RO137899A2 - Aeronavă vtol reconfigurabilă pentru misiuni diferite - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o aeronavă cu decolare şi aterizare verticală reconfigurabilă pentru misiuni diferite care foloseşte un număr crescut de suprafeţe aerodinamice pentru a creşte portanţa atât în zborul orizontal, cât şi în zborul vertical. Aeronava, conform invenţiei are un sistem de propulsie format din trei elemente (2 şi 4) producătoare de tracţiune, două anterioare şi unul central, montate simetric la partea din faţă, respectiv la partea din spate a unui fuzelaj (3) de formă alungită, profilată aerodinamică, un număr de cel puţin şase elemente producătoare de portanţă, profilate aerodinamic, reprezentate de un fuzelaj (3) şi cinci aripi (5, 6 şi 7) principale, posterioară şi respectiv suplimentare, fluxul de aer generat de elementele (2 şi 4) producătoare de tracţiune este canalizat spre elementele (3, 5, 6 şi 7) producătoare de portanţă cu ajutorul unor limitatoare (8 şi 9) de jet anterioare şi posterioare, pe fuzelaj (3) sunt montate simetric cele două aripi (5) principale care prezintă cu fuzelajul (3) un unghi de incidenţă pozitiv, pe aripile (5) principale sunt montate limitatoarele (9) de jet posterioare, orientate spre spate şi care concomitent susţin aripa (6) posterioară, distanţată faţă de aripile (5) principale.

Description

RO 137899 A2 Aeronava VTOL recon figura bila pentru misiuni diferite oficiul Dfc «ΙΑΓ PENTRU INVENȚII Șl MĂRCI Nr......

Data depozit...........

Prezenta invenție se refera la o aeronava VTOL reconfigurabila pentru misiuni diferite ce folosește un număr crescut de suprafețe aerodinamice pentru a creste portanta atit in zborul orizontal cit si in zborul vertical. Aeronava poate fi utilizata pentru misiuni diferite prin schimbarea configurației.

In continuare se va utiliza pentru o aeronava cu decolare si aterizare verticala denumirea consacrata de „aeronava VTOL”.

Invenția reprezintă o continuare in parte si o perfecționare a invențiilor ROI34498 si ROI 34897.

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 inca ramin progrese substanțiale de făcut.

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 (termen consacrat DEP) fara insa a folosi fenomene aerodinamice suplimentare pentru a reduce raportul tractiune/greutate. In plus atunci cind se utilizează rotoare deschise aerul este împrăștiat de acestea, fara a priotiriza o direcție anume care poate fi convenabila din punct de vedere aerodinamic.

Unele aparate VTOL utilizează aripi pentru zborul orizontal. Acestea prezintă un gabarit extins, respectiv o proiecție pe sol mărită, ceea ce le face improprii utilizării in orașe. Pe de alta parte, aeronavele VTOL fara aripi au o autonomie redusa datorita eficientei scăzute a zborului orizontal.

Sunt cunoscute soluțiile descrise de invențiile US2016236775, WO2018208596 si US2014158815 care descriu aeronave VTOL avind diferite unghiuri intre planele rotoarelor si aripi. La toate aceste soluții jetul de aer produs de elice nu este directionat precis spre o anumita porțiune a aripilor si se imparastie pe toata lungimea acestora, disipindu-se. In cazul US2016236775 deși este utilizata si o elice verticala, aceasta prezintă un efect redus in zborul vertical.

In consecința devine o necesitate o aeronava VTOL care sa aiba o forma foarte compacta dar care sa fie suficient de eficienta si in zborul orizontal pentru a avea o autonomie rezonabila.

De asemenea devine o necesitate realizarea unui sistem de propulsie foarte eficient, cu raport tractiune/greutate imbunatatit, 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.

Un obiectiv principal al prezentei invenții este acela de utiliza un sistem de propulsie foarte simplu, cu cost redus dar care sa ofere un nivel de redundanta suficient de ridicat pentru a menține aeronava in zbor in cazul defectării unui element propulsiv.

