ES2367162B1 - Dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro. - Google Patents

Dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro. Download PDF

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Abstract

Dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro. El rotor (6) comprende al menos una barra (72, 82), escamoteable en un alojamiento (73, 83) de una respectiva pala (7, 8), y desplazable entre una posición de reposo, escondida al menos parcialmente en la pala, longitudinalmente a la misma, y una posición operativa, en que queda dispuesta formando una cartela (75, 85), que vincula un punto intermedio de la pala (7, 8) y un punto intermedio del árbol de rotación (24) del rotor (6). La barra (72, 82) es accionada por un correspondiente cilindro (70, 80) cuyo vástago (71, 81) es una biela de un sistema biela mínela, cuya manivela es la correspondiente barra (72, 82), la cual está articulada por un extremo al vástago (71, 81) y por el extremo contrario a una corredera (74, 84) que desliza longitudinalmente al citado alojamiento (73, 83).

Description

encuentra parado.
Dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro. Sector técnico de la invención
El sector técnico de la presente invención es el de las aeronaves que al menos presentan un modo de operación de alas giratorias (helicóptero y/o autogiro) y al de las aeronaves convertibles entre alas fijas y alas giratorias. Más en particular, la presente invención se refiere a un dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro. Antecedentes de la invención
El documento de patente EP1731420 describe un método de operación de una aeronave convertible, dotada de un fuselaje, unas alas fijas convencionales provistas de alerones, una cola con timones, motores propulsores, un rotor de palas, una transmisión entre los motores y el rotor, equipada con medios de freno y embrague, y un tren de aterrizaje. El método comprende una transición directa e inversa de modo helicóptero a modo autogiro y una transición directa e inversa de modo autogiro-helicóptero a modo avión.
El documento de patente ES2277476 describe un rotor para aeronave convertible entre modos alas giratorias a modo avión que permite la implementación del método de la EP1731420. El rotor es accionado por motores propulsores de la propia aeronave a través de una transmisión de par, basada en juntas cardan, provista de medios de embrague y freno del rotor, y con medios de control del cabeceo y alabeo del árbol de rotación del rotor.
Existen igualmente en el estado de la técnica otras muchas realizaciones de aeronaves convertibles entre “modo de alas fijas”, o avión, y algún “modo de alas giratorias”, es decir, en modo helicóptero o en modo autogiro.
En todo el estado de la técnica, existe el problema de que cuando el rotor se halla exento de rotación, en “modo de alas fijas” o bien cuando las palas del rotor se retraen hacia la popa, y la aeronave está en vuelo, la tensión sobre las palas puede ser tal que se produzcan flechas indeseables, e incluso peligrosas, especialmente a altas velocidades.
El objetivo de la presente invención es proporcionar una solución al anterior problema. Explicación de la invención
A tal finalidad, el objeto de la presente invención es un dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro, que en su esencia se caracteriza porque el rotor comprende al menos una barra, escamoteable en un alojamiento de una respectiva pala, y desplazable entre una posición replegada de reposo, escondida al menos parcialmente en la pala, longitudinalmente a la misma, y una posición extendida operativa, en que queda dispuesta formando una cartela, que vincula un punto intermedio de la pala y un punto intermedio del árbol de rotación del rotor.
Según otra característica de la presente invención, la barra es accionada por un correspondiente cilindro cuyo vástago es una biela de un sistema biela manivela, cuya manivela es la correspondiente barra, la cual está articulada por un extremo al vástago y por el extremo contrario a una corredera que desliza longitudinalmente al citado alojamiento.
Preferentemente, las articulaciones son de tipo rótula, adaptadas para permitir el giro de la pala sobre
De acuerdo con otra característica de la presente invención, en la posición de reposo, la barra queda totalmente oculta en el interior de su correspondiente alojamiento. Breve descripción de los dibujos
A continuación se hará la descripción detallada, aunque no exclusiva, del dispositivo rigidizador de palas de rotor, objeto de la invención, para cuya mejor comprensión se acompaña de unos dibujos en los cuales se ilustran a modo de ejemplo no limitativo, formas de realización de la presente invención. En dichos dibujos:
la Fig. 1, es una vista esquemática en alzado lateral de parte de una aeronave convertible que incorpora un dispositivo rigidizador según la presente invención, en la posición de reposos del dispositivo; y
la Fig. 2 es una vista análoga de la Fig. 1, pero en que el dispositivo rigidizador se encuentra en modo operativo. Descripción detallada de los dibujos
