ES2204143T3 - Sistema de admision de aire para motor de avion. - Google Patents
Sistema de admision de aire para motor de avion.Info
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Abstract
Cubierta de toma de aire (16) que es para un motor de una aeronave y está destinada a ser usada con una toma de aire (14), comprendiendo la cubierta de toma de aire: una placa de entrada de aire (18) que está destinada a ser dispuesta a través de al menos una parte de la toma de aire (14); y una multitud de conductos (28) de entrada de aire, estando los conductos de entrada dispuestos en toda la placa de entrada de aire y de forma tal que la atraviesan, teniendo cada conducto de entrada una entrada (30) del conducto, una salida (32) del conducto y un cuerpo del conducto interpuesto entre la entrada del conducto y la salida del conducto, definiendo las entradas de los conductos respectivamente cada una un diámetro de entrada efectivo (D1), definiendo los cuerpos de los conductos respectivamente cada uno una longitud (L) del cuerpo del conducto que es mayor que el correspondiente diámetro de entrada efectivo (D1) del conducto, y definiendo las salidas de los conductos respectivamente cada unaun diámetro de salida efectivo (D2) que es mayor que el diámetro de entrada efectivo (D1) para incrementar la consistencia del perfil de la velocidad del aire dentro de la toma de aire.
Description
Sistema de toma de aire del motor de una
aeronave.
La presente invención se refiere en general a los
motores de las aeronaves, y más en particular a una toma de aire
que tiene una placa de entrada de aire con una multitud de
conductos de entrada de aire que la atraviesan.
Son conocidas en la técnica las cubiertas
protectoras o protecciones para motores de aeronaves. Tales
cubiertas son usadas para proteger los motores contra los cuerpos
extraños y están situadas delante del motor en la toma de aire. La
introducción de tales cubiertas, sin embargo, restringe
inherentemente el flujo de aire que entra en la correspondiente
toma de aire. Tal flujo restringido de entrada de aire puede no
estar en consonancia con las necesidades del motor de la aeronave
en materia del flujo de aire. Con respecto a las necesidades en
materia del flujo de aire, es deseable maximizar la total
recuperación de la presión, es decir el flujo de aire que incide en
la cubierta comparado con el que es suministrado al motor del
interior. Un bajo nivel de recuperación de la presión influencia
negativamente el rendimiento del motor, y puede incluso hacer que
como consecuencia del mismo llegue a calarse el motor. Esto es
especialmente problemático cuando hay una repentina necesidad de un
gran caudal de aire, tal como cuando la aeronave efectúa maniobras
de emergencia.
Así, al diseñar una cubierta de toma de aire, la
cubierta deberá tener una estructura suficiente para desempeñar su
función de protección contra los cuerpos extraños, presentando al
mismo tiempo la mínima cantidad de interferencia con el flujo de
entrada de aire. Los ejemplos de cubiertas del estado de la técnica
pueden adoptar la forma de una delgada pantalla o rejilla de
alambres entrelazados. Además de restringir inherentemente el flujo
de aire, muchas de estas cubiertas del estado de la técnica
ocasionan en contra de lo deseado una dispersión o turbulencia
posterior en la cara posterior de la cubierta dentro de la toma de
aire. La turbulencia o un perfil inconsistente de la velocidad del
aire dentro del flujo de aire en la toma puede reducir
considerablemente la presión de aire que es aportada a los
motores.
En sí, sobre la base de lo expuesto anteriormente
hay necesidad en la técnica de un sistema mejorado de toma de aire
que ofrezca protección contra los cuerpos extraños, presente
mejoradas características del flujo de aire especialmente en cuanto
a la recuperación de la presión, y tenga bajos costes de
fabricación en comparación con el estado de la técnica.
En consecuencia, la invención aporta una cubierta
de toma de aire como la definida en la reivindicación 1.
Según la realización preferida de la presente
invención, se aporta una cubierta de toma de aire que es para un
motor de una aeronave, está destinada a ser usada con una toma de
aire y está caracterizada por un perfil de la velocidad del aire
dentro de la misma. La cubierta de toma de aire está provista de
una placa de entrada de aire que está dispuesta a través de al menos
una parte de la toma de aire. La cubierta de toma de aire está
además provista de una multitud de conductos de entrada de aire.
