RO134897A2 - Sistem de propulsie şi aeronave cu decolare şi aterizare pe verticală-vtol - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un sistem de propulsie pentru o aeronavă cu decolare şi aterizare pe verticală, care foloseşte fenomene aerodinamice de amplificare a tracţiunii pentru a reduce raportul tracţiune/greutate. Sistemul conform invenţiei este format din două aripi (3) înclinate cu un unghi α faţă de orizontală, fiecare aripă (3) având un profil (4) aerodinamic care conţine un intrados (5), un extrados (6) şi un bord (7) de atac, pe un fuzelaj (15) sunt montate prin intermediul unor braţe (8) două motoare (9) electrice, fiecare motor (9) electric acţionează o elice (10) propulsivă, planul de rotaţie al fiecărei elicii (10) propulsive este dispus, deasupra extradosului (6), respectiv în proximitatea părţii din spate a profilului aerodinamic al aripii (3) şi este înclinat cu un unghi beta cuprins între 900 şi 1400 faţă de planul care conţine corzile profilelor (4) aerodinamice ale aripilor, sub intrados (5) al aripilor (3) sunt montate prin intermediul unor braţe (12) un număr de motoare (13) electrice, fiecare motor (13) electric acţionează o elice (14) propulsivă, planul de rotaţie al fiecărei elici (14) propulsive este dispus, dedesubtul intradosului (5), respectiv în proximitatea bordului (7) de atac al profilului aerodinamic al aripii (3) şi este înclinat cu un unghi ζ cuprins între 900 şi 1400 faţă de planul care conţine corzile profilelor (4) aerodinamice ale aripilor (3), două elice (10 sau 14) propulsive vecine au sensuri de rotaţie contrare, la decolare şi aterizare fuzelajul (15) se sprijină pe o porţiune (25) plată situată la partea din spate, respectiv la partea din faţă pe două picioare (16), având fiecare un profil aerodinamic, fixate pe un fuzelaj (15).

Description

Nr Data depozit

Sistem de propulsie si aeronave cu decolare si aterizare pe verticala - VTOL

Prezenta invenție se refera la un sistem de propulsie si la aeronave cu decolare si aterizare pe verticala - VTOL ce folosesc fenomene aerodinamice de amplificare a fracțiunii pentru a reduce raportul tractiune/greutate.

Invenția constituie o perfecționare a invenției cu numărul de înregistrare OSIM A/00366/2019 din data de 18/06/2019.

Aeronavele care au capacitatea de decolare si de aterizare pe verticală (VTOL) combina avantajele elicopterelor, si anume decolarea si aterizarea pe un spațiu limitat sau pe terenuri greu accesibile, cu avantajele avioanelor convenționale, cum ar fi viteza de croazieră crescută si zborul orizontal cel mai eficient energetic. în ultimele decenii, s-au înregistrat progrese semnificative în domeniul aeronavelor cu decolare si aterizare pe verticală dar până în prezent un progres economic semnificativ nu a fost atins.

O mare parte a soluțiilor de aeronave VTOL utilizează sisteme de propulsie separate pentru zborul pe orizontala si pentru zborul pe verticala ceea ce complica construcția, creste greutatea aeronavei si prezintă un cost ridicat.

De asemenea majoritatea soluțiilor de aeronave VTOL utilizează propulsia electrica distriubuita (DEP) fara insa a folosi fenomene aerodinamice suplimentare pentru a reduce raportul tractiune/greutate care in majoritatea cazurilor este supraunitar (1.2 1.4).

Este cunoscuta soluția descrisa in brevetul US9346542 pentru o aeronava individuala. Deși este o soluție simpla, prezintă dezavantajul unui raport tractiune/greutate supraunitar deoarece nu utilizează nici un dispozitiv suplimentar pentru amplificarea fracțiunii. Pe de alta parte, datorita faptului ca poziția pilotului in timpul decolării si aterizării este sprijinit pe spate si cu fata in sus, vizibilitatea este foarte proastra si confortul pilotului este sacrificat.

In consecința devine o necesitate realizarea unui sistem de propulsie foarte eficient, cu raport tractiune/greutate unitar sau subunitar, care sa fie utilizat atit pentru zborul pe verticala cit si pentru zborul pe orizontala, a cărui acționare sa fie foarte simpla si la care trecerea de la zborul vertical la cel orizontal si invers sa se faca rapid.

Prezenta invenție are ca obiectiv sa definească o noua arhitectura a unei aeronave cu decolare si aterizare pe verticala care sa utilizeze un singur tip de sistem de propulsie atit pentru zborul pe orizontala cit si pentru cel pe verticala si care sa provoace sustentatia inclusiv in coditii statice.