En cuanto sigue, la invención será explicada, a modo de ejemplo no limitativo, en relación con la aeronave convertible, el sistema de transmisión y el rotor descritos en los documentos EP1731420 y ES2277476, aunque debe entenderse que la presente invención es aplicable a todo tipo de aeronaves que comprendan un rotor con palas giratorias.
La aeronave convertible1aque se aplica el dispositivo rigidizador de palas de la invención es una aeronave híbrida entre un aparato de alas giratorias (helicóptero o autogiro, o ambos) y un avión de alas fijas. La aeronave convertible 1 comprende un fuselaje 2, una cola 4 convencional, motores propulsores 5, un rotor 6 de palas 7, 8, una transmisión 23 entre los motores propulsores 5 y el rotor 6, una transmisión 22 entre los motores 5 y las hélices 11 y eventualmente unas alas fijas convencionales (no mostradas). En lugar de hélices 11, la aeronave 1 podría emplear turbopropulsores, u otros dispositivos convencionales afines.
La sustentación para un rango de velocidades “negativas” o bajas (típicamente entre 0 y unos 185,2 km/h), se produce por medio del rotor 6, y la aeronave convertible 1 opera en modo alas giratorias, es decir en modo helicóptero o modo autogiro, en tanto que para velocidades superiores la sustentación se realiza a través de las alas fijas, para un vuelo en modo avión o alas fijas. La sustentación también puede producirse, para un determinado rango de velocidades intermedias, mediante las alas (no mostradas) y el rotor 6 en modo autogiro, simultáneamente.
La aeronave convertible 1 de la invención puede despegar y aterrizar en “alas giratorias”, es decir, tanto en modo autogiro como en modo helicóptero, con los motores propulsores 5 embragados al rotor 6, y la transición directa o inversa a modo avión, puede llevarse a cabo tanto a partir de modo helicóptero como a partir de modo autogiro.
Por ejemplo, la aeronave puede despegar en modo helicóptero, y operar en este modo para valores de velocidad VNO (velocidad normal de operación) comprendidos entre 0 y unos 56 km/h. En este modo la velocidad VNE (velocidad a no sobrepasar nunca) puede establecerse en VNE = 83,25. Para VNO ≥ 54,6 km/h se transiciona a modo autogiro, en que VNO está comprendida entre 54,6 km/h y 157,25 km/h y VNE
3 ES 2367162A1 4
= 203,5 km/h. Para VNO ≥ 157,25 km/h se transiciona a modo avión, en que VNO está entre 157,25 km/h y un valor superior que puede ser de los habituales en aviónica de alas fijas.
En la Fig. 1 se ilustra un ejemplo de realización de una aeronave convertible 1 según la presente invención, con las palas 7, 8 del rotor 6 desplegadas para funcionamiento en modo autogiro o helicóptero.
El rotor 6 de la aeronave convertible 1 que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo tiene dos palas 7 y 8 de tipo replegable, tanto en tierra como en vuelo. El rotor 6 puede o no estar articulado en batimiento, en el eje longitudinal de las palas, para cambiar su paso tanto cíclica como colectivamente.
El modo de operación de los elementos de accionamiento de los motores del rotor6ydesus palas 7 y 8 (rotación y paso colectivo), para la transición de un modo a otro está descrito en las patentes EP1731420 y ES2277476, a las cuales nos remitimos como referencia.
En concreto, cuando la aeronave 1 transiciona a modo alas fijas, el rotor 6 se detiene, y con él las palas7y8,que son replegadas hacia atrás, girando sobre respectivos ejes verticales.
Para rigidizar las palas7y8 detenidas en pleno vuelo, el rotor 6 de la aeronave 1 cuenta con un dispositivo rigidizador, cuyo modo operativo se ilustra en los dibujos. Para ello cada pala 7 y 8 está asociada a una correspondiente barra 72, 82, que puede escamotearse en un alojamiento 73, 83 de que están dotadas las palas 7, 8 y que puede accionarse para funcionar a modo de una cartela 75, 85 que vincula un punto intermedio de la pala 7, 8 y un punto intermedio del árbol de rotación 24 del rotor 6.
Para ello, las barras 72, 82 pueden desplazarse, accionadas por un mecanismo de biela-manivela, entre una posición de reposo (Fig. 1), escondidas al menos parcialmente en el alojamiento 73, 83 de la pala 7, 8, longitudinalmente a la misma, y una posición operativa (Fig. 2), en que queda dispuesta conformado la citada cartela 75, 85. Las barras 72 y 82 son las manivelas del mecanismo biela-manivela citado, cuyas bielas 71, 81 son los vástagos de desplazamiento accionados por un cilindro 70, 80 solidario al árbol 24. Los vástagos o bielas 71, 81 se desplazan consiguientemente de forma paralela al árbol 24 del sistema de transmisión 23.
La barra 72, 82 está articulada preferiblemente mediante sistemas de rótula, por un extremo al vástago 71, 81, y por el extremo contrario a una corredera 74, 84 que desliza longitudinalmente por el interior del alojamiento 73, 83 de la correspondiente pala 7,
8.
Entenderán los expertos en la técnica que son posibles múltiples variantes del dispositivo rigidizador de la presente invención, por ejemplo, aquélla en que los cilindros 70, 80 quedan dispuestos por encima del teórico plano superior determinado con las palas 7 y 8 del rotor 6, en tanto que se ha mostrado la variante en que dichos cilindros quedan por debajo, es decir entre las palas y el fuselaje 2. Otra posible variante es aquélla en que los cilindros 70, 80 están dispuestos en el interior del árbol 24 del rotor 6, sobresaliendo de éste los vástagos 71,81.
5 ES 2367162A1 6