Los conductos de entrada están dispuestos por toda la placa de
entrada de aire y la atraviesan. Cada conducto de entrada tiene una
entrada del conducto, una salida del conducto y un cuerpo del
conducto que discurre entre la entrada del conducto y la salida del
conducto. Las entradas de los conductos definen respectivamente cada
una un diámetro de entrada efectivo. Los cuerpos de los conductos
definen respectivamente cada uno una longitud del cuerpo del
conducto que es al menos tan grande como el correspondiente
diámetro efectivo de la entrada del conducto. Las salidas de los
conductos definen respectivamente cada una un diámetro efectivo de
la salida que es al menos tan grande como el diámetro efectivo de la
entrada. Los conductos de entrada sirven para incrementar la
consistencia del perfil de la velocidad del aire dentro de la toma
de aire y para atenuar el ruido del motor, ofreciendo al mismo
tiempo protección contra las averías del motor provocadas por los
cuerpos extraños.
Como se ha mencionado anteriormente, la
turbulencia dentro del flujo de aire en la toma puede reducir
considerablemente la presión de aire, y por consiguiente la total
recuperación de la presión del flujo de aire en la toma. A este
respecto, se contempla que la presente invención mitiga tal
turbulencia manipulando el perfil de la velocidad del aire dentro
de la toma de aire. En la invención, los diámetros efectivos de las
salidas de los conductos están agrandados en comparación con los
correspondientes diámetros de las entradas. Este agrandamiento
incrementa el área abierta que queda expuesta a la toma de aire, y
tiende a introducir más uniformemente el aire de toma al interior de
la toma de aire. Tal uniformidad o consistencia del perfil de la
velocidad del aire tiende a mitigar la turbulencia, y por
consiguiente mitiga la pérdida de presión que va asociada a la
turbulencia. La entrada del conducto puede también estar
achaflanada o presentar bordes redondeados para incrementar el flujo
de aire a su través.
En otra realización de la presente invención, los
conductos de toma de aire están dispuestos de acuerdo con un flujo
de aire localizado adyacente a la cubierta de toma de aire. A este
respecto, los cuerpos de los conductos están con preferencia
definidos respectivamente cada uno por un eje geométrico
longitudinal del conducto que, en la medida en que ello sea
practicable, puede ser coaxial con respecto al flujo de aire
localizado junto a la entrada del conducto para mejorar
adicionalmente el flujo de aire a su través. Hay que señalar que el
flujo de aire localizado puede estar orientado a los de cualquier
número de ángulos con respecto a la superficie de la placa de
entrada de aire, e inclusive en sustancia paralelamente a la
superficie de la placa de entrada de aire. En tales casos, se
contempla actualmente que el eje geométrico longitudinal del
conducto puede estar orientado de tal manera que forme un ángulo de
aproximadamente 40º a 50º con respecto a la superficie de la placa
de entrada, inclinado en la dirección del flujo de aire localizado
incidente.
En algunas aeronaves, la toma de aire puede estar
definida por una curvatura superficial aerodinámica. En tales casos
la placa de entrada de aire puede estar formada de manera que sea
contigua a la curvatura superficial aerodinámica para mejorar las
características aerodinámicas de la toma y la cubierta. En
dependencia de la aplicación específica de que se trate, la toma de
aire puede estar formada en una góndola de motor y un ala de la
aeronave formando parte integrante de la misma, por ejemplo.
Como se ha señalado anteriormente, la presente
invención puede ser utilizada para mitigar el ruido del motor. Los
ensayos experimentales han demostrado que se da una importante
reducción del ruido cuando los diámetros de las entradas de los
conductos están dimensionados de tal manera que son de
aproximadamente 7,6 mm (0,3 pulgadas).
La cubierta de toma de aire de un motor de
aeronave hecha según la presente invención presenta numerosas
ventajas que no se dan en los correspondientes sistemas del estado
de la técnica. La presente cubierta de toma está diseñada
particularmente para ofrecer protección contra los cuerpos extraños
mejorando al mismo tiempo la calidad del flujo de aire que pasa a su
través en cuanto a la velocidad, a la presión y a la turbulencia (o
a la ausencia de la misma). A este respecto, el particular
dimensionado de las entradas de los conductos con respecto a las
salidas de los conductos tiende a manipular el perfil de la
velocidad del aire dentro de la toma de aire, y dirige
ventajosamente el flujo de aire. Ventajosamente, la invención tiende
además a mitigar cierto ruido del motor. Según la presente
invención, esas ventajas son logradas con una mínima pérdida de
presión para el flujo de aire de entrada al motor. Los ensayos
experimentales han puesto de manifiesto una recuperación de presión
de más de un noventa por ciento (90%). En sí, la presente invención
representa un adelanto de la técnica.