Invenția înlătură dezavantajele aratate mai sus prin aceea ca intr-o prima varianta o aeronava cu decolare si aterizare pe verticala, utilizează, conform unui prim aspect al invenției, un fuzelaj ce prezintă o forma aerodinamica pe care se montează un sistem de propulsie. Sistemul de propulsie utilizează doua aripi, dispuse simetric pe fuzelaj, care sunt profilate aerodinamic, avind fiecare un intrados si un extrados. In poziția statica respectiv la decolare sau aterizare, aripa formează cu orizontala un unghi de atac cuprins intre 35^ si 80^. Fuzelajul si aripile au profile aerodinamice considerate ca fiind paralele sau aliniate intere ele. Pe fuzelaj, la partea din spate, sunt montate prin intermediul unor brațe un număr de motoare electrice ce actioneaza niște elice propulsive posterioare . Fiecare elice propulsiva superioara poate prezenta niște palete articulate care se pot plia atunci cind elicea nu este actionata de motorul electric. Planul de rotatie ale fiecărei elice propulsive posterioare este situat, deasupra extradosului, respectiv in proximitatea pârtii din spate a profilului aerodinamic. Unghiul dintre planul ce conține coarda profilului aripii si planul de rotatie al elicei propulsive superioare este cuprins intre 90⁵ si 140⁵. Pe fuzelaj, la partea din fata, sunt montate prin intermediul unor suporți un număr de motoare electrice ce actioneaza niște elice propulsive anterioare. Fiecare elice propulsiva anterioare poate prezenta niște palete articulate care se pot plia atunci cind elicea nu este actionata de motorul electric. Planul de rotatie al fiecărei elice propulsive anterioare este situat, sub intrados respectiv in proximitatea bordului de atac al aripii. Unghiul dintre planul ce conține coarda profilului aripii si planul de rotatie al elicei propulsive anterioare este cuprins intre 90? si 140^. Brațele suport ale motoarelor electrice prezintă un profil aerodinamic ce are același unghi de incidența cu aripile. La decolare si aterizare fuzelajul se sprijină pe porțiunea din spate, numita coada, respectiv la partea din fata pe doua picioare fixate pe el si avind de asemenea un profil aerodinamic.

In conformitate cu alt aspect al invenției o metoda de a produce sustentatia pe verticala a aeronavei consta in acționarea elicilor propulsive care produc o depresiune importanta pe extradosul aripiilor, respectiv o presiune importanta pe intradosul aripiilor si acest lucru contribuie la amplificarea forței de tracțiune pe verticala.

In conformitate cu alt aspect al invenției o metoda de a controla trecerea de la zborul vertical la cel orizontal si invers se realizează prin variația vitezei de rotatie a elicelor propulsive posterioare fata de elicele propulsive anterioare, ceea ce produce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei.

Potrivit unui alt aspect al invenției principalele parti componente ale aeronavei, respectiv aripile, fuzelajul, picioarele de sprijin si brațele suport ale motoarelor electrice au profile aliniate aerodinamic care contribuie la sustentatia aeronavei pe perioada zborului orizontal.

Intr-o alta varianta constructiva aeronava poate fi o aeronava pentru transport de pasageri si in acest caz intre aripi este fixata o cabina.

In toate variantele aripile pot fi prelungite cu alte profiluri aerodinamice suplimentare in cazul in care se dorește extinderea autonomiei de zbor.

In toate cazurile doua sau mai multe aeronave pot fi cuplate lateral pentru a realiza o eficienta sporita in zborul pe orizontala.

Intr-o alta varianta o aeronava utilizează elici tractive.

Intr-o alta varianta o aeronava utilizează elici tractive la partea din fata si elici propulsive la partea din spate.

Intr-o alta varianta consructiva fiecare elice este actionata de doua motoare electrice.

Intr-o alta varianta constructiva pe fiecare braț sun montate doua motoare electrice coaxiale care antrenează doua elice contra rotative.

Aeronava conform invenției este un mijloc convenabil si sigur de a transporta cel puțin un pasager sau mărfuri între doua locații fara amenajeri speciale. Asa cum este conceputa, aeronava este stabila în timpul zborului si are o dimensiune compactă, astfel încât amprenta aeronavei la sol, respectiv aria necesara de stocare la sol să fie minime. Poziția naturală a pilotului în timpul zborului si un nivel redus de spațiu de decolare si aterizare fac aeronava ideală pentru o utilizare zilnică. Randamentul propulsiei este imbunatit in zborul vertical datorita componentei generata de depresiunea de pe extrados si de presiunea de pe intrados. Randamentul propulsiei este imbunatit in zborul orizontal datorita posibilității de a întrerupe funcționarea unora dintre elicile propulsive cu palete pivotante. Este o construcție simpla cu cost redus care nu utilizează actuatoare pentru controlul zborului. Datorita posibilității de a cupla mai multe aeronave se poate creste foarte mult eficienta zborului pe orizontala sau in cazul utilizării unor drone pentru agricultura se mărește frontul de lucru. In aceasta construcție aripile sunt foarte ușoare si ieftine. Majoritatea pârtilor componente inclusiv fuzelajul, sunt astfel construite incit sa ofere portanta pe perioada zborului orizontal ceea ce creste randamentul zborului si concomitent mărește autonomia.

Se dau mai jos un număr de 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 si 19 care reprezintă:

Fig. 1, o vedere izometrica dinspre fata a unei drone cu decolare si aterizare pe verticala cu elice propulsive, de tipul pentru supraveghere, in faza decolării sau aterizării;

Fig. 2, o vedere laterala cu secțiune prin aeronava de la figura 1 in faza decolării sau aterizării;

RO 134897 A2 .

