ES1299492U - Disposición sustentadora complementaria para los aviones de despegue y aterrizaje vertical - Google Patents
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Abstract
Sistema sustentador complementario para los aviones de despegue y aterrizaje vertical que utiliza un sistema de energía neumática complementaria durante los despegues y aterrizajes, y se caracteriza porque comprende: Unas botellas de aire comprimido o unos recipientes o contenedores de aire en las alas, en el cono de cola, en la zona inferior o de carga, en el soporte del piso del pasaje, en lugar de las vigas, largueros, mamparos y en la quilla, para su utilización durante la fase inicial de despegue y al final del aterrizaje, mediante una instalación distribuidora o conductos y unas electroválvulas e insuflando el aire: a) Por unos orificios o rendijas (3) desde las superficies inferiores de los aviones, b) Por unos inyectores (3b), insuflando el aire por unos inyectores de insuflación de aire sobre unas placas deflectoras inclinadas y c) Por unos inyectores (3b) y por unas turbinas de acción sobre otros dispositivos sustentadores.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema sustentador complementario para los aviones de despegue y aterrizaje vertical Sector de la técnica
En sistemas de sustentación para aeronaves tripuladas y no tripuladas, drones, etc. tanto eléctricos como de combustión interna.
El objeto de la invención consiste en:
Utilizar un sistema sencillo, útil y mas seguro para efectuar los despegues y aterrizajes verticales de los aviones.
Evitar el problema actual por el cual los aviones no disponen de suficiente potencia para realizar el VTOL (despegue y aterrizaje vertical) con los motores utilizados en la propulsión, siendo necesario utilizar otros de mayor potencia con lo cual se aumenta el peso en exceso y no se pueden realizar vuelos largos o con la carga necesaria.
Aplicar una sustentación complementaria utilizando la energía del aire comprimido almacenado en botellas, en unos tanques en las alas o en la estructura del avión, para enviar chorros de aire, los cuales se pueden utilizar: a) insuflándolo directamente hacia abajo desde unos orificios o rendijas desde las superficies inferiores de los aviones, b) aplicándolos sobre unas placas deflectoras inclinados, c) accionando unas turbinas que accionan a su vez a otros dispositivos sustentadores durante el despegue inicial y al final del aterrizaje. Las turbinas pueden accionar o apoyar a los fanes (ventiladores) propulsores, la periferia de unos fanes (ventiladores) sustentadores o unos sopladores o ventiladores de álabes radiales que impulsan el aire tangencialmente hacia abajo en los laterales del fuselaje de la aeronave. Una de estas turbinas se podría utilizar para accionar un generador eléctrico en emergencia. Todos estos elementos se pueden aplicar por separado o combinados entre sí. Después del despegue las botellas o los recipientes integrados en el avión, durante el vuelo, se rellenan de aire a presión mediante compresores o utilizando el aire de lo compresores de las turbinas de gas.
Las botellas y el resto de la estructura utilizada no representan una carga importante para continuar el vuelo. Además de las botellas se utilizan principalmente como recipientes o contenedores porciones de las alas, de la cola del avión, de la zona inferior o de carga, el soporte del piso del pasaje, vigas, largueros, mamparos y en algunos la quilla. En todos los casos se les aplica forma volumétrica para actuar como recipientes de aire a presión. En el caso de los largueros, vigas, etc. se les da forma tubular o de sección rectangular hueca.
La cantidad de aire comprimido que se puede transportar en los planos y en la cola y zona inferior del fuselaje del avión es muy importante. Y sin tener que añadir grandes pesos en las modificaciones. Las alas se podrían fabricar tipo monocasco sin vigas ni largueros.
Las placas deflectores se retraen automáticamente al avanzar el avión horizontalmente o mediante un actuador o motor eléctrico.
Se puede hacer extensivo el uso del despegue vertical en todos los aviones sin que exista limitación por su tamaño o peso.
Es posible utilizar este sistema complementario como único para el ascenso inicial y a continuación efectuar el vuelo horizontal con la creación de sustentación correspondiente. Igualmente puede usarse únicamente este sistema para el descenso final.