Un alt obiectiv al prezentei invenții este acela ca o aeronava VTOL sa poata fi utilizata intr-o forma compacta pentru misiuni in spatii restrinse si care intr-o alta configurație, obinuta din cea anterioara, sa poata fi utilizata in mod eficient pentru misiuni cu autonomie extinsa.

Un alt obiectiv al invenției este acela de a utiliza tehnici active de hiper-sustentatie ca de exemplu aspirarea si suflarea stratului limită si controlul precis al circulației aerului pe suprafețele aerodinamice pentru a mari eficienta in zbor a unei aeronave.

Un alt obiectiv al acestei invenții este de a oferi o varianta de aterizare sigura, de rezerva, pentru o aeronava VTOL in cazul defecțiunii sistemului de propulsie sau al epuizării sursei de energie.

Potrivit unui prim aspect al invenției, o aeronava cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie care folosește trei elemente producătoare de tracțiune, respectiv doua anterioare montate simetric la partea din fata a unui fuzelaj si un al treilea montat central la partea din spate a fuzelajului. Fuzelajul prezintă o forma alungită profilata aerodinamica. Concomitent aeronava utilizează un număr de sase elemente producătoare de portanta, profilate aerodinamic, reprezentate de fuzelaj, de doua aripi principale, de o aripa posterioara si de doua aripi suplimentare. Fluxul de aer generat de elementele producătoare de tracțiune este canalizat spre elementele producătoare de portanta cu ajutorul unor limitatoare de jet anterioare si a altora posterioare. Pe fuzelaj sunt montate simetric cele doua aripi principale care prezintă cu fuzelajul un unghi de incidența pozitiv. In poziția statica respectiv la decolare si aterizare, aripile principale formează cu orizontala un unghi cuprins intre 25° si 50°. Pe aripile principale sunt montate limitatoarele de jet posterioare, orientate spre spate si care concomitent susțin aripa posterioara, distantata fata de aripilie principale si care are un profil aerodinamic in mod substanțial aliniat cu profilele aerodinamice ale aripilor principale. Fiecare element producător de portanta, respectiv aripile principale, aripile suplimentare, fuzelajul si aripa posterioara poseda un extrados , un intrados, un bord de atac si un bord de fuga. Planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare sunt substanțial orizontale in poziția statica, respectiv la decolare/aterizare. Planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare fac cu palnul de rotatie al elementului producător de tracțiune posterior un unghi cuprins intre 160 ° si 180°. Planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare sunt poziționate in apropierea bordului de atac al aripilor principale si sub intradosul acestora astfel incit o parte din fluxul de aer provocat de elementele producătoare de tracțiune anterioare sa fie directionat spre intradosul aripiilor principale. Planul de rotatie al elementului producător de tracțiune posterior este poziționat deasupra extradosului fuzelajului astfel incit elementului producător de tracțiune posterior sa se alimenteze cu aer de pe acesta. Totodată elementul producător de tracțiune posterior este astfel poziționat incit o parte din fluxul de aer provocat de el sa fie directionat spre intradosul aripii posterioare. Pe fiecare aripa principala este montat limitatorul de jet anterior astfel poziționat incit fluxul de aer generat de fiecare element producător de tracțiune anterior sa fie canalizat pe o anumita porțiune a intradosului numita de presiune mărită. Suplimentar limitatoarele de jet posterioare au rolul de a fixa elementul producător de tracțiune posterior la partea din spate a fuzelajului prin intermediul unei traverse. Elementele producătoare de tracțiune anterioare sunt fixate de aripile principale prin intermediul unor brațe. Din fiecare braț se ramifica spre in jos un pilon pe care se sprijină aeronava la decolare/aterizare. La partea din spate, respectiv in zona mediana a fuzelajului este montat o piesa de sprijin, care servește ca al treilea punct de contact cu solul al aeronvei la decolare/aterizare. Intr-o alta configurație aripile suplimentare pot fi demontate si aeronava poate fi utilizata in spatii înguste, dar oferă o autonomie mai mica.