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro, caracterizado porque el rotor
    (6) comprende al menos una barra (72, 82), escamoteable en un alojamiento (73, 83) de una respectiva pala (7, 8), y desplazable entre una posición de reposo, escondida al menos parcialmente en la pala, longitudinalmente a la misma, y una posición operativa, en que queda dispuesta formando una cartela (75, 85), que vincula un punto intermedio de la pala (7, 8) y un punto intermedio del árbol de rotación (24) del rotor (6).
  2. 2. Dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro, según la reivindicación 1, caracterizado porque la barra (72, 82) es accionada por un correspondiente cilindro (70, 80) cuyo vástago (71, 81) es una biela de un sistema biela manivela, cuya manivela es la correspondiente barra (72, 82), la cual está articulada por un extremo al vástago (71, 81) y por el extremo contrario a una corredera (74, 84) que desliza longitudinalmente al citado alojamiento (73, 83).
  3. 3.
    Dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro, según la reivindicación 2, caracterizado porque las articulaciones son de tipo rótula, adaptadas para permitir el giro de la pala (7, 8) sobre un eje de rotación paralelo al árbol (24) cuando el rotor (6) se encuentra parado.
  4. 4.
    Dispositivo rigidizador de palas de rotor de helicóptero y/o autogiro, según la reivindicación 1, caracterizado porque en la posición de reposo la barra (72, 82) queda totalmente oculta en el interior del alojamiento (73, 83).
    ES 2 367 162 A1
    ES 2 367 162 A1
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200901721
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 04.08.2009
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl : B64C27/32 (2006.01) B64C27/51 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    US 3528630 A (FERRIS et al.) 15.09.1970, columna 6, línea 36 – columna 7, línea 35; figuras 4A-5. 1-4
    A
    US 2475333 A (MORRIS) 05.07.1949, todo el documento. 1
    A
    US 2396038 A (BOSSI) 05.03.1946, página 3, columna derecha, líneas 15-36; figuras 3-4,6. 1
    A
    GB 264963 A (DE LA CIERVA) 03.02.1927, página 4, líneas 75-107; figura 6. 1
    A
    US 2380581 A (PREWITT) 31.07.1945, página 3, columna derecha, líneas 36-43; figura 1. 1
    A
    US 2946391 A (LEMONT, Jr.) 26.07.1960
    A
    GB 709673 A (UNITED AIRCRAFT) 02.06.1954
    A
    GB 539986 A (SPAGNOLO) 01.10.1941
    A
    WO 2004022424 A2 (GERBINO) 18.03.2004
    A
    US 3749515 A (COVINGTON et al.) 31.07.1973
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 13.10.2011
    Examinador L. J. Dueñas Campo Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200901721
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B64C Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200901721
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 13.10.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200901721
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 3528630 A (FERRIS et al.) 15.09.1970
    D02
    US 2475333 A (MORRIS) 05.07.1949
    D03
    US 2396038 A (BOSSI) 05.03.1946
  5. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El documento D01 se considera el más próximo del estado de la técnica al objeto de la reivindicación 1. En lo que respecta a esta reivindicación, este documento no intenta resolver el problema técnico planteado en la solicitud, ni muestra una barra escamoteable en el interior de la pala. Por otra parte, el documento D02 muestra un dispositivo para resolver el mismo problema técnico que la solicitud PCT, pero mediante una barra en cartela que no es escamoteable en el interior de la pala, como se reivindica en la reivindicación 1. Por último, el documento D03 presenta un dispositivo escamoteable en la pala, pero para modificar mediante la fuerza centrífuga el ángulo de la pala. Además, no se considera obvio que un experto en la materia conciba dicha disposición con las características reivindicadas en esta reivindicación a partir de cualquiera de los documentos citados. Considerando alguno de los dos documentos, D02 o D03, en combinación con el primer documento, D01, se considera que ninguna combinación dual de los documentos citados o cualquier combinación relevante de ellos puedan revelar el conjunto de las características técnicas esenciales de la invención presentada en la nueva reivindicación
    1. Por lo tanto, el documento D01 es solo un documento que refleja el estado de la técnica. En consecuencia la invención es nueva y se considera que implica actividad inventiva. Las reivindicaciones 2-4 son reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1. Teniendo en cuenta la argumentación con respecto a la reivindicación 1, la invención de acuerdo con las reivindicaciones 2-4 cumple también el requisito de actividad inventiva.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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