Fig. 3, o vedere izometrica a aeronavei de la figura 1 in faza zborului orizontal;

Fig. 4, o vedere izometrica dinspre fata a unei aeronave cu flapsuri in faza zborului orizontal;

Fig. 5, o vedere izometrica dinspre spate a unei aeronave tip aripa zburătoare in faza zborului orizontal;

Fig. 6, o vedere laterala a unei aeronave cu elice tractive in faza decolării sau aterizării;

Fig. 7, o vedere laterala a unei aeronave cu elice tractive si propulsive in faza decolării sau aterizării;

Fig. 8, o vedere izometrica dinspre fata a unei drone cu decolare si aterizare pe verticala si aripi gonflabile aflata in staționare;

Fig. 9, o vedere izometrica dinspre fata a unei drone cu decolare si aterizare pe verticala, de tipul pentru aprovizionare sau pentru agricultura, in faza decolării sau aterizării;

Fig. 10, o vedere izometrica a aeronavei de la figura 9 in faza zborului orizontal;

Fig. 11, o vedere izometrica dinspre fata a unei grupări de aeronave ca cele de la figura 9, echipate pentru agricultura, in zbor orizontal;

Fig. 12, o vedere izometrica a aeronavei de la figura 9, cu aripi adiționale, in faza zborului orizontal;

Fig. 13, o vedere izometrica dinspre fata a unei aeronave cu cabina pentru pasageri in faza aterizării sau decolării;

Fig. 14, o secțiune longitudinala prin aeronava de la figura 13 in faza decolării sau aterizării;

Fig. 15, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 13 in faza zborului orizontal;

Fig. 16, o vedere izometrica dinspre spate a aeronavei de la figura 13 in faza zborului orizontal;

Fig. 17, o vedere laterala a unei aeronave cu 8 motoare electrice in faza decolării si aterizării;

Fig. 18, o vedere laterala a unei aeronave cu 8 motoare electrice si 8 elice contra rotative in faza decolării si aterizării;

Fig. 19, o vedere laterala a aeronavei de la figura 18 in faza zborului orizontal.

Intr-o prima varianta de realizare o aeronava 1, cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie 2 fixat de un fuzelaj 15, avind un profil aerodinamic, ca in figurile 1, 2 si 3. Fuzelajul 15 prezintă un volum redus cu o secțiune transversala mica, ceea ce reduce rezistenta la înaintare a aeronavei 1. Aeronava 1 poate fi utilizata in principal ca o drona pentru supraveghere aeriana, pentru cartografiere sau pentru înregistrarea de imagini. Sistemul de propulsie 2, utilizează doua aripi 3, fixate simetric de o parte si de alta a fuzelajului 15. Fiecare aripa 3 are o forma trapezoidala. Aripile 3 sunt înclinate cu un unghi a fata de orizontala, unghi masurat in poziția statica (la decolare/aterizare) si care este cuprins de preferința intre 35^ si 80$. Unghiul a este masurat pe coarda profilului fiecărei aripi 3. Același unghi a cuprins intre 35^ si 80² il face si profilul aerodinamic al fuzelajului 15 in raport cu orizontala in poziția statica. Fiecare aripa 3 prezintă un profil aerodinamic 4 ce conține un intrados 5, un extrados 6 si un bord de atac 7. Fiecare aripa 3 are o forma trapezoidala iar profilul aerodinamic 4 in zona cea mai extinsa este foarte apropiat de profilul aerodinamic al fuzelajului 15. Pe fuzelajul 15 sunt montate, prin intermediul unor brațe 8, doua motoare electrice 9. Fiecare motor electric 9 actioneaza o elice propulsiva 10. Fiecare elice propulsiva 10 prezintă un număr de palete 11, pliabile in lungul axului central atunci cind motorul electric 9 nu este acționat. Planul de rotatie al fiecărei elice propulsive 10 este situat, deasupra extradosului 6, respectiv in proximitatea pârtii din spate a profilului aerodinamic al aripii 3 si este înclinat cu unghi β cuprins intre 90^? si 140$ fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice 4 ale aripilor 3. Sub intradosul 5 al aripilor 3 sunt montate prin intermediul unor brațe 12 un număr de motoare electrice 13. Fiecare motor electric 13 actioneaza o elice propulsiva 14. Fiecare elice propulsiva 14 prezintă un număr de palete 11, pliabile in lungul axului central atunci cind motorul electric 13 nu este acționat. Planul de rotatie al fiecărei elice propulsive 14 este situat, dedesuptul intradosului 5, respectiv in proximitatea bordului de atac 7 al profilului aerodinamic al aripii 3 si este înclinat cu unghi ζ cuprins intre 90^ si 140^? fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice 4 ale aripilor 3. Doua elice propulsive 10 sau 14 vecine au sensuri de rotatie contrare. La decolare si aterizare fuzelajul 15 se sprijină pe o porțiunea plata 25 sitiuata la parte din spate, respectiv la partea din fata pe doua picioare 16, avind fiecare un profil aerodinamic, fixate pe fuzelajul 15. Brațele 8 si 12 au de asemenea un profil aerodinamic avind aceiași unghi de incidența ca cel al aripilor 3. Pe fuzelajul 15 este fixat la partea din fata, respectiv sub acesta, un multi-scaner 17 ce conține un număr de senzori si camere pentru captarea de imagini. La decolare, atunci cind motoarele electrice 9 si 13 actioneaza asupra elicilor propulsive 10 si 14 este produsa o depresiune pe extradosul 6, respectiv o presiune pe intradosul 5. Depresiune de pe extradosul 6 creeaza o forța perpendiculara pe aripa 3, si îndreptată înclinat spre in sus. Presiune de pe intradosul 5 creeaza o forța perpendiculara pe aripa 3, si îndreptată de asemenea înclinat spre in sus. Forțele de pe intradosul 5 si de pe extradosul 6 se compun cu forța de tracțiune dezvoltata de elicele propulsive 10 si 14, ceea ce generează o rezultanta totala îndreptată spre in sus. Rezultanta totala este mai mare decit forța de tracțiune dezvoltata de elicele propulsive 10 si 14. După ce aeronava 1 se ridica la un anumita altitudine elicele propulsive 10 sunt accelerate suplimentar fata elicele propulsive 14 ceea ce produce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei 1. Modificarea unghiului de tangaj al aeronavei 1 este continuata pina ce aripile 3 ajung la unghi de atac corespunzător zborului pe orizontala ca in figura 3. Treptat aeronava 1 atinge viteza de croaziera si se ajunge la zborul stabilizat pe orizontala in care sustentatia este produsa in principal de aripile 3, de fuzelajul 15, de picioarele 16 si de brațele 8 si 12. In timpul aterizării fazele descrise se inversează. Controlul direcției si al stabilitatii aeronavei 1 este realizat prin variația vitezei de rotatie a diverselor elice propulsive 10 si 14. Motoarele electrice 9 si 13 sunt alimentate de un pachet de baterii electrice (nefigurat) sau de un sistem hibrid (nefigurat).