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 elementului producător de tracțiune posterior fata de elementele producătoare de tracțiune anterioare, ceea ce induce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei. Pe perioada zborului orizontal aripile principale fac cu fluxul frontal de aer un unghi de atac cuprins intre 1 ° si 13°. Unghiul de atac format de aripile principale este mai mare cind nu sunt atașate aripile suplimentare si este mai mic cind aripile suplimentare sunt atașate. Datorita poziționării elementelor producătoare de fracțiune anterioare fata de aripile principale are loc creșterea presiunii aerului care circulă pe intrados. Simultan datorita poziționării elementului producător de tracțiune posterior aerul este absorbit de pe extradosul fuzelajului ceea ce produce un fenomen de suctiune, aerul fiind expulzat spre aripa posterioara unde are loc creșterea presiunii pe intradosul acesteia. Atit depresiunea cit si presiunile create pe elementele producătoare de portanta contribuie la amplificarea forței de tracțiune pe verticala, inclusiv in condiții statice, respectiv la decolare/aterizare.

Conform unui alt aspect al invenției o aeronava prezintă la decolare/aterizare un fuzelaj poziționat orizontal. Pe fuzelaj este fixat un tren de aterizare cu roti. In acest caz, o metoda de a realiza decolarea/aterizarea consta in accelerarea vitezei de rotatie a elementelor producătoare de tracțiune anterioare fata de elementul producător de tracțiune posterior, ceea ce induce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei, respectiv Înclinarea fuzelajului spre spate. La o anumita altitudine se realizează revenirea fuzelajului in poziție orizontala prin marirea vitezei de rotatie a elementului producător de tracțiune posterior fata de elementele producătoare de tracțiune anterioare si trecerea la zborul orizontal. Acest tip de aeronava poate totodată sa decoleze si aterizeze prin rularea pe piste scurte atunci cind se dorește sau in caz de necesitate datorita defectării unor componente.

Aeronava conform invenției este un mijloc convenabil si sigur de a transporta cel puțin un pasager sau mărfuri între doua locații fara amenajeri speciale cu o eficienta maxima. 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. Nivel redus de spațiu necesar la decolare si aterizare fac aeronava ideală pentru o utilizare zilnică, inclusiv in orașe. Randamentul propulsiei este imbunatit in zborul vertical datorita fenomenelor aerodinamice de amplificare si al controlului imbunatatit al circulației aerului de pe suprafețele aerodinamice. Randamentul propulsiei este imbunatit in zborul orizontal datorita aripilor suflate. Este o construcție simpla care nu utilizează actuatoare pentru controlul zborului. 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. Nivelul de rednundanta al eronavei este ridicat in condițiile unei construcții simple, avind un cost redus.

Se dau mai jos un număr de exemple de realizare a invenției in legătură cu figurile 1-15 reprezintă:

Fig. 1, o vedere izometrica dinspre fata a unei aeronave cu decolare si aterizare pe verticala cu tren de aterizare fix in poziția de repaus;

Fig. 2, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 1 in faza decolării sau aterizării;

Fig. 3, o vedere laterala a aeronava de la figura 1 in faza decolării sau aterizării;

Fig. 4, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 1, in faza zborului de tranziție;

Fig. 5, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 1, in faza zborului orizontal;

Fig. 6, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 1, in faza zborului orizontal cu viteza economica de croaziera;

Fig. 7, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 1, in faza zborului orizontal, fara aripi suplimentare;

Fig. 8, o vedere izometrica dinspre fata a unei aeronave de pasageri cu tren de aterizare cu roti in faza de repaus;

Fig. 9, o vedere izometrica dinspre spate a aeronavei de la figura 8 cu cupola de acces rabatata;

Fig. 10, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 8 in faza decolării sau aterizării;

Fig. 11, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 8, in faza zborului orizontal;

Fig. 12, o vedere izometrica dinspre fata a aeronavei de la figura 8, in faza zborului orizontal, fara aripi suplimentare;

Fig. 13, o vedere izometrica dinspre fata a unei aeronave de pasageri cu tren de aterizare cu roti si element producător de tracțiune posterior de tipul pivotant, in faza zborului orizontal;

- Fig. 14, o vedere izometrica dinspre fata a unei aeronave cu decolare si aterizare pe verticala cu trei elice, avind tren de aterizare fix in poziția de decolare/aterizare; Fig. 15, o vedere izometrica dinspre fata a unei aeronave cu decolare si aterizare pe verticala cu trei elice, cu element producător de portanta posterior compus.

