jos si apoi spre lateral. Cealalalta parte a fluxului de aer de admisie este dîrectionata si comprimata de partea interioara a ventilatorului axial 164 către compresorul centrifugal inferior 163, realizind supraalimentarea acestuia. Canalizatiile de evacuare 170 sunt delimitate la partea inferiora de o suprafața 171, care se curbează treptat spre in jos si care are rolul de a devia prin efect Coanda jetul de aer spre direcția in jos.

La toate exemplele anterioare controlul aeronavei se obține cu ajutorul unor flapsuri dispuse pe supafetele extrioare si al unor ajutate care deviaza jeturi de aer comprimat pe anumite direcții pentru a stabiliza si propulsa pe orizontala aeronava. In cazul aronavelor care poseda aripi zborul pe orizontala se executa cu ajutorul acestora si o parte din controlul aeronavei este de asemenea asigurat de acestea in maniera cunoscuta din stadiul tehnicii.

O aeronava 190 poate utilza doua propulsoare 191 așezate in tandem ca in figura 18. Cele doua propulsoare 191 pot fi de oricare tip descris anterior si sunt unite printr-un fuselaj 192 in care este montata o cabina 193. Pe fuselajul 192 sunt atașate doua aripi 196 ce servesc zborului pe direcție orizontala. Fiecare propulsor 191 prezintă doua ajutaje 194, care preiau o parte din aerul comprimat generat de propulsor pentru a obține propulsia pe orizontala. Fiecare ajutaj 194 este comandat de o clapeta (nefigurata). Prin acționarea diferențiata a clapetelor se obține direcționarea aeronavei 190 pe traiectoria dorita. Sub propulsoarele 191 sunt montate niște flapsuri 195 care servesc stabilizării pe orizontala a aeronavei 190.

O aeronava 210, de pasageri, ca in figura 19, poate utiliza mai multe propulsoare 211 așezate in mod simetric de fiecare parte a unui fuselaj 212. Propulsoarele 211 sunt fixate pe fuselajul 212 prin intermediul unor suporți 213. Tot pe fuselajul 212 sunt fixate in mod simetric in partea anteriora niște aripi 214 si in partea posterioară niște aripi 215, amplasarea aripilor 214, respectiv 215 fiind ca la soluția asa-zisa canard. Proplusia pe orizontatala a aeronavei 210 este asigurata de doua turboreactoare 216 si care intr-un alt caz pot fi înlocuite de niște elici intubate. Daca propulsoarele 211 sunt de tipul celor descrise la figura 11, 12 sau 13, fanta 69 a 2016 00154

02/03/2016

IX este realizata intre suportul 213 si propulsorul 211 fara a mai fi nevoie de un inel exterior. Propulsoarele 211 sunt folosite la decolarea si aterizarea pe verticala iar aripile 214, respectiv 215 sunt folosite pentru sustentatia in zborul orizontal.

O aeronava 230, ce poate fi utilizata si ca macara zburătoare, ca in figura 20, poate utiliza doua propulsoare 231 așezate in mod simetric de fiecare parte a unui fuselaj 232. Propulsoarele 231 sunt fixate la căpătui unor aripi 233 fixate pe fuselajul 232. Tot pe fuselajul 232 sunt fixate in mod simetric la partea posteriora niște profundoare 234 care susțin o aripa posteriora 235. Proplusia pe orizontatala a aeronavei 230 este asigurata de o elice 236 , situata intre cele doua profundoare 234. Propulsoarele 231 sunt folosite la decolarea si aterizarea pe verticala iar aripile 233, respectiv 235 sunt folosite pentru sustentatia in zborul orizontal. Fuselajul 232 are in secțiune forma unei aripi pentru a mari sustentatia in zborul pe orizontala. O aeronava 250, de pasageri, ca in figura 21, poate utiliza doua propulsoare 251 așezate in mod simetric de fiecare parte a unui fuselaj 252, fixate la căpătui unor aripi 253. Aripile 253 sunt atașate de fuselajul 252 prin intermediul unui motor turboreactor 254. Pe fuselajul 252 sunt fixate in mod simetric in partea posterioară niște aripi 255. La căpătui fiecărei aripi 255 este fixat un profundor 256. Propulsoarele 251 sunt folosite la decolarea si aterizarea pe verticala iar aripile 253, respectiv 255 sunt folosite pentru sustentatia in zborul orizontal.