En caso de emergencia también se pueden utilizar como sustentadores las botellas de oxigeno nitrógeno que se utilicen.
A diferencia de otros gases como el hidrógeno el aire no resulta peligroso.
Antecedentes de la invención
Los autogiros no efectúan el despegue vertical. los helicópteros vuelan a baja velocidad, su rotor es peligroso y los aviones VTOL tienen poca seguridad y aprovechan muy mal la energía de los motores o de las turbinas a baja altura y a baja velocidad. Razón por la cual no está extendido el uso de estos aviones para el vuelo comercial. Limitándose principalmente a vuelos de tipo militar y con muchas restricciones, en aviones pequeños, de corto recorrido o en drones.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Problema a resolver.
Actualmente no están suficientemente desarrollados los aviones de despegue vertical estando limitado su uso a pequeños aviones y al campo militar.
El sistema sustentador complementario para los aviones de despegue y aterrizaje vertical utiliza un sistema de energía neumática complementario durante los despegue y aterrizajes, y se caracteriza porque comprende: Unas botellas de aire comprimido o unos recipientes o contenedores del aire en las alas, en la cola, de la zona inferior o de carga, en el soporte del piso del pasaje, vigas, largueros, mamparos y en algunos en la quilla, los cuales se utilizan durante la fase inicial del despegue y al final del aterrizaje, mediante un instalación distribuidora o conductos y electroválvulas insuflando el aire:
a) directamente hacia abajo desde unos orificios o rendijas desde las superficies inferiores de los aviones,
b) con unos inyectores, insuflando el aire sobre unas placas deflectoras inclinadas y
c) con unos inyectores, insuflando aire sobre unas turbinas que a su vez accionan a otros dispositivos sustentadores. Las turbinas pueden accionar rotores o hélices sustentadoras, a la periferia de unos fanes (ventiladores) sustentadores o a unos sopladores tangenciales de alabes radiales que impulsan el aire hacia abajo en los laterales del fuselaje.
Todos estos elementos se pueden aplicar por separado o combinados entre sí.
Además de en las botellas el aire comprimido se puede almacenar en recipientes o contenedores principalmente en el interior de las alas, del cono de cola del avión, de la zona inferior o de carga, o en la estructura del soporte del piso del pasaje: vigas, largueros, mamparos y en algunos la quilla, los cuales se utilizan como estructuras huecas con secciones circulares, ovaladas o rectangulares, que almacenan el aire a presión
La sustentación generada se complementa con la principal y según se va ascendiendo se va reduciendo y al final la sustentación principal o alar del avión se hace cargo total de ese cometido. En el aterrizaje esta sustentación adicional complementaria se incrementa hasta que la debida a las superficies aerodinámicas desaparece al hacerlo la velocidad horizontal del avión quedando
únicamente la de los fanes o turbines principales de sustentación vertical. La sustentación complementaria puede ser suficiente para realizar toda la sustentación del avión.
Nada más iniciar el ascenso se puede aplicar empuje horizontal para que rápidamente se consiga la sustentación normal obtenida con las alas.
La impulsión directa del aire se efectúa insuflando el aire por orificios o hendiduras. También se puede deflactar insuflando el aire sobre parejas de placas inclinadas que lo redirigen hacia abajo. El tipo de dispositivo utilizado corno almacenador del aire a presión y la zona utilizada depende del tipo y tamaño del avión.
El aire comprimido se descarga parcialmente, dejando aire para un posible descenso en emergencia y durante el vuelo se recargan con aire comprimido del sistema del avión o utilizando unos compresores si se desea mayor presión, aplicando energía del avión. En emergencia también, se pueden utilizar las botellas de oxígeno en caso de portarlas y si no hay peligro de incendio. Y en casos más severos se podría aterrizar utilizando un sistema de pista estándar.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una vista esquematizada y en planta y parcialmente seccionado de una aeronave con las botellas y un sistema sustentador de la invención.
La figura 2 muestra una vista esquematizada y en perspectiva de una porción de ala.
La figura 2a muestra una vista esquematizada y en perspectiva de una porción de estructura de un fuselaje de tipo semimonocasco.