Intr-un prim exemplu de realizare a invenției o aeronava 1, cu decolare si aterizare pe verticala utilizează un sistem de propulsie care folosește trei elemente producătoare de tracțiune, respectiv doua anterioare 2, montate simetric la partea din fata a unui fuzelaj 3 si un al treilea 4, montat central la partea din spate a fuzelajului 3, ca in figurile 1-7. Fuzelajul 3 prezintă o forma alungită profilata aerodinamica. Concomitent aeronava 1 utilizează un număr de sase elemente producătoare de portanta, profilate aerodinamic, reprezentate de fuzelajul 3, de doua aripi principale 5, de o aripa posterioara 6 si de doua aripi suplimentare 7. Fluxul de aer generat de elementele producătoare de tracțiune 2 si 4 este canalizat spre elementele producătoare de portanta, respectiv aripile principale 5, aripile suplimentare 7, fuzelajul 3 si aripa posterioara 6, cu ajutorul unor limitatoare de jet anterioare 8 si a altora posterioare 9. Pe fuzelajul 3 sunt montate simetric cele doua aripi principale 5 care prezintă cu fuzelajul 3 un unghi de incidența pozitiv. In poziția statica respectiv la decolare si aterizare, aripile principale 5 formează cu orizontala un unghi a cuprins intre 25° si 50°. Pe aripile principale 5 sunt montate limitatoarele de jet posterioare 9, orientate spre spate si care concomitent susțin aripa posterioara 6, distantata fata de aripilie principale 5 si care are un profil aerodinamic in mod substanțial aliniat cu profilele aerodinamice ale aripilor principale 5. Aripa posterioara 6 are o forma curbata. Fiecare aripa principala 5 prezintă un extrados 10, un intrados 11, un bord de atac 12 si un bord de fuga 13. Aripa posterioara 6 poseda un extrados 14, un intrados 15, un bord de