Estas y otras características de la presente
invención quedarán más de manifiesto haciendo referencia a los
dibujos, en los cuales:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de la
cubierta de toma de aire de la presente invención ilustrada en su
posición de funcionamiento en una aeronave;
la Figura 2 es una vista en perspectiva de la
cubierta de toma de aire de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista lateral de la cubierta
de toma de aire de la Figura 2;
la Figura 4 es una vista lateral de otra
realización de la cubierta de toma de aire de la presente invención
ilustrada con un motor convencional de avión de línea;
la Figura 5 es una vista parcial desde lo alto de
dobles cubiertas de toma de aire hechas según la presente
invención;
la Figura 6 es una vista lateral de la superficie
de aeronave que está ilustrada en la Figura 5 con las tomas de aire
y el motor ilustrados con líneas de trazos;
la Figura 7 es una vista superior de una cubierta
única de toma de aire hecha según la presente invención;
la Figura 8 es una vista lateral de la superficie
de aeronave que está ilustrada en la Figura 7 con la toma de aire y
el motor ilustrados con líneas de trazos;
las Figuras 9-11 ilustran
cubiertas de toma de aire de la presente invención que tienen
conductos de entrada de aire que están hechos de forma tal que
tienen distintas formas y configuraciones de la sección
transversal;
la Figura 12 es una vista ampliada en sección de
una parte de una realización de una cubierta de toma de aire hecha
según la presente invención;
la Figura 13 es una vista en sección de una parte
de una cubierta de toma de aire de la presente invención en la que
se ilustra un ejemplo de la configuración del flujo de aire que
pasa a su través;
la Figura 14 es una vista ampliada en perspectiva
de una realización alternativa de un conducto de entrada de aire
que un tiene un área de la sección transversal progresivamente
creciente;
la Figura 15 es una vista ampliada en sección de
una parte de otra realización de la presente invención en la que se
ilustran los conductos de entrada de aire orientados a un ángulo
agudo con respecto a la superficie de la placa de entrada;
la Figura 16 es una vista ampliada en sección de
una parte de otra realización de la presente invención en la que se
ilustran conductos de entrada que están dispuestos a varios ángulos
con respecto a la superficie de la placa de entrada y están
alineados con el flujo de aire incidente;
la Figura 17 es una vista ampliada en sección de
una parte de otra realización de la presente invención en la que se
ilustran los conductos de entrada dispuestos a varios ángulos con
respecto tanto a la superficie de la placa de entrada como al flujo
de aire incidente; y
la Figura 18 es una vista ampliada en sección de
una parte de otra realización de la presente invención en la que se
ilustra una placa de entrada de capas múltiples.
Haciendo ahora referencia a los dibujos, cuyas
ilustraciones tienen tan sólo la finalidad de ilustrar una
realización preferida de la presente invención y no tienen la
finalidad de limitarla en modo alguno, las Figuras
1-13 ilustran un sistema de entrada de aire que
está hecho según la presente invención.
Haciendo ahora referencia a la Figura 1, está
ilustrada en la misma una aeronave 10 representativa. La aeronave
10 está provista de una curvatura superficial aerodinámica 12 que
está formada en parte por las cubiertas de toma de aire 16a y 16b y
tiene motores de turbina dispuestos en su interior. Los motores
están equipados con tomas de aire 14a, 14b. Las tomas de aire 14a,
14b están formadas dentro de la curvatura superficial 12 allí donde
la misma aspira el flujo de aire del exterior. A este respecto, la
curvatura superficial 12 define parcialmente las tomas de aire 14a,
14b. Las tomas de aire 14a, 14b se extienden desde la curvatura
superficial 12 hasta los motores y facilitan el suministro del
flujo de aire del exterior de la aeronave 10 a los motores.
Según la realización preferida de la presente
invención, se aporta una cubierta de toma de aire 16a que es para
un motor de aeronave y está destinada a ser usada con una toma de
aire 14. A este respecto, en la Figura 1 están ilustradas cubiertas
de toma 16a, 16b que están destinadas a ser usadas con las tomas de
aire 14a, 14b. En la Figura 2 se muestra una vista ampliada en
perspectiva de la cubierta de toma 16a, y en la Figura 3 se muestra
una vista lateral de la misma.