Claims (20)

1. Revendicări

   1. Propulsor pentru aeronave cu decolare si aterizare pe verticala de tipul celor descrise in invenția ROI30056 caracterizat prin aceea ca folosește cel puțin un efect aerodinamic suplimentar pentru a majora forța de propulsie pe verticala in condițiile utizarii aceluiași nivel de putere.
2. 2. Propulsor ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca un propulsor (1) este format dintrun compresor centrifugal superior (2) suprapus peste un compresor centrifugal inferior (3), care utilizează un rotor (11) cu palete (12), radiale, respectiv un rotor (17) cu palete (18), radiale, rotorul (11), respectiv (17) rotindu-se in direcții contrare, aerul fiind expulzat din compresorul centrifugal superior (2) sub forma unui vortex (33), iar aerul este expulzat din compresorul centrifugal inferior (3) sub forma unui vortex (34), vortexurile (33) si (34) fiind contrarotative, rotoarele (17), respectiv (18) fiind acționate fiecare de către un motor (32), respectiv (31).
3. 3. Propulsor ca la revendicarea 2 caracterizat prin aceea ca fiecare vortex (33) sau (34) reprezintă pentru o perioada scurta o structura stabila in aerul înconjurător datorita efectului giroscopic provocat de masa de aer in mișcare de rotatie, si aerul expulzat ulterior actioneaza parțial asemanator ca in apropierea solului, respectiv ca un efect de sol, folosind ca sprijin structura temporara precedenta a masei de aer in rotatie.
4. 4. Propulsor ca la revendicarea 2 caracterizat prin acea ca rotorul (11) respectiv (17) prezintă pe paletele (12), respectiv (18), la parte dinspre ieșire, niște zimți (500), înșirați pe toata latimea paletei (12) sau (18), zimții (500) avind o forma triunghiulara sau trapezoidala.
5. 5. Propulsor ca la revendicarea 2 caracterizat prin aceea ca vortexurile (33) sau (34) sunt obținute cu ajutorul unor pereți laterali (15), respectiv (21), care sunt înclinați in sensuri contrare de asemenea maniera incit fiecare formează un aparat director ce direct ioneaza in mișcare de rotatie aerul ce paraseste propulsorul (1).
6. 6. Propulsor ca la revendicarea 1, si parțial ca la revendicarea 2, 3 si 5 caracterizat prin aceea ca un propulsor (41), de tipul mixt, utilizează in parte superioara un compresor axial (42) care folosește un ventilator axial (43) sau o elice, acționat de un motor (44), si aerul de intrare este dirijat spre ventilatorul axial (43) prin intermediul unui ajutaj convergent (45), si ajutajul convergent (45) este divizat de un alt ajutaj convergent (46), concentric cu acesta, si a 2016 00154