atac 16 si un bord de fuga 17. Fuzelajul 3 prezintă un extrados 18, un intrados 19. Planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare 2 sunt substanțial orizontale in poziția statica, respectiv la decolare/aterizare. Planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare 2 fac cu palnul de rotatie al elementului producător de tracțiune posterior 4 un unghi β cuprins intre 160 ° si 180° ca in figura 3. Planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare 2 sunt poziționate in apropierea bordului de atac 12 al aripilor principale 5 si sub intradosul 11 al acestora astfel incit o parte din fluxul de aer provocat de elementele producătoare de tracțiune anterioare 2 sa fie directionat spre intradosul aripiilor principale 5. Fluxul de aer provocat de elementele producătoare de tracțiune anterioare 2 este strict canalizat intre fuzelajul 3 si limitatoarele de jet anterioare 8, provocind pe fiecare aripa principala 5 o zona de înalta presiune 20. Planul de rotatie al elementului producător de tracțiune posterior 4 este poziționat deasupra extradosului 18 al fuzelajului 3 astfel incit elementul producător de tracțiune posterior 4 sa se alimenteze cu aer de pe acesta. Totodată elementul producător de tracțiune posterior 4 este astfel poziționat incit o parte din fluxul de aer provocat de el sa fie directionat cu ajutorul limitatoarelor de jet posterioare 9 spre intradosul 15 al aripii posterioare 6. Suplimentar limitatoarele de jet posterioare 9 au rolul de a fixa elementul producător de tracțiune posterior 4 la partea din spate a fuzelajului 3 prin intermediul unei traverse 21. Elementele producătoare de tracțiune anterioare 2 sunt fixate de aripile principale 5 prin intermediul unor brațe 22. Din fiecare braț 22 se ramifica spre in jos un pilon 23 pe care se sprijină aeronava 1 la decolare/aterizare. La partea din spate, respectiv in zona mediana a fuzelajului 3, este montata o piesa de sprijin 24, care servește ca al treilea punct de contact cu solul al aeronvei 1 la decolare/aterizare. Fiecare element producător de tracțiune anterior 2 utilizează o elice 25 si o elice 26, contrarotativa. Fiecare elice 25 si 26 este actionata de un motor electric 27. Elicele 26 au niște palete pliabile 28 care atunci cind nu sunt acționate sunt poziționate in lungula axei motorului electric 27 corespunzător. Elementul producător de tracțiune posterior 4 utilizează o elice 29 si o elice 30, contrarotativa. Fiecare elice 29 si 30 este actionata de un motor electric 31. Elicea 30 are niște palete pliabile 32 care atunci cind nu sunt acționate sunt poziționate in lungula axei motorului electric 31. Elicele 29 si 30, situate posterior, pot avea diametrul exterior mai mare decit al elicelor 25 si 26, situate anterior. Elicele 26 si 30 au pasul elicei si forma optimizate pentru zborul vertical. Elicele 25 si 29 au pasul elicei si forma optimizate pentru zborul orizontal. Intr-o alta configurație aripile suplimentare 7 pot fi demontate si aeronava 1 poate fi utilizata in spatii înguste, dar oferă o autonomie mai mica, ca in figura 7. In funcționare, trecerea de la zborul vertical la cel orizontal si invers se realizează prin variația vitezei de rotatie a elementului producător de tracțiune posterior 4 fata de elementele producătoare de tracțiune anterioare 2, ceea ce induce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei 1, ca in figurile 4 si 5. Pe perioada zborului orizontal aripile principale 5 fac cu fluxul frontal de aer un unghi de atac cuprins intre 1° si 13°. La aceiași viteza de deplasare pe orizontala, unghiul de atac format de aripile principale 5 este mai mare cind nu sunt atașate aripile suplimentare si este mai mic cind aripile suplimentare sunt atașate. Datorita poziționării elementelor producătoare de tracțiune anterioare 2 fata de aripile principale 5 are loc creșterea presiunii aerului care circulă pe intradosul 11. Simultan datorita poziționării elementului producător de tracțiune posterior 4 aerul este absorbit de pe extradosul 18 al fuzelajului 3 ceea ce produce un fenomen de suctiune, aerul fiind expulzat spre aripa posterioara 6 unde are loc creșterea presiunii pe intradosul 15 al acesteia. Atit depresiunea cit si presiunile create pe elementele producătoare de portanta contribuie la amplificarea forței de tracțiune pe verticala exercitata asupra aeronavei 1, inclusiv in condiții statice, respectiv la decolare/aterizare. In zborul economic, de croaziera, motoarele electrice 27 si 31 care actioneaza elicele 26 si 30 sunt întrerupte si paletele pliabile 28 si 32 sunt poziționate in lungula axei motorului electric corespunzător, ca in figura 6.

Intr-un al doilea exemplu de realizare a invenției o aeronava 40 prezintă la decolare/aterizare un fuzelaj 41, poziționai orizontal, ca in figurile 8-12. Pe fuzelajul 41 este fixat un tren de aterizare 42 ce utilizeza cel puțin trei roti 43. Pe fuzelajul 41 este montata o cupola 44, transparenta, ce închide o cabina 45. Cupola 44 poate fi rabatata in sus pentru a permite accesul in cabina 45, ca in figura 9. Elementele producătoare de tracțiune 2 sunt fixate pe aripile 5 cu ajutorul unor suporți 46. Celelalte componente sunt asemanatoare cu cele descrise la exemplul anterior. In acest caz, o metoda de a realiza decolarea/aterizarea consta in accelerarea vitezei de rotatie a elementelor producătoare de tracțiune anterioare 2 fata de elementul producător de tracțiune posterior 4, ceea ce induce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei 40, respectiv înclinarea fuzelajului 41 spre spate, ca in figura 10. La o anumita altitudine se realizează revenirea fuzelajului 41 in poziție orizontala prin marirea vitezei de rotatie a elementului producător de tracțiune posterior 4 fata de elementele producătoare de tracțiune anterioare 2 si respectiv trecerea la zborul orizontal, ca in figura 11. Aeronava 40 poate totodată sa decoleze si aterizeze prin rularea pe piste scurte atunci cind se dorește, respectiv in caz de necesitate datorita defectării unor componente, sau in cazul epuizării sursei de energie, si in acest caz decolarea si aterizarea se face cu fuzelajul 41 in poziție orizontala. Decolarea si aterizarea de pe si pe piste se face cu un consum energetic mult mai mic decit in cazul decolării si aterizării pe verticala.