Se contempla que las tomas de aire 14a, 14b
pueden estar presentes en un número cualquiera y pueden presentar
cualquier tamaño, forma y configuración, incluyendo pasajes
intermedios para el flujo de aire que establecen la conexión con
cualquier número de motores de aeronave. Como puede verse, la
aeronave 10 ilustrada a título de ejemplo está provista de alas 15
que están unidas solidariamente al fuselaje 17. Si bien las tomas
de aire 14 están ilustradas como tomas de aire que están
primariamente integradas en el fuselaje 17, las tomas de aire 14
pueden estar dispuestas en cualquier sitio en la aeronave 10. A
este respecto, haciendo ahora referencia a las Figuras 5 y 6, está
ilustrada en las mismas una vista parcial de otra aeronave
ejemplificativa 10a. La Figura 5 ilustra una vista superior de la
parte anterior de la aeronave 10a, y la Figura 6 ilustra una vista
lateral de la misma. Como puede verse, están previstas dos tomas de
aire 14 que están dispuestas en la parte superior de la aeronave
10a. Como está ilustrado, las tomas de aire 14 discurren por el
interior de la aeronave 10a y van a parar a un motor común 19 al
que alimentan. Haciendo ahora referencia a las Figuras 7 y 8, está
ilustrada en las mismas una vista parcial de otra aeronave
ejemplificativa 10b que es similar a la ilustrada en las Figuras 5
y 6. Sin embargo, la aeronave 10b está provista de una sola toma de
aire 14.
Haciendo ahora referencia a la Figura 4, está
ilustrada en la misma una configuración convencional de un motor de
una aeronave con una góndola 20 del motor que aloja un motor 22 de
aeronave (ilustrado con líneas de trazos) en su interior. La
cubierta de toma de aire 16 de la presente invención está unida a
la parte anterior de la góndola 20 del motor.
En sí, se contempla que la cubierta de toma 16 de
la presente invención puede ser usada en cooperación con cualquier
número de configuraciones de motor/toma de aire. Además, la
cubierta de toma de aire 16 de la presente invención puede ser de
tamaño y forma variable. A este respecto, la cubierta de toma de
aire 16 puede ser relativamente plana, o bien puede estar formada de
tal manera que presente una curvatura tridimensional compleja tal
como la ilustrada en las Figuras 1-3.
Cuando está en su posición de funcionamiento, la
cubierta de toma de aire 16 está provista de una placa de entrada
de aire 18 que está dispuesta a través de al menos una parte de la
toma de aire 14. La placa de entrada de aire 18 tiene una cara
anterior 24 al descubierto de la placa y una cara posterior 26 de
la placa que encierra la toma de aire 14. El específico dimensionado
y la específica configuración de los conductos de entrada 28 son
elegidos convenientemente para contar en la cara anterior 24 con
una cantidad de material suficiente para proporcionar la deseada
resistencia estructural para la cubierta 16 para que la misma
desempeñe su función de protección contra los cuerpos extraños.
Un aspecto de la presente invención es el de que
la placa de entrada de aire 18, y en particular la cara anterior 24
de la placa, está formada de tal manera que es contigua a la
curvatura superficial aerodinámica 12 junto a la toma de aire 14.
En sí, la placa de entrada de aire 18 forma una parte de la piel de
la aeronave y está integrada en la curvatura superficial
aerodinámica 12. Se contempla que tal configuración es
aerodinámicamente deseable. Esto es debido al hecho de que la placa
de entrada de aire 18 proporciona una continuidad de la piel
superficial de la aeronave a través de la toma de aire 14. El
específico método de unión de la placa de entrada de aire 18 a la
toma de aire 14 es elegido de entre los que son perfectamente
conocidos para un experto en la materia.
La cubierta de toma de aire 16 está
adicionalmente provista de una multitud de conductos 28 de entrada
de aire. Los conductos 28 de entrada de aire están dispuestos en
toda la placa de entrada de aire y la atraviesan. Haciendo ahora
referencia a las Figuras 9-11, están ilustradas en
las mismas vistas superiores de partes de distintas realizaciones
de la presente invención, teniendo los conductos 28 de entrada de
aire una variedad de formas y configuraciones de la sección
transversal. Los conductos de entrada 28 pueden tener una forma
circular de la sección transversal, formas geométricas de la
sección transversal (como p. ej. una forma hexagonal, como se ve en
la Figura 11) e incluso combinaciones de las mismas.