La figura 2b muestran una vista esquematizada y en perspectiva de una porción de cola de un avión.
La figura 3 muestra una vista esquematizada y seccionada de un ala con un sistema de orificios o hendiduras insufladores del aire.
La figura 4 muestra una vista esquematizada y seccionada de una alcachofa insufladora la cual esparce divergentemente el aire en forma de abanico.
La figura 5 muestra una vista esquematizada y seccionada de una placa deflectora inclinada y los inyectores insufladores.
La figura 6 muestra una vista esquematizada, seccionada e insufladora de una pareja de placas deflectoras inclinadas y los inyectores insufladores.
La figura 7 muestra una vista esquematizada y seccionada de una pareja de placas curvas deflectoras e inclinadas y los inyectores insufladores.
La figura 8 muestra una vista esquematizada y seccionada de una pareja de placas deflectoras inclinadas y los inyectores insufladores mediante alcachofas.
La figura 9 muestra una vista esquematizada y en planta de un fan (ventilador) sustentador con aletas periféricas a las que se les aplican el flujo de dos inyectores tangenciales.
La figura 10 muestra una vista esquematizada y en planta de una turbina o rotor de palas giratorias que gira al insuflar aire por las rendijas o hendiduras de sus bordes de salida.
La figura 11 muestra una vista esquematizada y en planta de una aeronave con la turbina o rotor de palas sustentadoras. Estas se extienden al aplicarle movimiento de giro y al finalizar se recogen por la acción de un muelle, quedando alojadas en el canal existente a lo largo del fuselaje. Añade un sistema de paneles fotovoltaicos.
La figura 12 muestra una vista esquematizada de una porción de rotor con la turbina impulsora y el inyector insuflador.
La figura 13 muestra una vista esquematizada y seccionada del fuselaje de una aeronave con dos turbinas tangenciales sustentadoras en sus laterales.
La figura 14 muestra una vista esquematizada y en planta de una aeronave con un sistema de despegue vertical mostrando parejas de turbinas sustentadoras tangenciales aplicadas a una aeronave.
Realización preferente de la invención
La figura 1 muestra la aeronave (1) con las botellas de aire comprimido (8) y su instalación distribuidora (18). Cuyo aire impulsan los falles (ventiladores) sustentadores (7c). Añade los fanes (ventiladores) eléctricos (6s) de estabilización horizontal de la aeronave. No se muestran los motores o fanes propulsores.
La figura 2 muestra una porción de ala (2) con sus vigas o largueros (2v).
La figura 2a muestra una porción de fuselaje con las vigas o largueros (2v), los mamparos (1m) y los carenados (1c).
La figura 2b muestra la cola de un avión donde se puede aplicar parte del recinto del cono de cola como cámara presurizada.
La figura 3 muestra el ala (2) con los orificios o hendiduras insufladoras del aire (3) que generan una reacción y sustentación adicional del ala.
La figura 4 muestra la alcachofa insufladora de aire (3a).
La figura 5 muestra el inyector (3b). que insufla aire en la zona inferior de la placa inclinada (4), deflectando el aire hacia abajo y generando sustentación como reacción.
La figura 6 muestra la pareja de inyectores (3b). que insuflan el aire en las zonas inferiores de las placas inclinadas (4), deflactando el aire hacia abajo y generando
sustentación como reacción.
La figura 7 muestra la pareja de inyectores (3b). que insuflan el aire en las zonas inferiores de las placas inclinadas (4) curvas. deflactando el aire hacia abajo, y generando sustentación.
La figura 8 muestra la pareja de alcachofas (3a). que insuflan el aire en las zonas inferiores de las placas inclinadas (4) deflectando el aire hacia abajo. y generando sustentación corno reacción.
En las figuras 6, 7 y 8 las parejas de placas deflectoras tienen su inclinación invertida entre sí.
La figura 9 muestra el fan (ventilador) sustentador (7c) que porta las aletas periféricas (5t) a las que se les inyecta aire mediante los inyectores tangenciales (3t). girando el fan sustentador y generando sustentación.
