ES2607483T3 - Paramotor con compensación dinámica de par - Google Patents

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ES2607483T3 ES13792508.7T ES13792508T ES2607483T3 ES 2607483 T3 ES2607483 T3 ES 2607483T3 ES 13792508 T ES13792508 T ES 13792508T ES 2607483 T3 ES2607483 T3 ES 2607483T3
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Abstract

Paramotor con compensación dinámica de par que comprende: un armazón (1), un arnés o asiento (2), una unidad de potencia, una hélice (3) que gira y una jaula (4); en el que dicha hélice (3) está protegida por dicha jaula (4), en el que dicha hélice (3) es una hélice sin carenado; caracterizado porque: una o más superficies (15) en dicha jaula están situadas de tal manera que cuando el aire fluye sobre ellas se genera un par de compensación en una dirección opuesta a la del par (6) de la hélice, dicha jaula consiste básicamente en anillo (10) y brazos (11) principales, dichas superficies (15) están integradas en los brazos de dicha jaula (4) del paramotor, en el que los brazos (11) de dicha jaula se forman de un perfil asimétrico con un ángulo de ataque (15) distinto de cero o a partir de un perfil simétrico con un ángulo de ataque (14) distinto de cero.

Description

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DESCRIPCION
Paramotor con compensacion dinamica de par Campo tecnico
La invencion se refiere a la aviacion, especificamente a parapentes motorizados con paramotores como la unidad de potencia. Los parapentes motorizados utilizan alas infladas con aire para generar sustentacion y paramotores para generar empuje de propulsion. El paramotor es habitualmente un motor de combustion o electrico que acciona una helice. El paramotor se lanza habitualmente a pie (transportado en la espalda de los pilotos como una mochila) o construido como un triciclo de peso ligero con ruedas o esquies.
Tecnica antecedente
Independientemente de que motor (de combustion o electrico) se utilice para crear la potencia, cuando se transmite potencia a la helice esto provoca dos efectos:
1. empuje,
2. par.
El empuje es la potencia que empuja el paramotor hacia delante y permite que el parapente motorizado vuele e incluso ascienda.
El par implica la tercera ley de la fisica de Newton, que establece que para cada accion existe una reaccion igual y opuesta. Si la helice gira en el sentido contrahorario (5) visto desde detras de la helice, el efecto de par provoca el giro de la totalidad del paramotor en sentido horario (6). El giro del paramotor provoca una mayor carga (9) de los elevadores (7) derechos del parapente y menos carga en el lado izquierdo (8). Como resultado, el parapente motorizado gira a la derecha en lugar de volar en linea recta.
Independientemente de la eficiencia de la helice, siempre sera apreciable el efecto de par. Cuanto mas potente sea el paramotor y mas rapido gire la helice, mayor sera el efecto de par.
El efecto de par crece exponencialmente con la velocidad de giro de la helice.
Como el parapente motorizado tiene la tendencia a girar a la derecha, es mas dificil dirigirlo con precision. El parapente motorizado gira mucho mejor a la derecha que a la izquierda.
El siguiente texto de la descripcion de la patente se refiere a paramotores con helice que gira en sentido contrahorario y al efecto de par que provoca el giro a la derecha del parapente motorizado.
El texto se aplica del modo opuesto a un paramotor con una helice que gira en sentido horario. El principio de la innovacion es valido independientemente del sentido de giro de la helice.
Divulgacion de la invencion
Problema tecnico
Los paramotores conocidos en la actualidad utilizan desplazamiento de peso para compensar el efecto de par. Existen tres metodos de compensacion por desplazamiento de peso utilizados ampliamente:
1. Mover el centro de gravedad del paramotor hacia la izquierda. Mover el centro de gravedad se puede realizar mediante la colocacion asimetrica del motor, donde el motor, como la parte mas pesada del paramotor, se coloca a la izquierda visto desde atras, creando asi el momento contrahorario.