Haciendo ahora referencia a las Figuras 12 y 13,
cada conducto de entrada 28 tiene una entrada 30 del conducto, una
salida 32 del conducto y un cuerpo 34 del conducto interpuesto
entre la entrada 30 del conducto y la salida 32 del conducto. Las
entradas 30 de los conductos definen respectivamente cada una un
área de la sección transversal de la entrada. El área de la sección
transversal de la entrada puede ser usada para calcular un diámetro
de entrada efectivo (llamado D1) con el supuesto de que el área sea
circular. En la realización preferida, el diámetro de entrada
efectivo es de menos de aproximadamente 7,6 mm (0,3 pulgadas).
Además, las salidas 32 de los conductos definen respectivamente
cada una un área de la sección transversal de la salida. El área de
la sección transversal de la salida puede ser usada para calcular un
diámetro de salida efectivo (llamado D2) con el supuesto de que el
área sea circular. Se prefiere que el diámetro de salida efectivo
(D2) sea al menos tan grande como el diámetro de entrada efectivo
(D1). A este respecto, los conductos de entrada 28 pueden ser
formados de tal manera que se agranden a medida que el flujo de aire
pasa de la cara anterior 24 de la placa a la cara posterior 26 de
la placa. A la relación del diámetro de entrada efectivo (D1) al
diámetro de salida efectivo (D2) se la puede llamar relación de
agrandamiento del conducto.
En otra realización de la presente invención, se
contempla que el motor 22 emite ruido del motor a través de la toma
de aire 14. Tal ruido del motor tiene una configuración acústica
que está caracterizada por amplitudes acústicas a varias
frecuencias. Se contempla que las entradas 30 de los conductos
pueden estar dimensionadas y espaciadas convenientemente para
mitigar partes selectivas del ruido del motor.
Haciendo ahora referencia a la Figura 14, está
ilustrada en la misma una vista ampliada en perspectiva de una
realización alternativa del conducto 28 de entrada de aire que
tiene una forma variable de la sección transversal (estando el
cuerpo del conducto ilustrado mediante líneas de trazos). Así, la
forma de la sección transversal de las entradas 30 de los conductos
puede ser distinta de la forma de la sección transversal de las
salidas 32 de los conductos. Se contempla que el dimensionado, el
espaciamiento y la configuración de las entradas y salidas 30, 32
pueden ser elegidos convenientemente para maximizar el área abierta
de la cara posterior 26 de la placa de entrada de aire 18.
Como se ha mencionado anteriormente, la
turbulencia dentro del flujo de aire en la toma reduce
considerablemente la presión de aire y por consiguiente la total
recuperación de la presión del flujo de aire en la toma. A este
respecto, se contempla que la presente invención mitigue tal
turbulencia a base de manipular el perfil de la velocidad del aire
dentro de la toma de aire 14 por medio del flujo de aire a través de
los conductos de entrada 28. Se contempla que el flujo de aire que
pasa a través de un conducto de entrada 28 de este tipo se
expansione y vea reducida su velocidad al hacerlo. En sí, la
relación de agrandamiento del conducto influencia el perfil de la
velocidad del flujo de aire dentro de la toma de aire. A este
respecto, cuando mayor es la relación de agrandamiento, tanto mayor
es la uniformidad y consistencia del perfil de la velocidad del
aire en la toma. Esto es debido al hecho de que hay una mayor
cantidad de área abierta en la cara posterior 26 de la placa, desde
la cual es descargado el flujo de aire en la toma. Tal uniformidad
o consistencia del perfil de la velocidad del aire tiende a mitigar
la turbulencia, y por consiguiente tiende a evitar la considerable
pérdida de recuperación de la presión que va asociada a la
turbulencia. En sí, es preferible que haya una máxima área abierta
en la cara posterior 26 (es decir, una máxima relación de
agrandamiento).
Los cuerpos 34 de los conductos definen
respectivamente cada uno una longitud (L) del cuerpo del conducto a
lo largo del eje geométrico longitudinal 36 del conducto. Otro
aspecto de la presente invención es el de que la longitud (L) del
cuerpo del conducto es al menos tan grande como el diámetro de
entrada efectivo (D1) del conducto. Preferiblemente, la longitud
(L) del cuerpo del conducto está situada dentro de la gama de
valores que va desde aproximadamente el diámetro de entrada
efectivo (D1) del conducto hasta siete (7) veces el diámetro de
entrada efectivo (D1) del conducto. A este respecto, la placa de
entrada de aire 18 es relativamente gruesa y bastante distinta de
los dispositivos del estado de la técnica, que adoptan la forma de
pantallas, placas o rejillas delgadas. Se contempla que tal
dimensionado particular de la longitud (L) de los cuerpos de los
conductos (es decir, del espesor de la placa 18) facilita una
canalización laminar del flujo de aire a través del conducto de
entrada 28.