Intr-un al treilea exemplu de realizare a invenției o aeronava 50, derivata din cea descrisa anterior utilizează un element producător de tracțiune posterior 51 de tipul pivotant, ca in figura 13. Elementul producător de tracțiune posterior 51 este fixat pe limtatoarele de jet posterioare 9 prin intermediul unui arbore 52, acționat de un actuator (nefigurat). In funcționare, pe perioada zborului orizontal, elementul producător de tracțiune posterior 51 este înclinat la verticala in asa fel incit jetul de aer produs sa fie directionat in mod substanțial orizontal.

Intr-un al patrulea exemplu de realizare a invenției o aeronava 60 utilizează trei elemente producătoare de tracțiune, respectiv doua anterioare 61, montate simetric la partea din fata a unui fuzelaj 62 si un al treilea posterior 63, montat central la partea din spate a fuzelajului 62, ca in figura 14. Fiecare element producător de tracțiune anterior 60 utilizează o elice 64. Fiecare elice 64 este actionata de un motor electric 65. Elementul producător de tracțiune posterior 63 utilizează o elice 66 actionata de un motor electric 67. In aceat caz, la partea din spate este fixata o aripa posterioara 68, considerata plana care are un profil aerodinamic in mod substanțial aliniat cu profilele aerodinamice ale aripilor principale.

Intr-un al cincilea exemplu de realizare a invenției o aeronava 70, derivata din cea anterioara, utilizează un fuzelaj 71 pe care este fixat, la partea din spate, cu ajutorul unor limitatoare de jet posterioare 72, un element producător de portanta 73, ca in figura 15. Elementul producător de portanta 73 este format din doua semi-aripi 74 care se îmbina in zona mediana si formează intre ele un unghi obtuz, deschis spre direcția in jos. Semiaripile 74 au profilele aerodinamice in mod substanțial aliniate cu profilele aerodinamice ale aripilor principale.

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.

ίο

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

Claims (17)

1. Revendicări

   1.Aeronava de tipul celor descrise in invențiile cu număr de publicare ROI 34498 si ROI34897 din data de 10/10/2019, care propun utilizarea unor fenomene aerodinamice adiționale pentru a crea o portanta indusa in tote fazele zborului, inclusiv la decolare si aterizare, caracterizata prin aceea ca o aeronava (1), cu decolare si aterizare pe verticala, utilizează un sistem de propulsie care folosește trei elemente producătoare de tracțiune, respectiv doua anterioare (2), montate simetric la partea din fata a unui fuzelaj (3) si un al treilea (4), montat central la partea din spate a fuzelajului (3), si fuzelajul (3) prezintă o forma alungită profilata aerodinamica, si aeronava (1) utilizează un număr de cel puțin sase elemente producătoare de portanta, profilate aerodinamic, reprezentate de fuzelajul (3), de doua aripi principale (5), de o aripa posterioara (6) si de doua aripi suplimentare (7), si fluxul de aer generat de elementele producătoare de tracțiune (2) si (4) este canalizat spre elementele producătoare de portanta, respectiv aripile principale (5), aripile suplimentare (7), fuzelajul (3) si aripa posterioara (6), cu ajutorul unor limitatoare de jet anterioare (8) si a altora posterioare (9), si pe fuzelajul (3) sunt montate simetric aripile principale (5) care prezintă cu fuzelajul (3) un unghi de incidența pozitiv, si pe aripile principale (5) sunt montate limitatoarele de jet posterioare (9), orientate spre spate si care concomitent susțin aripa posterioara (6), distantata fata de aripilie principale (5) si care are un profil aerodinamic in mod substanțial aliniat cu profilele aerodinamice ale aripilor principale (5), si aripa posterioara (6) prezintă un extrados (14), un intrados (15), un bord de atac (16) si un bord de fuga (17), si fuzelajul (3) prezintă un extrados (18), un intrados (19), si planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare (2) fac cu palmii de rotatie al elementului producător de tracțiune posterior (4) un unghi β cuprins intre 160 ° si 180°, si planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare (2) sunt poziționate in apropierea bordului de atac (12) al aripilor principale (5) si sub intradosul (11) al acestora astfel incit o parte din fluxul de aer provocat de elementele producătoare de tracțiune anterioare (2) sa fie directionat spre intradosul aripiilor principale (5), si