   02/03/2016 ajutajul convergent (46) este suspendat deasupra ventilatorului axial (43) cu ajutorul unor spițe (47), ce pot avea un profil aerodinamic si pot fi astfel înclinate incit sa realizeze o orientare favorabila a jetului de aer in paletele ventilatorului axial (43), si ajutajul convergent (46) se continua dedesubtul ventilatorului axial (43) cu un ajutaj divergent (48), ce directioneaza aerul spre compresorul centrifugal inferior (3), si o parte din fluxul de aer de admisie este directionat spre exteriorul ventilatorului axial (43), unde este comprimat si expulzat spre o canalizatie de evacuare (49) ce ii directioneaza spre in jos, cealalalta parte a fluxului de aer de admisie fiind directionata si comprimata de partea interioara a ventilatorului axial (43) către compresorul centrifugal inferior (3), realizind supraalimentarea acestuia.
7. 7. Propulsor ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca un propulsor (61) prezintă un compresor centrifugal superior (62), suprapus peste un compresor centrifugal inferior (63), compresorul centrifugal superior (62) expulzind aerul comprimat spre in jos prin intermediul unor canalizatii de evacuare (64) separate de niște pereți despărțitori (65), dispusi radial, si canalizatiile de evacuare (64) sunt delimitate la exterior de o suprafața (66), si fiecare perete despărțitor (65) se extinde cu un prag (67) dedesubtul canalizatiei de evacuare (64), pragurile (67) sustinind un inel exterior (68) ce înconjoară propulsorul (61), intre inelul exterior (68) si suprafața (66) formindu-se o fanta (69).
8. 8. Propulsor ca la revendicarea 7 caracterizat prin aceea ca compresorul centrifugal inferior (63) este alimentat in principal prin intermediul unui canal difuzor (70), circular, ce absoarbe aerul atmosferic de deasupra propulsorului (61), si compresorul centrifugal inferior (63) utilizează un rotor (71), cu palete (72), radiale, ce antrenează aerul de admisie intr-o mișcare centrifugala si ii expulzează pe direcția in jos prin intermediul unor canale de evacuare (73), canalele de evacuare (73) fiind delimitate la exterior de o suprafața (74) si sunt despărțite unul de celalalt prin intermediul unor pereți laterali (75) care funcționează ca un aparat director si care sunt dispusi radial, si canalele de evacuare (73) sunt delimitate in partea inferiora de o suprafața (76), paralela cu suprafața (74), suprafața (76) extinzindu-se cu o prelungire (77) in afara canalelor de evacuare (73), si dedesubtul propulsorului (61) se gaseste o suprafața (78) formind un unghi obtuz cu suprafața (74), ce se constituie si ca perete exterior al unei cabine (79).
9. 9. Propulsor ca la revendicarea 7 caracterizat prin aceea ca dimensiunea fantei (69), respectiv distanta dintre suprafața (66) si inelul exterior (68), este astfel aleasa incit aerul expulzat prin canalizatia de evacuare (64) provoacă un efect Venturi, respectiv de suctiune, si a 2016 00154

   02/03/2016 efectul Venturi provoacă evacuarea rapida a aerului de pe suprafața (66), respectiv crearea unei puternice depresiuni pe suprafața (66), depresiunea de pe suprafața (66) amplificind forța de sustentatie care se exercita asupra propulsorului (61).
10. 10. Propulsor ca la revendicarea 7, 8 si 9 caracterizat prin aceea ca jetul de aer expulzat prin canalul de evacuare (73) este deviat de la traiectorie de către suprafața (78) prin efect Coanda ceea ce creeaza un efect de suctiune asupra aerului expulzat din compresorul centrifugal superior (62), amplificind viteza acestuia si deci efectul de sustentatie exercitat asupra propulsorului (61).
11. 11. Propulsor ca la revendicarea 1 si 7 caracterizat prin aceea ca poate utiliza un propulsor (101), de tipul mixt, care utilizează in locul compresorului centrifugal superior un compresor axial (102), compresorul axial (102) folosind un ventilator axial (103) sau o elice, care este acționat de un motor (104), si aerul de intrare este dirijat spre ventilatorul axial (103) prin intermediul unui ajutaj convergent (105) ce este divizat de un alt ajutaj convergent (106), concentric cu acesta, si ajutajul convergent (106) este suspendat deasupra ventilatorului axial (103) cu ajutorul unor spițe (107), ce pot avea un profil aerodinamic si pot fi astfel înclinate incit sa realizeze o orientare favorabila a jetului de aer in paletele ventilatorului axial (103), si ajutajul convergent (106) se continua dedesubtul ventilatorului axial (103) cu un ajutaj divergent (108), ce directioneaza aerul spre compresorul centrifugal inferior (63), si o parte din fluxul de aer de admisie este direcționat spre exteriorul ventilatorului axial (103), unde este comprimat si expulzat spre o canalizatie de evacuare (109) ce il directioneaza spre in jos, si cealalalta parte a fluxului de aer de admisie este directionata si comprimata de partea interioara a ventilatorului axial (103) către compresorul centrifugal inferior (63), realizind supraalimentarea acestuia, si atit compresorul axial (102) cit si compresorul centrifugal inferior (63), utilizează niște pereți despărțitori (109), respectiv (110), care au o orientare radiala, si la partea inferioră a canalizatiei de evacuare (109) se montează cu ajutorul pereților despărțitori (109) inelul exterior (68).
12. 12. Propulsor ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca un propulsor (121) prezintă un compresor centrifugal superior (122), suprapus peste un compresor centrifugal inferior (123), si a 2016 00154