Haciendo nuevamente referencia a la Figura 12, a
fin de facilitar un uniforme flujo de aire al interior de los
conductos de entrada 28, las entradas 30 de los conductos pueden
estar provistas de un borde achaflanado 31. Preferiblemente, las
entradas 30 de los conductos tienen respectivamente cada una un
radio de chaflán (r) de aproximadamente un 20 por ciento del
correspondiente diámetro de entrada efectivo (D1).
Haciendo ahora referencia a la Figura 15, está
ilustrada en la misma una realización alternativa de la presente
invención en la que los conductos 28 de entrada de aire no están
orientados perpendicularmente con respecto a las caras anterior y
posterior 24, 26 de la placa de entrada 18. Como se ha mencionado
anteriormente, cada cuerpo 34 de un conducto tiene un eje geométrico
longitudinal 36 del conducto. Así, el eje geométrico longitudinal
36 del conducto no tiene que ser perpendicular a las caras anterior
y posterior 24, 26, como se ilustra en las Figuras 12 y 13, sino
que puede estar a algún otro ángulo, tal como el que se ilustra en
la Figura 15. Como puede verse, los conductos de entrada 28 pueden
estar orientados análogamente unos con respecto a otros y en una
orientación angular con respecto a las caras anterior y posterior
24, 26.
Además, se contempla que los conductos de entrada
28, y específicamente los ejes geométricos longitudinales 36 de los
mismos, pueden estar orientados de manera variable con respecto a
las caras anterior y posterior 24, 26 en distintas partes de la
placa de entrada 18. Haciendo ahora referencia a la Figura 16, está
ilustrada en la misma una parte ampliada de una placa de entrada
curvada ejemplificativa 18. Como puede verse, las orientaciones
angulares de los distintos ejes geométricos longitudinales 36 de los
conductos de entrada 28 son variables con respecto a las caras
anterior y posterior 24, 26. Sin embargo, los conductos de entrada
28 están formados de tal manera que están orientados de manera
similar unos con respecto a otros y con respecto al flujo de aire
incidente 44. En sí, puede hacerse que los ejes geométricos
longitudinales 36 sean prácticamente coaxiales con respecto al flujo
de aire incidente previsto junto a las entradas 30 de los
conductos.
Haciendo ahora referencia a la Figura 17, está
ilustrada en la misma una vista en sección de otra realización de
la cubierta de toma de aire 16 de la presente invención. Se
contempla que en vuelo hay un flujo de aire localizado 46 al que se
ve expuesta la aeronave 10 a la cual está unida la cubierta de toma
de aire 16. La dirección del flujo de aire localizado 46 se ve
afectada por la combinación del flujo de aire incidente 44 y del
flujo de aire 48 sobre la superficie de la pared. El flujo de aire
incidente 44 es debido principalmente a la dirección de vuelo y a
otros parámetros ambientales tales como la dirección del viento
reinante. Como se ha mencionado anteriormente, la aeronave está
provista de una curvatura superficial aerodinámica 12.
Se contempla que en vuelo es desarrollado un
flujo de aire 48 sobre la superficie de la pared inmediatamente
junto a la curvatura superficial aerodinámica 12. La dirección del
flujo de aire 48 sobre la superficie de la pared está condicionada
por las características específicas de la curvatura superficial
aerodinámica 12 y puede ser considerablemente coplanar con respecto
a la misma. A este respecto, en determinadas circunstancias el flujo
de aire 48 sobre la superficie de la pared puede ser descrito como
un flujo de aire que sigue la línea del contorno junto a la
curvatura superficial aerodinámica 12 y puede ser de naturaleza
laminar y/o turbulenta.
Se contempla que el flujo de aire localizado 46
puede estar dominado ya sea por el flujo de aire incidente 44 o
bien por el flujo de aire 48 sobre la superficie de la pared.
Debido a la ubicación y configuración de las tomas de aire 14, la
cubierta de toma de aire 16 puede estar dispuesta y orientada
angularmente en las de una variedad de posiciones en toda la
aeronave 10. En sí, se contempla que la cubierta de toma de aire 16
puede estar orientada en las de una variedad de orientaciones
angulares con respecto a los flujos de aire localizado, incidente y
sobre la superficie de la pared 46, 44, 48. Se contempla además que
la respectiva dirección u orientación de los flujos de aire
localizado, incidente y sobre la superficie de la pared puede variar
en función de la posición con respecto a la cubierta de toma de aire
16.