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea anterioara o aeronava 20 are un fuzelaj 15 pe care cunt montate simetric doua aripi 21 ca in figura 4. Fiecare aripa 21 conține un flaps 22 acționat de un actuator (nefigurat) care servește la controlul zborului orizontal. In zborul la viteza de croaziera motoarele electrice 9 sunt oprite si paletele 11 ale elicelor propulsive 10 corespunzătoare se aliniaza in lungul axei de rotatie pentru a produce o rezistenta la înaintare minima. Controlul unghiului de tangaj, respectiv al stabilitatii longitudinale, se face in acest caz cu ajutorul flapsurilor 22. Controlul direcției aeronavei 20 este realizat prin variația vitezei de rotatie a diverselor elice propulsive 10 si 14.

RO 134897 A

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea de la figura 1, o aeronava 30, cu decolare si aterizare pe verticala utilizează in locul fuzelajului 15 si al arpilor 4 o aripa zburătoare 31, avind in general o forma considerata triunghiulara, ca in figura 5. Pe aripa zburătoare 31 sunt fixate componentele sistemului de propulsie 2.

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea de la figura 1, o aeronava 40, cu decolare si aterizare pe verticala utilizeza un sistem de propulsie 41 fixat de un fuzelaj 15, avind un profil aerodinamic, ca in figura 6. Sistemul de propulsie 41 utilizează doua elice tractive 42, posterioare. Planul de rotatie al flecarei elicii tractive 42 este situat, deasupra extradosului 6, respectiv in proximitatea pârtii din spate a profilului aerodinamic al aripii 3 si este înclinat cu unghi β cuprins intre 90⁹ si 140² fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice ale aripilor 3. De asemenea sistemul de propulsie 41 utilizează doua elice tractive 43, anterioare. Planul de rotatie al flecarei elicii tractive 43 este situat sub intradosul 5 respectiv in proximitatea bordului de atac 7 al profilului aerodinamic al aripii 3 si este înclinat cu unghi ζ cuprins intre 90^ si 140^ fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice ale aripilor 3.

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea de la figura 1, o aeronava 50, cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie 51 fixat de un fuzelaj 15, avind un profil aerodinamic, ca in figura 7. Sistemul de propulsie 51 utilizează doua elice propulsive 10, posterioare. De asemenea sistemul de propulsie 51 utilizează doua elice tractive 42, anterioare. Planul de rotatie al fiecărei elicii tractive 42 este situat sub intradosul 5 respectiv in proximitatea bordului de atac 7 al profilului aerodinamic al aripii 3 si este înclinat cu unghi ζ cuprins intre 90$ si 140^? fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice ale aripilor 3.