La figura 10 muestra las hélices (7t) giratorias insuflando aire por rendijas o hendiduras (3f) por sus bordes de salida generando una reacción de las palas y como consecuencia proporcionando sustentación.
La figura 11 muestra la aeronave (1) con la turbina o rotor (7) de palas sustentadoras. Se insufla aire a presión a una turbina la cual hace girar a las palas. Esto último no se muestra en la figura. Añade unos paneles fotovoltaicos (9) sobre las alas y empenajes horizontales. No se muestran los motores o los fanes ventiladores propulsores.
La figura 12 muestra el inyector insuflador (3b) que insufla el aire que acciona la turbina (5) y esta al rotor (7).
La figura 13 muestra el fuselaje del avión (1) con dos turbinas tangenciales sustentadoras en sus laterales (7t) impulsadas con un mismo eje por las turbinas (5) impulsadas mediante el flujo de unos inyectores no mostrados en la figura. Las flechas muestran la dirección y sentido del flujo de aire.
La figura 14 muestra la aeronave (1) con las alas (2) giratorias, adoptando la posición de desplazamiento vertical, con las parejas de turbinas sustentadoras tangenciales (7t) complementarias, impulsadas por las turbinas (5), aplicadas a los laterales del fuselaje y las turbinas o fanes propulsores y estabilizadores principales (6sp).
Claims (11)
1. Sistema sustentador complementario para los aviones de despegue y aterrizaje vertical que utiliza un sistema de energía neumática complementaria durante los despegue y aterrizajes, y se caracteriza porque comprende: Unas botellas de aire comprimido o unos recipientes o contenedores de aire en las alas, en el cono de cola, en la zona inferior o de carga, en el soporte del piso del pasaje, en lugar de las vigas, largueros, mamparos y en la quilla, para su utilización durante la fase inicial de despegue y al final del aterrizaje, mediante una instalación distribuidora o conductos y unas electroválvulas e insuflando el aire:
a) Por unos orificios o rendijas (3) desde las superficies inferiores de los aviones,
b) Por unos inyectores (3b), insuflando el aire por unos inyectores de insuflación de aire sobre unas placas deflectoras inclinadas y
c) Por unos inyectores (3b) y por unas turbinas de acción sobre otros dispositivos sustentadores.
2. Sistema sustentador según reivindicación 1, caracterizado por que los dispositivos de interacción con las turbinas (5) son unos rotores de palas sustentadoras (7), unos fanes/ventiladores (7 c) o unos sopladores tangenciales (7t) de alabes radiales de impulsión del aire hacia abajo en los laterales del fuselaje.
3. Sistema sustentador según reivindicación 2, caracterizado por que los fanes y sopladores se aplican combinados entre sí.
4. Sistema sustentador según reivindicación 1, caracterizado por que la estructura del soporte del piso del pasaje, las vigas, los largueros, los mamparos y la quilla de la aeronave, se utilizan como estructuras huecas de sección circular, ovalada o rectangular para almacenar el aire a presión.
5. Sistema sustentador según reivindicación 1, caracterizado por que comprende unos compresores para recarga o recuperación del aire comprimido utilizado.
6. Sistema sustentador según reivindicación 1, caracterizado por que las placas deflectoras inclinadas (4) son retractiles automáticamente.
7. Sistema sustentador según reivindicación 1, caracterizado por que las parejas de placas deflectoras tienen su inclinación invertida entre sí.
8. Sistema sustentador según reivindicación 2, caracterizado por que los fans/ventiladores (7c) cuentan con aletas periféricas para incidencia del aire de las turbinas.
9. Sistema sustentador según reivindicación 2, caracterizado por que las palas giratorias de los rotores (7t) portan unas rendijas o hendiduras (3f) por sus bordes de salida para generar la reacción de las palas y como consecuencia para proporcionar sustentación.
10. Sistema sustentador según reivindicación 1, caracterizado por que tiene unas alcachofas para insuflación del aire divergentemente.
11. Disposición sustentadora según reivindicación 1, caracterizado por que en las superficies superiores del fuselaje y alas portan unos paneles de células fotovoltaicas.
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