   RO 137899 Α2 fluxul de aer provocat de elementele producătoare de tracțiune anterioare (2) este strict canalizat intre fuzelajul (3) si limitatoarele de jet anterioare (8), provocind pe fiecare aripa principala (5) o zona de înalta presiune (20), si planul de rotatie al elementului producător de tracțiune posterior (4) este poziționat deasupra extradosului (18) al fuzelajului (3) astfel incit elementul producător de tracțiune posterior (4) sa se alimenteze cu aer de pe acesta, si elementul producător de tracțiune posterior (4) este astfel poziționat incit o parte din fluxul de aer provocat de el sa fie directionat cu ajutorul limitatoarelor de jet posterioare (9) spre intradosul (15) al aripii posterioare (6), si suplimentar limitatoarele de jet posterioare (9) au rolul de a fixa elementul producător de tracțiune posterior (4) la partea din spate a fuzelajului (3) prin intermediul unei traverse (21).
2. 2. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca elementele producătoare de tracțiune anterioare (2) sunt fixate de aripile principale (5) prin intermediul unor brațe (22), si din fiecare braț (22) se ramifica spre in jos un pilon (23) pe care se sprijină aeronava (1) la decolare/aterizare, si la partea din spate, respectiv in zona mediana a fuzelajului (3), este montata o piesa de sprijin (24), care servește ca al treilea punct de contact cu solul al aeronvei (1) la deco lare/aterizare.
3. 3. Aeronava ca la revendicarea 2 caracterizata prin aceea ca in poziția statica, respectiv la decolare si aterizare, aripile principale (5) formează cu orizontala un unghi a cuprins intre 25° si 50°, si planele de rotatie ale elementelor producătoare de tracțiune anterioare (2) sunt substanțial orizontale in poziția statica, respectiv la decolare/aterizare.
4. 4. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca o aeronava (40) prezintă la decolare/aterizare un fuzelaj (41), poziționat orizontal, si pe fuzelajul (41 este fixat un tren de aterizare (42) ce utilizeza cel puțin trei roti (43), si elementele producătoare de tracțiune (2) sunt fixate pe aripile (5) cu ajutorul unor suporți (46).
5. 5. Aeronava ca la revendicările 3 si 4 caracterizata prin aceea ca fiecare element producător de tracțiune anterior (2) utilizează o elice (25) si o elice (26), contrarotativa, si &

