WO2009095514A1 - Helicóptero con varios rotores transformable en avión - Google Patents

Abstract

Constituido por una cabina de tipo convencional provista de un hueco en la zona inferior. Con un mástil longitudinal terminado por dos rotores de cola. El mástil tiene una corona y un cilindro al que van sujetos los rotores que se maniobran por medio de un cable sin fin y que mantienen su horizontalidad mediante una corona conectada a Ia del mástil. En los laterales de Ia cabina y mediante soportes, está instalada una barra que soportan las alas gobernadas mediante cables sin fin desde la cabina. A los soportes que albergan la barra y unidos solidariamente, se encuentran otros soportes orientados hacia abajo en cuyos extremos están instalados unos patines que soportan al aparato en tierra.

Description

HELICÓPTERO CON VARIOS ROTORES TRANSFORMABLE EN AVIÓN.

La presente invención se refiere a un helicóptero que adapta un sistema de propulsión capaz de acoplar múltiples rotores de sustentación, de forma que si uno de ellos fallara, el sistema automáticamente previene

Ia estabilidad del aparato. Puede cuando así Io requiera Ia situación transformarse en avión.

Tiene su campo de aplicación en Ia industria de Ia aeronáutica y singularmente en Ia industria de los helicópteros. No se conoce en este sector de Ia técnica ningún procedimiento ni dispositivo con aplicación directa para resolver de una forma específica Ia problemática que soluciona Ia presente invención. Así Ia carencia de un sistema que aporte al estado de Ia técnica las novedosas soluciones propuestas, presenta ante esta invención los siguientes inconvenientes: Los helicópteros convencionales, al tener un solo rotor, presentan una menor seguridad de vuelo en el caso de que este se averie. Las aspas de los helicópteros conocidos en el estado de Ia técnica, son necesariamente muy grandes, por Io que hasta que consiguen un giro con Ia velocidad necesaria para el despegue pasa un tiempo que los hace más lentos que el presentado por esta invención. Al ser las aspas muy grandes, Ia aproximación a objetivos es dificultosa. No pueden volar en zonas donde exista peligro de roce de las aspas. Tienen menor disponibilidad en los casos de rescate, pues solo puede efectuarse este desde arriba y no pueden aproximarse lateralmente a edificios ni montañas. En los casos de incendios, el calor desprendido no permite Ia aproximación por arriba, Io que los hace inútiles ante Ia imposibilidad de aproximación lateral. Tienen menor capacidad de maniobra que el helicóptero propuesto en Ia presente invención. El giro de arrastre es mayor, Io que obliga a que los rotores de cola deban estar más separados de Ia cabina de mando, dando así al aparato una longitud mayor. Al tener unas aspas necesariamente grandes, provoca un mayor efecto vuelco.

Disponen de un solo motor de gran potencia que en caso de averiarse dejan indefenso al aparato. No tienen Ia posibilidad de utilizar un motor adecuado al uso que en cada momento se requiera o al peso que deba transportar, provocando un consumo de carburante innecesario en los casos que no necesite mucha potencia.

Ante estos inconvenientes descritos, Ia presente invención aporta al estado de Ia técnica unas soluciones novedosas, sencillas y de fácil ejecución que dan como resultado las siguientes ventajas:

El helicóptero propuesto en Ia presente invención dispone de varios rotores, presentando una mayor seguridad de vuelo en el caso de que se averie uno de ellos. Las aspas del helicóptero propuesto son de tamaño pequeño por Io que consiguen un giro con Ia velocidad necesaria para el despegue en un tiempo menor que los hace más rápidos que los convencionales. Al ser las aspas pequeñas y protegidas, Ia aproximación a objetivos no ofrece dificultad. Puede volar en zonas donde exista peligro de roce de las aspas, ya que estas están protegidas. Tienen mayor disponibilidad en los casos de rescate, pues además de poder efectuarse este desde arriba, también pueden aproximarse lateralmente a edificios y montañas. En los casos de incendios, el calor desprendido no permite Ia aproximación por arriba, Io que hace más útil al helicóptero propuesto ante Ia posibilidad de aproximación lateral. Tienen mayor capacidad de maniobra que los helicópteros convencionales. El giro de arrastre es menor, por Io que los rotores de cola están menos separados de Ia cabina de mando, dando así al aparato una longitud menor. Al tener unas aspas más pequeñas, provoca un menor efecto vuelco. Dispone de varios motores de pequeña potencia que en caso de avería, no dejan indefenso al aparato. Tienen Ia posibilidad de utilizar un motor adecuado al uso que en cada momento se requiera o al peso que deba transportar, obteniendo un ahorro de consumo de carburante en los casos que no necesite mucha potencia.

Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de Ia técnica actual.

Así, Ia invención se constituye a partir de los siguientes elementos: Una cabina de tipo convencional provista de un hueco en Ia zona inferior trasera, suficiente para poder dar cabida a un rotor como se explica más adelante. Sujeto solidariamente a Ia parte trasera del armazón de esta cabina se encuentra un mástil longitudinal formado por un tubo de aluminio o material similar, de longitud suficiente para que sean eficaces dos rotores de cola incorporados al final del mencionado mástil. Estos dos rotores están provistos cada uno de ellos de un motor eléctrico con mandos en Ia cabina. Uno de estos rotores de cola se encuentra en posición horizontal y controla Ia inclinación del helicóptero.

El otro rotor se halla en posición vertical dando maniobrabilidad al giro del aparato y controla Ia torsión provocada por los rotores de sustentación.

En el mencionado mástil e inmediatamente a continuación de Ia cabina, rodea una corona sujeta solidariamente a este. Junto a esta corona se halla un cilindro de aluminio o material similar que gira sobre el mástil por medio de cojinetes, de anchura suficiente para incorporar al menos dos tubos del mismo material sujetos solidariamente por un medio de unión adecuado al cilindro y perpendiculares a este, separados entre sí dividiendo los 360° del perímetro del cilindro entre los rotores a instalar, de una longitud que rebase Ia cabina y que permita Ia maniobrabilidad de los rotores que se explicará más adelante.

En el extremo opuesto al cilindro y en cada uno de los tubos, atraviesa otro tubo de menor diámetro que gira sobre el anterior tubo mediante Ia acción de cojinetes y orientado hacia Ia parte delantera del aparato. Estos tubos de menor diámetro están rodeados por una corona sujeta solidariamente y del mismo diámetro que Ia corona instalada en el mástil antes mencionado. Cada una de las coronas situadas en los tubos de menor diámetro, están conectadas a Ia corona del mástil por una correa dentada o cadena de transmisión.

En cada extremo de estos tubos de menor diámetro sujetos a ellos solidariamente se encuentra otro tubo en forma de circunferencia colocada horizontalmente y orientadas hacia Ia parte delantera del helicóptero.

Perpendicularmente a los tubos que sujetan Ia circunferencia y ocupando todo el diámetro de esta, se encuentra otro tubo que atraviesa Ia circunferencia por dos partes opuestas y que están sujetos mediante cojinetes. Uno de los extremos de este tubo, sobresale al exterior de Ia circunferencia Io suficiente para incorporar una polea, sujeta de forma solidaría y gobernada desde Ia cabina del aparato por un cable sin fin que recorre sujetado por soportes instalados en los lugares adecuados de todos los tubos mencionados, Ia distancia hasta los mandos de gobierno instalados en Ia cabina.

En el tubo que atraviesa Ia circunferencia, está instalado un motor de explosión provisto de bridas sujetas al tubo, cuyo eje atraviesa este e incorpora Ia hélice del rotor, de menor tamaño que Ia circunferencia, quedando protegida por esta contra roces laterales. En los laterales de Ia cabina y en Ia zona inferior, se encuentran sujetos solidariamente unos soportes de una longitud suficiente para dar paso a los rotores de sustentación cuando estos se desplacen, como se explicará más adelante, que soportan unos cojinetes. Al final del mástil y junto a los rotores de cola, incorpora otros dos soportes, cada uno de ellos a un lado del aparato y a Ia misma altura y en el mismo plano que los soportes instalados en los laterales de Ia cabina que soportan también unos cojinetes. Entre cada cojinete de los dos soportes laterales, está instalada una barra de aluminio o material similar que gira sobre ellos. La parte delantera de Ia barra sobresale del cojinete Io suficiente para albergar una polea que mediante un cable sin fin conecta con un mando instalado en Ia cabina que maniobra el giro de Ia barra. A las mencionadas barras instaladas en los laterales del helicóptero, están sujetas solidariamente unas alas, que en estado de reposo permanecen plegadas hacia abajo y que mediante el mando de cabina y por Ia acción del cable sin fin se pueden abrir hasta Ia horizontalidad. Las alas poseen un tope que les impide pasar más allá de una postura horizontal

A los soportes de los cojinetes que albergan Ia barra y unidos solidariamente, se encuentran otros soportes orientados hacia abajo en cuyos extremos están instalados unos patines que soportan al aparato en tierra. El funcionamiento del helicóptero comienza poniendo en marcha todos los motores que dan giro a los rotores de sustentación y a los de cola. Los primeros hacen que el helicóptero de eleve, controlando el avance mediante los cables sin fin instalados en los diámetros de las circunferencias que albergan las hélices, dando más o menos inclinación a estas en función de Ia velocidad que se desee obtener. Los rotores de cola controlan Ia inclinación del aparato y el giro.