    02/03/2016 \2>

    compresorul centrifugal superior (122), utilizează un ventilator centrifugal (130), care expulseaza aerul comprimat spre lateral prin intermediul unor canalizatii de evacuare (124) separate de niște pereți despărțitori (125), dispusi radial avind o dimensiune redusa, si canalizatiile de evacuare (124) sunt delimitate la parte superioara de o suprafața (126), considerata substanțial plana si orizontala, avind de asemenea o dimensiune considerata redusa, si canalizatiile de evacuare (124) sunt delimitate la partea inferiora de o suprafața (127), care se curbează treptat spre in jos.
13. 13. Propulsor ca la revendicarea 12 caracterizat prin aceea ca propulsor (141) prezintă un compresor centrifugal superior (142), suprapus peste un compresor centrifugal inferior (143), centrifugal superior (142) utilizind o suprafața (144), poligonala, care se curbează treptat spre in jos.
14. 14. Propulsor ca la revendicarea 12 si 13 caracterizat prin aceea ca in funcționare jetul de aer expulzat din compresorul centrifugal superior (122) pe direcție orizontala este curbat de suprafața (127) sau (144) si este directionat spre in jos prin efect Coanda, contribuind la sustentatia aeronavei (20) si compresorul centrifugal inferior (123) functionind de asemenea cu efect Coanda, amplifica viteza aerului expulzat de compresorul centrifugal superior (122).
15. 15. Propulsor ca la revendicarea 1, 12 si 14 caracterizat prin aceea ca un propulsor (161), de tipul mixt, prezintă un compresor axial (162), suprapus peste un compresor centrifugal inferior (163), si compresorul axial (162) folosește un ventilator axial (164) sau o elice, si aerul de intrare este dirijat spre ventilatorul axial (164) prin intermediul unui ajutaj convergent (166), care este divizat de un alt ajutaj convergent (167), concentric cu acesta, si ajutajul convergent (167) este suspendat deasupra ventilatorului axial (164) cu ajutorul unor spițe (168), ce pot avea un profil aerodinamic si pot fi astfel înclinate incit sa realizeze o orientare favorabila a jetului de aer in paletele ventilatorului axial (164), si ajutajul convergent (167) se continua dedesubtul ventilatorului axial (164) cu un ajutaj divergent (169), ce directioneaza aerul spre compresorul centrifugal inferior (163), si o parte din fluxul de aer de admisie este directionat spre exteriorul ventilatorului axial (164), unde este comprimat si expulzat spre o canalizație de evacuare (170) ce il directioneaza spre in jos si apoi spre lateral, si cealalalta parte a fluxului de aer de admisie este directionata si comprimata de partea interioara a ventilatorului axial (164) către compresorul centrifugal inferior (163), realizind supraalimentarea acestuia, si a 2016 00154