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea de la figura 1, o aeronava 60, cu decolare si aterizare pe verticala, utilizeza un fuzelaj 15 de care sunt fixate simetric doua aripi 61, gonflabile, ca in figura 8. Fiecare aripa 61 prezintă la căpătui exterior o placa 62, rigida, ce are un profil aerodinamic. Intre placa 62 si fuzelajul 15 aripa 61 prezintă un burduf 63, deformabil, realizat dintr-un material elastic. Burduful 63 este lipit etanș atit pe fuzelajul 15 cit si pe placa 62. In functioare aripile 61 sunt umflate cu aer sub presiune

de la un compresor exterior 64. Compresorul exterior 64 este cuplat la un stut 65 existent pe fuzelajul 15. Stutul 65 comunica cu o supapa unisens 66 ce controleza o canalizatie 67. Canalizatia 67 comunica cu interiorul aripilor 61. după umflare forma aripilor 61 este asemanatoare cu cea a aripilor 3 de la primul exemplu de realizare si funcționează similar. Pentru staționare, supapa unisens 66 este actionata din exterior cu ajutorul unei tije (nefigurate) si aerul este golit din aripile 61. In acest fel volumul aripilor 61 este redus la minim in asa fel incit plăcile 62 sa fie cit mai apropiate de fuzelajul 15. In plus paletele 11 ale elicelor propulsive 10 si 14 sunt pliate spre in jos datorita forței gravitaționale. Avind un volum exterior redus aeronava 60 poate fi ambalata intr-un volum redus.

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea de la figura 1, o aeronava 70, cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie 2 fixat de un fuzelaj 71, avind un profil aerodinamic, ca in figurile 9,10 si 11. Fuzelajul 71 prezintă un volum mărit cu o secțiune transversala mărită, ce poate transport mărfuri de diferite mărimi sau poate conține un rezervor cu substanțe pulverizante pentru agricultura. Pe fuzelajul 71 sunt fixate in mod simetric doua aripi 72 care prezintă o forma de preferința dreptunghiulara. La capetele aripilor 72 sunt fixate niște limitatoare de jet 73, care evita imrastierea fluxului de aer generat de elicele propulsive 10 si 14. Aeronava 70 poate fi utilizata in principal ca o drona de aprovizionare sau pentru imprastierea de substanțe in agricultura. In varianta pentru agricultura aeronava 70 utilizează o rampa 74 amplasata in spatele arpilor 72 (figura 11) si care este conectata cu rezervorul cu substanțe pulverizante. Pe rampa 74 sunt fixate un număr de injectoare 75 folosite la imprastierea substanțele pentru agricultura. In cazul in care este necesara marirea frontului de lucru mai multe aeronave 70 cuplate in zona limitatoarelor de jet 73 si formează un grup zburător 76 ca in figura 11. Comanda zborului grupului zburător 76 poate fi realizata de către o singura aeronava 70.

Intr-o alta varianta constructiva aeronava 70 poate avea o autonomie extinsa prin marirea suprafețelor portante, ca in figura 12. In prelungirea fiecărei aripi 72 se montează in zona limitatoarelor de jet 73 o aripa suplimentara 77. Aripile suplimentare cresc eficienta zborului pe orizontala al aeronavei 70, respectiv măresc raza de acțiune a aeronavei 70.

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea de la figura 1, o aeronava 80, cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie 81, montat pe o cabina 82, ca in figurile 13,14,15 si 16. Sistemul de propulsie 81, utilizează doua aripi 83 înclinate cu un unghi a fata de orizontala, unghi masurat in poziția statica (la decolare/aterizare) si care este cuprins de preferința intre 35² si 80^. Aripile 83 au o forma de preferința paralelipipedica si sunt înclinate spre in jos la capete. La capetele fiecărei aripi 83 sunt fixate in poziție verticala doua limitatoare de jet 84. Cele doua limitatoare de jet 84 servesc si ca sprijin la contactul cu solul pentru aeronava 80 in perioada staționarii, deci sunt utilizate si ca tren de aterizare. In poziția inițiala, statica, respectiv la decolare si aterizare, cabina 82 are o forma rotunjită orientata pe verticala. In partea din fata cabina 82 prezintă o use 85, de acces in interior. La interior cabina 82 prezintă o incinta 86 ce conține cel puțin un scaun 87 pe care este așezat cel puțin un pasager 88 ce este asigurat de o centura 89 ca in figura 14. Scaunul 87 este înclinat spre in spate la un unghi μ fata de orizontala in poziția statica cuprins intre 60^ si 80^. In spatele scaunului 87 cabina 82 poate adăposti diverse sisteme ale aeronavei 80, inclusiv sursa de energie. In zborul orizontal pasagerul 88 este ușor înclinat spre in fata.

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea de la figura 13, o aeronava 100, cu decolare si aterizare pe verticala utilizează pentru a acționa fiecare elice propulsiva 10 sau 14 cite doua motoare electrice 101 , respectiv 102 ca in figura 17. In caz de defectare a unuia dintre motoarele electrice 101, respectiv 102 celalalt poate acționa in continuare asupra elicei propulsive 10 sau 14 in asa fel incit sa se asigure un nivel de redundanta ridicat.