Aún haciendo referencia a la Figura 17, como
puede verse, las orientaciones angulares de los distintos ejes
geométricos longitudinales 36a-f definidos por los
cuerpos 34a-f de los conductos de entrada
28a-f son variables con respecto a las caras
anterior y posterior 24, 26. Además, las orientaciones angulares de
los ejes geométricos longitudinales 36a-f pueden ser
variables unas con respecto a otras. Se contempla que los
respectivos ejes geométricos longitudinales 36 pueden estar
dispuestos de forma tal que queden alineados con o estén en general
en la dirección de cualesquiera de los flujos de aire localizado,
incidente y sobre la superficie de la pared 44, 46, 48. Tal forma
constructiva y orientación de los ejes geométricos longitudinales 36
están contempladas para facilitar el incrementado flujo de aire al
interior de la toma de aire 14 y la recuperación de presión
asociada al mismo. Por ejemplo, según está ilustrado, el eje
geométrico longitudinal 36f está prácticamente orientado
coaxialmente con respecto al flujo de aire incidente 44.
Tal como se muestra en la ilustración, el flujo
de aire 48 sobre la superficie de la pared está prácticamente
alineado con el plano de la cara anterior 24 de la placa de entrada
18. Si fuese deseable alinear los ejes geométricos longitudinales
36 con la dirección de tal flujo de aire 48 sobre la superficie de
la pared, en la práctica es preferible que los ejes geométricos
longitudinales 36 de los conductos sean orientados a un ángulo de
entre 40º y 50º con respecto a las caras anteriores 24 en la
dirección del flujo de aire 48 sobre la superficie de la pared.
Esto es debido al hecho de que una orientación angular de los ejes
geométricos longitudinales 36 a un ángulo menor puede redundar en
una pérdida de resistencia mecánica relativa a la placa de entrada
18 con la misma. Adicionalmente, se contempla que una orientación
angular de los ejes geométricos longitudinales 36 a un ángulo menor
redunda en un alargamiento relativo de los conductos de entrada 28,
al cual irá asociado un incremento posiblemente indeseable del
rozamiento superficial con la misma. En sí, cuando la deseada
orientación angular del flujo de aire con la que se desee que los
ejes geométricos longitudinales 36 estén alineados sea de menos de
aproximadamente 40º a 50º, es preferible que los ejes geométricos
longitudinales 36 estén orientados a un ángulo de no menos de 40º a
50º con respecto a las caras anterior o posterior 24, 26.
Haciendo ahora referencia a la Figura 18, la
placa de entrada de aire 18 puede estar hecha a base de capas
múltiples. A este respecto, la placa 18 está ilustrada como una
placa que está hecha de capas primera, segunda y tercera 38, 40,
42. Las capas 38, 40, 42 pueden estar hechas de distintos
materiales. A este respecto, la placa de entrada de aire 18 o las
capas de la misma (tales como las capas 38, 40 42) pueden estar
hechas de un material compuesto hecho a base de grafito, por
ejemplo.
Podrán ser también obvios para los expertos en la
materia adicionales mejoramientos y modificaciones de la presente
invención. Por consiguiente, la concreta combinación de elementos
aquí descrita e ilustrada está destinada a representar tan sólo una
realización de la presente invención, y no está destinada a
constituir limitaciones de dispositivos alternativos dentro del
alcance de la invención.
Claims (25)
1. Cubierta de toma de aire (16) que es para un
motor de una aeronave y está destinada a ser usada con una toma de
aire (14), comprendiendo la cubierta de toma de aire:
una placa de entrada de aire (18) que está
destinada a ser dispuesta a través de al menos una parte de la toma
de aire (14); y
una multitud de conductos (28) de entrada de
aire, estando los conductos de entrada dispuestos en toda la placa
de entrada de aire y de forma tal que la atraviesan, teniendo cada
conducto de entrada una entrada (30) del conducto, una salida (32)
del conducto y un cuerpo del conducto interpuesto entre la entrada
del conducto y la salida del conducto, definiendo las entradas de
los conductos respectivamente cada una un diámetro de entrada
efectivo (D1), definiendo los cuerpos de los conductos
respectivamente cada uno una longitud (L) del cuerpo del conducto
que es mayor que el correspondiente diámetro de entrada efectivo
(D1) del conducto, y definiendo las salidas de los conductos
respectivamente cada una un diámetro de salida efectivo (D2) que es
mayor que el diámetro de entrada efectivo (D1) para incrementar la
consistencia del perfil de la velocidad del aire dentro de la toma
de aire.