   fiecare elice (25) si (26) este actionata de un motor electric (27), si elicele (26) au niște palete pliabile (28) care atunci cind nu sunt acționate sunt poziționate in lungula axei motorului electric (27) corespunzător, si elementul producător de tracțiune posterior (4) utilizează o elice (29) si o elice (30), contrarotativa, si fiecare elice (29) si (30) este actionata de un motor electric (31), si elicea (30) are niște palete pliabile (32) care atunci cind nu sunt acționate sunt poziționate in lungula axei motorului electric (31), si elicele (26) si (30) au pasul elicei si forma optimizate pentru zborul vertical, si elicele (25) si (29) au pasul elicei si forma optimizate pentru zborul orizontal.
6. 6. Aeronava ca la revendicarea 5 caracterizata prin aceea ca o aeronava (50) utilizează un element producător de tracțiune posterior (51) de tipul pivotant, si elementul producător de tracțiune posterior (51) este fixat pe limtatoarele de jet posterioare (9) prin intermediul unui arbore (52), acționat de un actuator.
7. 7. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca elicele (29) si (30), situate posterior, au diametrul exterior mai mare decit al elicelor (25) si (26), situate anterior.
8. 8. Aeronava ca la revendicarea 3 caracterizata prin aceea ca fiecare element producător de tracțiune anterior (60) utilizează o elice (64), si fiecare elice (64) este actionata de un motor electric (65), si elementul producător de tracțiune posterior (63) utilizează o elice (66) actionata de un motor electric (67).
9. 9. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca atunci cind aripile suplimentare (7) sunt demontate aeronava (1) poate fi utilizata in spatii înguste.
10. 10. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca aripa posterioara (6) are o forma curbata.
11. 11. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca o aripa posterioara (68), considerata plana are un profil aerodinamic in mod substanțial aliniat cu profilele aerodinamice ale aripilor principale (5).
12. 12. Aeronava ca la revendicarea 1 caracterizata prin aceea ca o aeronava (70) utilizează un fuzelaj (71) pe care este fixat, la partea din spate, cu ajutorul unor limitatoare de jet posterioare (72), un element producător de portanta (73), si elementul producător de portanta (73) este format din doua semi-aripi (74) care se îmbina in zona mediana si formează intre ele un unghi obtuz, deschis spre direcția in jos, si semi-aripile (74) au profilele aerodinamice in mod substanțial aliniate cu profilele aerodinamice ale aripilor principale (5).
13. 13. Aeronava ca la revendicarea 4 caracterizata prin aceea ca pe fuzelajul 41 este montata o cupola (44), transparenta, ce închide o cabina (45), si cupola (44) poate fi rabatata in sus pentru a permite accesul in cabina (45).
14. 14. Metoda de operare pentru aeroanva de la revendicarea 3 caracterizata prin aceea ca in funcționare, trecerea de la zborul vertical la cel orizontal si invers se realizează prin variația vitezei de rotatie a elementului producător de tracțiune posterior (4) fata de elementele producătoare de tracțiune anterioare (2), ceea ce induce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei (1), si pe perioada zborului orizontal aripile principale (5) fac cu fluxul frontal de aer un unghi de atac cuprins intre 1° si 13°, si la aceiași viteza de deplasare pe orizontala, unghiul de atac format de aripile principale (5) este mai mare cind nu sunt atașate aripile suplimentare si este mai mic cind aripile suplimentare sunt atașate, si datorita poziționării elementelor producătoare de tracțiune anterioare (2) fata de aripile principale (5) are loc creșterea presiunii aerului care circulă pe intradosul (11), si simultan datorita poziționării elementului producător de tracțiune posterior (4) aerul este absorbit de pe extradosul (18) al fuzelajului (3) ceea ce produce un fenomen de suctiune, aerul fiind expulzat spre aripa posterioara (6) unde are loc creșterea presiunii pe intradosul (15) al acesteia, si atit depresiunea cit si presiunile create pe elementele producătoare de portanta contribuie la amplificarea forței de tracțiune pe verticala exercitata asupra aeronavei (1), inclusiv in condiții statice, respectiv la decolare/aterizare, si in zborul economic, de croaziera, motoarele electrice (27) si (31) care actioneaza elicele (26) si (30) sunt stopate si paletele pliabile (28) si (32) sunt poziționate in lungul axei motorului electric corespunzător.
15. 15. Metoda de operare pentru aeroanva de la revendicarea 4 caracterizata prin aceea ca in funcționare la decolare se produce accelerarea vitezei de rotatie a elementelor producătoare de tracțiune anterioare (2) fata de elementul producător de tracțiune posterior (4), ceea ce induce modificarea unghiului de tangaj al aeronavei (40), respectiv înclinarea fuzelajului (41) spre spate, si la o anumita altitudine se realizează revenirea fuzelajului (41) in poziție orizontala prin marirea vitezei de rotatie a elementului producător de tracțiune posterior (4) fata de elementele producătoare de tracțiune anterioare (2) si respectiv trecerea la zborul orizontal.
16. 16. Metoda ca la revendicarea 15 caracterizata prin aceea ca aeronava (40) decolează si aterizează cu ajutorul trenului de aterizare (42) prin rularea pe piste scurte atunci cind se dorește, respectiv in caz de necesitate, si decolarea si aterizarea se face avind fuzelajul (41) in poziție orizontala.
17. 17. Metoda ca la revendicarea 6 caracterizata prin aceea ca in funcționare, pe perioada zborului orizontal, elementul producător de tracțiune posterior (51) este înclinat la verticala in asa fel incit jetul de aer produs sa fie directionat in mod substanțial orizontal.