Intr-o alta varianta constructiva derivata din cea de la figura 13, o aeronava 110, cu decolare si aterizare pe verticala utilizează patru elice propulsive 111 si patru elice tractive 112, ca in figurile 18 si 19. Fiecare elice propulsiva 111 este actionata de un motor electric 113. Fiecare elice tractiva 112 este actionata de un motor electric 114. Fiecare motor electric 113 este coaxial cu un motor electric 114 iar elicea propulsiva 111

RO 134897 A corespunzătoare este contrarotativa fata de elicea tractiva 112 corespunzătoare. Elicele propulsive 111 prezintă niște palete 11, pliabile in lungul axului central atunci cind motorul electric 113 corespunzător nu este acționat. In zborul orizontal, atunci cind s-a atins viteza de croaziera, motoarele electrice 113 sunt întrerupte si paletele 11 se aliniaza in lungul axului motorului electric 113 corespunzător împinse de fluxul frontal de aer ca in figura 19. Prin aceasta aeronava 110 reduce consumul de energie si autonomia poate fi extinsa.

Toate sistemele de propulsie descrise pot fi alimentate de un pachet de baterii electrice.

Intr-o alta varianta toate sistemele de propulsie descrise pot fi alimentate de un sistem hibrid.

Ori care combinatii dintre soluțiile descrise anterior sunt considerate ca facind parte din descriere si revendicări.

Claims (23)

1. Revendicări

   1. Sistem de propulsie pentru aeronave cu decolare si aterizare pe verticala de tipul celor descrise in invenția A/00366/2019 caracterizat prin aceea ca un sistem de propulsie (2) utilizează doua aripi (3) înclinată cu un unghi a fata de orizontala, unghi masurat in poziția statica, respectiv la decolare/aterizare si care este cuprins de preferința intre 35⁵ si 805, si aripile (3) sunt fixate pe un fuzelaj (15), si fiecare aripa (3) prezintă un profil aerodinamic (4) ce conține un intrados (5), un extrados (6) si un bord de atac (7), si pe fuzelajul (15) sunt montate prin intermediul unor brațe (8), profilate aerodinamic, un număr de motoare electrice (9), fiecare motor electric (9) actionind o elice propulsiva (10), si planul de rotatie al fiecărei elice propulsive (10) este situat, deasupra extradosului (6), respectiv in proximitatea pârtii din spate a profilului aerodinamic al aripii (3) si este înclinat cu unghi β cuprins intre 90⁹ si 1405 f_ata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice (4) ale aripilor (3), si pe fuzelajul (15) sunt montate prin intermediul unor brațe (12), profilate aerodinamic, un număr de motoare electrice (13), fiecare motor electric (13) actionind o elice propulsiva (14), si planul de rotatie al fiecărei elice propulsive (14) este situat, dedesuptul intradosului (5), respectiv in proximitatea bordului de atac (7) al profilului aerodinamic al aripii (3) si este înclinat cu unghi ζ cuprins intre 905 _sj 14Q° fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice (4) ale aripilor 3, si doua elice propulsive (10) sau (14) vecine au sensuri de rotatie contrare.
2. 2. Sistem de propulsie ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca fiecare elice propulsiva (10) si (14) prezintă un număr de palete (11), pliabile in lungul axului central atunci cind motorul electric (9) si (13) nu este acționat.
3. 3. Sistem de propulsie ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca motoarele electrice (9) si (13) sunt alimentate de un pachet de baterii electrice.