En el caso de que uno de los rotores fallara, el resto de ellos y por Ia acción de Ia fuerza de ascensión de los demás, bascularan sobre el mástil, rodeando Ia cabina, pasando por el hueco inferior practicado en ella e irán a ocupar el lugar más idóneo para Ia estabilidad del helicóptero, los rotores mantienen su horizontalidad debido al giro obligado por Ia corona fija instalada en el mástil y las otras coronas de los tubos menores. Al ser del mismo diámetro todas las coronas obligan a los rotores a mantener Ia horizontalidad. La protección de las hélices, permite Ia aproximación máxima al objetivo y Ia distribución y pequenez de los rotores de sustentación, permite Ia maniobrabilidad óptima en lugares pequeños o de difícil acceso. Para usar el aparato en modo de avión, se despliegan las alas hasta Ia horizontalidad desde Ia cabina y se actúa sobre Ia inclinación de los rotores de sustentación. En este caso el roto de cola horizontal, actúa como un alerón de inclinación y el vertical como un timón de cola.

En una realización diferente, los rotores de cola están accionados por motores de explosión.

De forma diferente, Ia conexión entre las coronas se efectúa por medio de barra de transmisión con engranajes. Distintamente los motores de los rotores de sustentación son eléctricos.

Otra realización diferente usa motores eléctricos para dar inclinación a los rotores de sustentación. De forma distinta las alas se accionan por un motor eléctrico.

Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva, se acompañan unos dibujos que a modo de ejemplo no limitativo describen una realización preferida de Ia invención.

Figura 1.- Vista lateral, alas plegadas Figura 2.- vista en planta, alas desplegadas.

En dichas figuras se destacan los siguientes elementos numerados:

1.- Cabina

2.- Hueco en Ia zona inferior de Ia cabina 3.- Mástil

4.- Rotor de cola horizontal 5.- Rotor de cola vertical 6.- Motores del rotor de cola 7.- Rotores de sustentación 8.- Corona en el mástil

9.- Cilindro

10.- Tubos de sujeción de los rotores 11.- Tubos de menor diámetro 12.- Coronas en los tubos de menor diámetro

13.- Cadenas de transmisión

14.- Tubos en circunferencia

15.- Tubos que sujetan los rotores de sustentación 16.- Polea de gobierno de inclinación del rotor de sustentación

17.- Cable sin fin de Ia polea del rotor de sustentación

18.- Soportes del cable sin fin

19.- Motor del rotor de sustentación

20.- Hélice del rotor de sustentación 21.- Soporte del ala en Ia cabina

22.- Soporte del ala en Ia cola

23.- Barra de aluminio

24.- Polea de Ia barra

25.- Cable sin fin de las alas 26.- Alas

27.- Tope de las alas

28.- Soportes de los patines

29.- Patines

Una realización preferida de Ia invención propuesta se constituye a partir de una cabina (1 ) de tipo convencional provista de un hueco (2) en

Ia zona inferior trasera, suficiente para poder dar cabida a un rotor. Sujeto solidariamente a Ia parte trasera del armazón de esta cabina (1 ) se encuentra un mástil (3) longitudinal formado por un tubo de aluminio de longitud suficiente para que sean eficaces dos rotores de cola (4 y 5) incorporados al final del mencionado mástil. Estos dos rotores (4 y 5) están provistos cada uno de ellos de un motor eléctrico (6) con mandos en Ia cabina. Uno de estos rotores de cola (4) se encuentra en posición horizontal y controla Ia inclinación del helicóptero. El otro rotor (5) se halla en posición vertical dando maniobrabilidad al giro del aparato y controla Ia torsión provocada por los rotores de sustentación (7).