2. La cubierta de toma de aire de la
reivindicación 1, en la que los ejes geométricos longitudinales
(36) de los cuerpos de los conductos están alineados unos con
otros.
3. La cubierta de toma de aire de la
reivindicación 1, en la que los ejes geométricos longitudinales
(36) de los cuerpos de los conductos varían con respecto a los
ángulos de las caras opuestas anterior y posterior de la placa de
entrada de aire (18), de forma tal que en uso los conductos pueden
estar alineados con un flujo de aire localizado junto a sus
entradas (28).
4. La cubierta de toma de aire de la
reivindicación 3, en la que el eje geométrico longitudinal (36) de
cada cuerpo de un conducto está inclinado a un ángulo de entre 40º
y 50º con respecto a la cara anterior (24) de la placa de entrada
de aire (18).
5. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que la toma de aire está definida
por una curvatura superficial aerodinámica, estando la placa de
entrada de aire (18) formada contiguamente con respecto a la
curvatura superficial aerodinámica (12).
6. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que cada entrada (30) de un
conducto define un área de la sección transversal de la entrada,
definiendo cada salida de un conducto un área de la sección
transversal de la salida que es mayor que el área de la sección
transversal de la entrada.
7. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que cada diámetro de entrada
efectivo (D1) es de menos de aproximadamente 7,6 mm (0,3
pulgadas).
8. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que cada cuerpo de un conducto
define respectivamente una longitud (L) del cuerpo del conducto que
es menor que aproximadamente siete veces el correspondiente
diámetro efectivo de la entrada (30) del conducto.
9. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que las entradas (30) de los
conductos tienen una forma circular de la sección transversal.
10. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que las salidas (32) de los
conductos tienen una forma geométrica de la sección
transversal.
11. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que las entradas (30) y las
salidas (32) de los conductos tienen distintas formas de la sección
transversal.
12. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que las entradas (30) de los
conductos están achaflanadas (31).
13. La cubierta de toma de aire de la
reivindicación 12, en la que las entradas de los conductos tienen
respectivamente cada una un radio de chaflán de aproximadamente un
20 por ciento del correspondiente diámetro de entrada efectivo
(D1).
14. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que la placa de entrada de aire
(18) está hecha de un material compuesto hecho a base de
grafito.
15. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que la placa de entrada de aire
(18) está hecha a base de al menos dos capas de la placa.
16. La cubierta de toma de aire de la
reivindicación 15, en la que las capas de la placa están hechas de
distintos materiales.
17. La cubierta de toma de aire de cualquier
reivindicación precedente, en la que la placa de entrada de aire
(18) es abovedada.
18. Motor de aeronave que comprende:
al menos una toma de aire y al menos una cubierta
de toma de aire según cualquier reivindicación precedente,
dispuesta con su placa de entrada (18) a través de al menos una
parte de la respectiva toma de aire (14).
19. El motor de aeronave de la reivindicación 18,
en el que la toma de aire (14), que es al menos una, comprende dos
tomas de aire, y la placa de entrada de aire (18), que es al menos
una, comprende dos placas de entrada de aire.
20. El motor de aeronave de la reivindicación 18
ó 19, en el que la toma de aire está formada en una góndola (20)
del motor formando parte integrante de la misma.
21. El motor de aeronave de la reivindicación 18
ó 19, en el que la toma de aire está formada en un ala (15) de la
aeronave formando parte de la misma.
22. El motor de aeronave de cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 21, en el que la toma de aire (14, 16) está
definida por una curvatura superficial aerodinámica (12).
23. El motor de aeronave de la reivindicación 22,
en el que la curvatura superficial aerodinámica está dispuesta a
través de una parte de una góndola (20) del motor.
24. El motor de aeronave de la reivindicación 22,
en el que la curvatura superficial aerodinámica está dispuesta a
través de una parte de un ala (15) de la aeronave.
25. El motor de aeronave de cualquiera de las
reivindicaciones 18 a 24, en el que en uso sale del interior de la
toma de aire un ruido del motor que tiene amplitudes acústicas que
son mayores que una amplitud de ruido umbral, y los diámetros
efectivos (D1) de las entradas (30) de los conductos son menores que
aproximadamente la amplitud de ruido umbral.
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