   RO 134897 A2^
4. 4. Sistem de propulsie ca la revendicarea 1 caracterizat prin aceea ca motoarele electrice (9) si (13) sunt alimentate de un sistem hibrid.
5. 5. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca o aeronava (1), cu decolare si aterizare pe verticala utilizează sistemul de propulsie (2) fixat pe fuzelajul (15), si fuzelajul (15) prezintă un profil aerodinamic aliniat cu profilul aerodinamic (4) al aripilor (3) respectiv care prezintă același unghi a cuprins intre 35^? si 805 j_n raport cu orizontala in poziția statica, si fiecare aripa (3) are o forma trapezoidala iar profilul aerodinamic (4) in secțiunea cea mai extinsa este foarte apropiat de profilul aerodinamic al fuzelajului (15), si la decolare si aterizare fuzelajul (15) se sprijină pe o porțiunea plata (25) sitiuata la parte din spate, respectiv la partea din fata pe doua picioare (16), avind fiecare un profil aerodinamic, fixate pe fuzelajul (15).
6. 6. Metoda de funcționare a unei aeronave cu decolare si aterizare pe verticala caracterizata prin aceea ca la decolare, atunci cind motoarele electrice (9) si (13) actioneaza asupra elicilor propulsive (10) si (14) este produsa o depresiune pe extradosul (6), respectiv o presiune pe intradosul (5), si depresiune de pe extradosul (6) creeaza o forța perpendiculara pe aripile (3), si îndreptată înclinat spre in sus, si presiune de pe intradosul (5) creeaza o forța perpendiculara pe aripile (3), si îndreptată înclinat spre in sus, si forțele de pe intradosul (5) si de pe extradosul (6) se compun cu forța de tracțiune dezvoltata de elicele propulsive (10) si (14), ceea ce generează o rezultanta totala îndreptată spre in sus, si rezultanta totala este mai mare decit forța de tracțiune dezvoltata de elicele propulsive (10) si (14), si după ce aeronava (1) se ridica la un anumita altitudine elicele propulsive (10) sunt accelerate suplimentar fata elicele propulsive (14) ceea ce produce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei (1), intrindu-se in faza de tranziție, si modificarea unghiului de tangaj al aeronavei (1) este continuata pina ce aripile (3) ajung la unghi de atac corespunzător zborului pe orizontala, si treptat aeronava (1) atinge viteza de croaziera si se ajunge la zborul stabilizat pe orizontala in care sustentatia produsa de aripile (3), de picioarele (16), de brațele (8) si (12) si de fuzelajul (15) este maxima, si in timpul aterizării fazele de la decolare se inversează, si controlul direcției aeronavei (1) este realizat prin variația vitezei de rotatie a diverselor elice propulsive (10) si (14).
7. 7. Metoda ca la revendicarea 6 caracterizata prin aceea ca in zborul la viteza de croaziera o parte din motoarele electrice (9) si (13) sunt oprite si paletele (11) ale elicelor propulsive (10) si (14) corespunzătoare se aliniaza in lungul axei de rotatie pentru a produce o rezistenta la înaintare minima.
8. 8. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca o aeronava (20) utilizează un fuzelaj (15) pe care cunt montate simetric doua aripi (21), si fiecare aripa (21) conține un flaps (22) acționat de un actuator care servește la controlul zborului orizontal.
9. 9. Aeronava ca la revendicarea 8 caracterizata prin aceea ca in zborul la viteza de croaziera motoarele electrice (9) sunt oprite si paletele (11) ale elicelor propulsive (10) corespunzătoare se aliniaza in lungul axei de rotatie pentru a produce o rezistenta la înaintare minima, si controlul unghiului de tangaj, respectiva! stabilitatii longitudinale, se realizează cu ajutorul flapsurilor (22), si controlul direcției aeronavei (20) este realizat prin variația vitezei de rotatie a diverselor elice propulsive (10) si (14).
10. 10. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca o aeronava (30), cu decolare si aterizare pe verticala utilizează o aripa zburătoare (31), avind in general o forma considerata triunghiulara si care susține componentele sistemului de propulsie (2).
11. 11. Aeronava caracterizata prin aceea ca o aeronava (40), cu decolare si aterizare pe verticala utilizeza un sistem de propulsie (41) fixat de un fuzelaj (15), si sistemul de propulsie (41) utilizează doua elice tractive (42), posterioare, si planul de rotatie al fiecărei elicie tractive (42) este situat, deasupra extradosului (6), respectiv in proximitatea pârtii din spate a profilului aerodinamic al aripii 3 si este înclinat cu unghi β cuprins intre 90⁹ si 140$ fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice ale aripilor (3), si sistemul de propulsie (41) utilizează doua elice tractive (43), anterioare, si planul de rotatie al fiecărei elicii tractive (43) este situat sub intradosul (5) respectiv in proximitatea bordului de atac (7) al profilului aerodinamic al aripii (3) si este înclinat cu unghi ζ cuprins intre 905 si 1405 fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice ale aripilor (3).
12. 12. Aeronava caracterizata prin aceea ca o aeronava (50), cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie (51) fixat de un fuzelaj (15), si sistemul de propulsie (51) utilizează doua elice propulsive (10), posterioare, si sistemul de propulsie (51) utilizează doua elice tractive (42), anterioare, si planul de rotatie al fiecărei elicii tractive (42) este situat sub intradosul (5) respectiv in proximitatea bordului de atac (7) al profilului aerodinamic al aripii (3) si este înclinat cu unghi ζ cuprins intre 90? si 1402 fata de planul ce conține corzile profilelor aerodinamice ale aripilor (3).
13. 13. Aeronava ca la revendicarea 5 caracterizata prin aceea ca o aeronava 60, cu decolare si aterizare pe verticala, utilizeza un fuzelaj (15) de care sunt fixate simetric doua aripi (61), gonflabile, si fiecare aripa (61) prezintă la căpătui exterior o placa (62), rigida, ce are un profil aerodinamic, si intre placa (62) si fuzelajul (15) aripa (61) prezintă un burduf (63), deformabil, realizat dintr-un material elastic, si burduful (63) este lipit etanș atit pe fuzelajul (15) cit si pe placa (62).