    02/03/2016 canalizatiile de evacuare (170) sunt delimitate la partea inferiora de o suprafața (171), care se curbează treptat spre in jos si care are rolul de a devia prin efect Coanda jetul de aer spre direcția in jos.
16. 16. Aeronava ca la revendicarea 2, 6, 7, 11, 12 si 15 caracterizata prin aceea ca prezintă sub compresorul centrifugal inferior o incinta (36) pentru aparate si sisteme auxiliare sau o cabina (37) pentru piloti si pasageri si pentru sustentatia pe orizontala utilizează niște aripi (35) fixate pe propulsor.
17. 17. Aeronava ca la revendicarea 2, 6, 7, 11, 12 si 15 caracterizata prin aceea ca o aeronava (190) poate utilza doua propulsoare (191) așezate in tandem unite printr-un fuselaj (192) in care este montata o cabina (193), si pe fuselajul (192) sunt atașate doua aripi (196) ce servesc zborului pe direcție orizontala, si fiecare propulsor (191) prezintă doua ajutaje (194), care preiau o parte din aerul comprimat generat de propulsor pentru a obține propulsia pe orizontala, si fiecare ajutaj (194) este comandat de o clapeta iar prin acționarea diferențiata a clapetelor se obține direcționarea aeronavei (190) pe traiectoria dorita, si sub propulsoarele (191) sunt montate niște flapsuri (195) care servesc stabilizării pe orizontala a aeronavei (190).
18. 18. Aeronava ca la revendicarea 2, 6, 7, si 11 caracterizata prin aceea ca o aeronava (210), poate utiliza mai multe propulsoare (211) așezate in mod simetric de fiecare parte a unui fuselaj (212), propulsoarele (211) fiind fixate pe fuselajul (212) prin intermediul unor suporți (213), si pe fuselajul (212) sunt fixate in mod simetric in partea anteriora niște aripi (214) si in partea posterioară niște aripi (215), amplasarea aripilor (214), respectiv (215) fiind ca la soluția asa-zisa canard, si proplusia pe orizontatala a aeronavei (210) este asigurata de doua turboreactoare (216) si care intr-un alt caz pot fi înlocuite de niște elici intubate.
19. 19. Aeronava ca la revendicarea 2, 6, 7, 11, 12 si 15 caracterizata prin aceea ca o aeronava (230), ce poate fi folosita si ca macara zburătoare, poate utiliza doua propulsoare (231) așezate in mod simetric de fiecare parte a unui fuselaj (232), propulsoarele (231) fiind fixate la căpătui unor aripi (233) fixate pe fuselajul (232), si pe fuselajul (232) sunt fixate in mod simetric la partea posteriora niște profundoare (234) care susțin o aripa posteriora (235), si a 2016 00154

    02/03/2016 proplusia pe orizontatala a aeronavei (230) este asigurata de o elice (236), situata intre cele doua profundoare (234), si propulsoarele (231) sunt folosite la decolarea si aterizarea pe verticala iar aripile (233), respectiv (235) sunt folosite pentru sustentatia in zborul orizontal, si fuselajul (232) are in secțiune forma unei aripi pentru a mari sustentatia in zborul pe orizontala.
20. 20. Aeronava ca la revendicarea 2, 6, 7, 11, 12 si 15 caracterizata prin aceea ca o aeronava (250), utilizează doua propulsoare (251) așezate in mod simetric de fiecare parte a unui fuselaj (252), fixate la căpătui unor aripi (253), si aripile (253) sunt atașate de fuselajul (252) prin intermediul unui motor turboreactor (254), si pe fuselajul (252) sunt fixate in mod simetric in partea posterioară niște aripi (255), la căpătui fiecărei aripi (255) fiind fixat un profundor (256), si propulsoarele (251) sunt folosite la decolarea si aterizarea pe verticala iar aripile (253), respectiv (255) sunt folosite pentru sustentatia in zborul orizontal.