En el mencionado mástil (3) e inmediatamente a continuación de Ia cabina (1 ), rodea una corona (8) sujeta solidariamente a este. Junto a esta corona (8) se halla un cilindro de aluminio (9) que gira sobre el mástil (3) por medio de cojinetes, de anchura suficiente para incorporar tres tubos (10) del mismo material sujetos solidariamente por un medio de unión adecuado al cilindro (9) y perpendiculares a este, separados entre sí 120°, de una longitud que rebase Ia cabina (1 ) y que permita Ia maniobrabilidad de los rotores.

En el extremo opuesto al cilindro (9) y en cada uno de los tubos (10), atraviesa otro tubo de menor diámetro (11 ) que gira sobre el anterior tubo (10) mediante Ia acción de cojinetes y orientado hacia Ia parte delantera del aparato. Estos tubos de menor diámetro (11 ) están rodeados por una corona (12) sujeta solidariamente y del mismo diámetro que Ia corona (8) instalada en el mástil (3) antes mencionado. Cada una de las coronas (12) situadas en los tubos de menor diámetro (11), están conectadas a Ia corona (8) del mástil por una cadena de transmisión (13). En cada extremo de estos tubos de menor diámetro (11) sujetos a ellos solidariamente se encuentra otro tubo en forma de circunferencia (14) colocada horízontalmente.

Perpendicularmente a los tubos (11 ) de menor diámetro que sujetan Ia circunferencia (14) y ocupando todo el diámetro de esta, se encuentra otro tubo (15) que atraviesa Ia circunferencia (14) por dos partes opuestas y que está sujeto mediante cojinetes. Uno de los extremos de este tubo (15), sobresale al exterior de Ia circunferencia (14)

Io suficiente para incorporar una polea (16), sujeta de forma solidaria con un cable sin fin (17) que recorre sujetado por soportes (18) instalados en los lugares adecuados de todos los tubos mencionados, Ia distancia hasta los mandos de gobierno instalados en Ia cabina (1 ).

En el tubo que atraviesa Ia circunferencia (15), está instalado un motor de explosión (19) provisto de bridas sujetas al tubo (15), cuyo eje atraviesa este e incorpora Ia hélice del rotor (20), de menor tamaño que Ia circunferencia (14), quedando protegida por esta contra roces laterales.

En los laterales de Ia cabina (1 ) y en Ia zona inferior, se encuentran sujetos solidariamente unos soportes (21 ) de una longitud suficiente para dar paso a los rotores (7) de sustentación cuando estos se desplacen, que soportan unos cojinetes.

Al final del mástil (3) y junto a los rotores de cola (4 y 5), incorpora otros dos soportes (22), cada uno de ellos a un lado del aparato y a Ia misma altura y en el mismo plano que los soportes (21) instalados en los laterales de Ia cabina (1 )que soportan también unos cojinetes.

Entre cada cojinete de los dos soportes (21 y 22) laterales, está instalada una barra de aluminio (23) que gira sobre ellos. La parte delantera de Ia barra (23) sobresale del cojinete Io suficiente para albergar una polea (24) que mediante un cable sin fin (25) conecta con un mando de gobierno instalado en Ia cabina (1 ) que maniobra el giro de Ia barra.

A las mencionadas barras (23) instaladas en los laterales del helicóptero, están sujetas solidariamente unas alas (26), que en estado de reposo permanecen plegadas hacia abajo y que mediante el mando de cabina y por Ia acción del cable sin fin (25) se pueden abrir hasta Ia horizontalidad. Las alas (26) poseen un tope (27) que les impide pasar más allá de una postura horizontal

A los soportes (21 y 22)de los cojinetes que albergan Ia barra (23) y unidos solidariamente, se encuentran otros soportes (28) orientados hacia abajo en cuyos extremos están instalados unos patines (29) que soportan al aparato en tierra.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Helicóptero con varios rotores transformable en avión caracterizado por estar constituido a partir de una cabina (1) de tipo convencional provista de un hueco (2) en Ia zona inferior trasera, suficiente para poder dar cabida a un rotor.

Sujeto solidariamente a Ia parte trasera del armazón de esta cabina (1 ) se encuentra un mástil (3) longitudinal formado por un tubo de aluminio de longitud suficiente para que sean eficaces dos rotores de cola (4 y 5) incorporados al final del mencionado mástil. Estos dos rotores (4 y 5) están provistos cada uno de ellos de un motor eléctrico (6) con mandos en Ia cabina. Uno de estos rotores de cola (4) se encuentra en posición horizontal. El otro rotor (5) se halla en posición vertical.