    RO 134897 A2f (dj
14. 14. Aeronava ca la revendicarea 13 caracterizata prin aceea ca in functioare aripile (61) sunt umflate cu aer sub presiune de la un compresor exterior (64), si compresorul exterior (64) este cuplat la un stut (65) existent pe fuzelajul (15), si stutul (65) comunica cu o supapa unisens (66) ce controleza o canalizatie (67), si canalizatia (67) comunica cu interiorul aripilor (61), si după umflare forma aripilor (61) devine aerodinamica, si pentru poziția de staționare, supapa unisens (66) este actionata din exterior cu ajutorul unei tije si aerul este golit din aripile (61), volumul aripilor (61) fiind redus la minim in asa fel incit plăcile (62) sa fie cit mai apropiate de fuzelajul (15), si paletele (11) ale elicelor propulsive (10) si (14) sunt pliate spre in jos datorita forței gravitaționale iar aeronava (60) poate fi ambalata intr-un volum redus.
15. 15. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca o aeronava (70), cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie (2) fixat de un fuzelaj (71), avind un profil aerodinamic ce prezintă un volum mărit, cu o secțiune transversala mărită, adaptata transportului de mărfuri de diferite dimensiuni, si pe fuzelajul (71) sunt fixate in mod simetric doua aripi (72) care prezintă o forma de preferința dreptunghiulara, si la capetele aripilor (72) sunt fixate niște limitatoare de jet (73), care evita imrastierea fluxului de aer generat de elicele propulsive (10) si (14).
16. 16. Aeronava ca la revendicarea 15 caracterizata prin aceea ca fuzelajul (71) conține un rezervor cu substanțe pulverizante pentru agricultura, si aeronava (70) utilizează o rampa (74), de alimentare, amplasata in spatele arpilor (72) si care este conectata cu rezervorul cu substanțe pulverizante, si pe rampa (74) sunt fixate un număr de injectoare (75) folosite la imprastierea substanțele pentru agricultura.
17. 17. Aeronava ca la revendicarea 16 caracterizata prin aceea in cazul in care este necesara marirea frontului de lucru mai multe aeronave (70) sunt cuplate in zona limitatoarelor de jet (73) formind împreuna un grup zburător (76), si comanda zborului grupului zburător (76) poate fi realizata de către o singura aeronava (70) din grupul zburător (76).
18. 18. Aeronava ca la revendicarea 15 caracterizata prin aceea ca aeronava (70) utilizează in prelungirea fiecărei aripi (72) o aripa suplimentara (77), montata in zona limitatorului de jet (73), si aripile suplimentare (77) cresc eficienta zborului pe orizontala al aeronavei (70), respectiv măresc raza de acțiune a aeronavei (70).
19. 19. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca o aeronava (80), cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie (81), montat pe o cabina (82), si sistemul de propulsie (81), utilizează doua aripi (83) înclinate cu un unghi a fata de orizontala, unghi masurat in poziția statica si care este cuprins de preferința intre 35? si 80?, si aripile (83) au o forma de preferința paralelipipedica si sunt înclinate spre in jos la capete, si la capetele fiecărei aripi (83) sunt fixate in poziție verticala doua limitatoare de jet (84), si cele doua limitatoare de jet (84) servesc si ca sprijin la contactul cu solul pentru aeronava (80) in perioada staționarii, deci sunt utilizate si ca tren de aterizare, si in poziția inițiala, statica, respectiv la decolare si aterizare, cabina (82) are o forma rotunjită orientata pe verticala, si in partea din fata cabina (82) prezintă o use (85), de acces in interior, si la interior cabina (82) prezintă o incinta (86) ce conține cel puțin un scaun (87) pe care este așezat cel puțin un pasager (88) ce este asigurat de o centura (89), si scaunul (87) este înclinat spre in spate la un unghi μ fata de orizontala in poziția statica cuprins intre 60? si 80?, si in spatele scaunului (87) cabina (82) poate adăposti diverse sisteme ale aeronavei (80), inclusiv sursa de energie.
20. 20. Aeronava ca la revendicarea 19 caracterizata prin aceea ca o aeronava (100), cu decolare si aterizare pe verticala utilizează pentru a acționa fiecare elice propulsiva (10) sau (14) doua motoare electrice (101), respectiv (102), si in caz de defectare a unuia dintre motoarele electrice (101), respectiv (102) celaIt poate acționa in continuare asupra elicii propulsive (10) sau (14) in asa fel incit sa se asigure un nivel de redundanta ridicat.
21. 21. Aeronava ca la revendicarea 19 caracterizata prin aceea ca o aeronava (110), cu decolare si aterizare pe verticala utilizează patru elice propulsive (111) si patru elice tractive (112), si fiecare elice propulsiva (111) este actionata de un motor electric (113), si fiecare elice tractiva (112) este actionata de un motor electric (114), si fiecare motor electric (113) este coaxial cu un motor electric (114) iar elicea propulsiva (111) corespunzătoare este contra rotativa fata de elicea tractiva (112) corespunzătoare, si elicele propulsive (111) prezintă niște palete palete (11), pliabile in lungul axului central atunci cind motorul electric (113) corespunzător nu este acționat.
22. 22. Metoda ca la revendicarea 21 caracterizata prin aceea ca in zborul orizontal, atunci cind s-a atins viteza de croaziera, motoarele electrice (113) sunt întrerupte si paletele (11) se aliniaza in lungul axului motorului electric (113) corespunzător împinse de fluxul frontal de aer si prin aceasta aeronava (110) reduce consumul de energie iar autonomia poate fi extinsa.
23. 23. Aeronava ca la revendicarea 5 caracterizata prin aceea ca pe fuzelajul (15) este fixat la partea din fata, respectiv sub acesta, un multi-scaner (17) ce conține un număr de senzori si camere pentru captarea de imagini.