En el mencionado mástil (3) e inmediatamente a continuación de Ia cabina (1 ), rodea una corona (8) sujeta solidariamente a este. Junto a esta corona (8) se halla un cilindro de aluminio (9) que gira sobre el mástil (3) por medio de cojinetes, de anchura suficiente para incorporar tres tubos (10) del mismo material sujetos solidariamente, por un medio de unión adecuado, al cilindro (9) y perpendiculares a este, separados entre sí 120°, de una longitud que rebase Ia cabina (1 ). En el extremo opuesto al cilindro (9) y en cada uno de los tubos

(10), atraviesa otro tubo de menor diámetro (11 ) que gira sobre el anterior tubo (10) mediante Ia acción de cojinetes y orientado hacia Ia parte delantera del aparato. Estos tubos de menor diámetro (11 ) están rodeados por una corona (12) sujeta solidariamente y del mismo diámetro que Ia corona (8) instalada en el mástil (3) antes mencionado. Cada una de las coronas (12) situadas en los tubos de menor diámetro (11), están conectadas a Ia corona (8) del mástil por una cadena de transmisión (13). En cada extremo de estos tubos de menor diámetro (11 ) sujetos a ellos solidariamente se encuentra otro tubo en forma de circunferencia (14) colocada horizontalmente.

Perpendicularmente a los tubos (11) de menor diámetro que sujetan Ia circunferencia (14) y ocupando todo el diámetro de esta, se encuentra otro tubo (15) que atraviesa Ia circunferencia (14) por dos partes opuestas y que está sujeto mediante cojinetes. Uno de los extremos de este tubo (15), sobresale al exterior de Ia circunferencia (14) Io suficiente para incorporar una polea (16), sujeta de forma solidaria y con cable sin fin (17) que recorre sujetado por soportes (18) instalados en los lugares adecuados de todos los tubos mencionados, Ia distancia hasta los mandos de gobierno instalados en Ia cabina (1 ).

En el tubo que atraviesa Ia circunferencia (15), está instalado un motor de explosión (19) provisto de bridas sujetas al tubo (15), cuyo eje atraviesa este e incorpora Ia hélice del rotor (20), de menor tamaño que Ia circunferencia (14).

En los laterales de Ia cabina (1 ) y en Ia zona inferior, se encuentran sujetos solidariamente unos soportes (21 ) de una longitud suficiente para dar paso a los rotores (7) de sustentación cuando estos se desplacen, que soportan unos cojinetes.

Al final del mástil (3) y junto a los rotores de cola (4 y 5), incorpora otros dos soportes (22), cada uno de ellos a un lado del aparato y a Ia misma altura y en el mismo plano que los soportes (21 ) instalados en los laterales de Ia cabina (1 )que soportan también unos cojinetes.

Entre cada cojinete de los dos soportes (21 y 22) laterales, está instalada una barra de aluminio (23) que gira sobre ellos. La parte delantera de Ia barra (23) sobresale del cojinete Io suficiente para albergar una polea (24) que mediante un cable sin fin (25) conecta con un mando de gobierno instalado en Ia cabina (1 ).

A las mencionadas barras (23) instaladas en los laterales del helicóptero, están sujetas solidariamente unas alas (26), que en estado de reposo permanecen plegadas hacia abajo. Las alas (26) poseen un tope (27) que les impide pasar más allá de una postura horizontal

A los soportes (21 y 22) de los cojinetes que albergan Ia barra (23) y unidos solidariamente, se encuentran otros soportes (28) orientados hacia abajo en cuyos extremos están instalados unos patines.

2.- Helicóptero con varios rotores transformable en avión según reivindicación 1 , caracterizado porque incorpora al menos dos rotores de sustentación.

3.- Helicóptero con varios rotores transformable en avión según reivindicación 1 , caracterizado porque los rotores de cola están accionados por motores de explosión.

4.- Helicóptero con varios rotores transformable en avión según reivindicación 1 , caracterizado porque Ia conexión entre las coronas se efectúa por medio de barra de transmisión con engranajes.

5.- Helicóptero con varios rotores transformable en avión según reivindicación 1 , caracterizado porque los motores de los rotores de sustentación son eléctricos.

6.- Helicóptero con varios rotores transformable en avión según reivindicación 1 , caracterizado porque usa motores eléctricos para dar inclinación a los rotores de sustentación.

7.- Helicóptero con varios rotores transformable en avión según reivindicación 1 , caracterizado porque las alas se accionan por un motor eléctrico.