2. El otro metodo de desplazamiento de peso usado habitualmente es desplazar los mosquetones a la derecha. El elevador izquierdo esta asi mas proximo al centro de gravedad del paramotor y se carga mas que el elevador derecho. Una mayor carga de peso en el elevador izquierdo compensa el efecto de par que carga el elevador derecho.
3. Algunos paramotores utilizan una banda ajustable anti-par. Esta es una banda diagonal que conecta el extremo derecho inferior (alrededor de la rodilla derecha) del asiento con los elevadores izquierdos.
Esta banda es ajustable y acortar la banda transfiere parte del peso de la pierna derecha al elevador izquierdo. Esto provoca mas carga del elevador izquierdo como compensacion del efecto de par.
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Algunos paramotores combinan dos o todos los metodos anteriormente mencionados para conseguir una compensacion de par suficiente.
Los tres metodos anteriormente mencionados de compensacion de par tienen una caracteristica comun: la compensacion es fija. El desplazamiento de peso esta predefinido por la construccion del paramotor y el arnes (o por la longitud fijada de la banda anti-par).
Aunque el efecto de par crece con la potencia del paramotor (mas aceleracion = mas efecto de par), la compensacion por desplazamiento de peso permanece igual.
Ejemplos adicionales de compensacion de par se proporcionan por los documentos US 4.934.630 y US 5.620.153.
Un paramotor bien disenado esta equilibrado para vuelo horizontal, es decir, un motor de alcance medio y revoluciones de la helice necesarias para mantener un vuelo horizontal constante. Si los pilotos anaden mayor potencia en una curva o para ascender, el efecto de par crece exponencialmente, pero el peso/compensacion de desplazamiento permanece igual. El parapente motorizado girara a la derecha. Si los pilotos reducen la potencia al maximo, el efecto de par se reducira dramaticamente. La compensacion por desplazamiento de peso se vuelve inutil aunque esta presente todavia y el parapente comenzara a girar a la izquierda.
Lo mismo ocurre si el piloto utiliza, por ejemplo, un ala menor o cambia el perfil del ala (recorta algunas alas con geometria ajustable). Alas mas pequenas o alas recortadas vuelan mas rapido y necesitan mayor potencia para mantener un vuelo horizontal. Tal piloto experimental una tendencia a girar a la derecha incluso con un paramotor bien disenado, ya que vuela el paramotor a mas potencia de la que el disenador espera o utiliza como promedio.
Los sistemas de compensacion de par usados actualmente son por ello estaticos, fijados por el diseno a algunos motores y revoluciones de la helice. Si el motor funciona a menores o mayores revoluciones, la compensacion de par no es igual al par y el parapente motorizado es incapaz de volar en linea recta sin que el piloto mantenga la direccion.
Ademas, es mas facil girar el parapente motorizado en la direccion del par y mas dificil en la direccion opuesta al par de la helice.
Todos los metodos anteriormente mencionados de compensacion de par se aplican igualmente a paramotores con helices de giro horario respectivamente.
Solucion tecnica
La helice de giro rapido esta protegida mediante una jaula redonda por razones de seguridad. Existen diversos disenos de jaula, basicamente consistentes en anillo y brazos principales. Los paramotores producidos en la actualidad tienen jaulas fabricadas en su mayor parte de tubos (de aluminio o acero). Unos pocos de ellos utilizan algun tipo de perfil aerodinamico simetrico para reducir el frenado aerodinamico de la jaula.
El documento US 5.620.153 A muestra un ultraligero que tiene paletas axiales aguas arriba o aguas abajo de la helice carenada. De acuerdo con la figura 3, estas paletas son simetricas sin un angulo de ataque, o pueden ser ajustables.
Un paramotor con compensacion dinamica de par utiliza el aire que fluye a traves de la jaula (4) para generar una sustentacion rotacional (12) que compensa el efecto de par. Esto puede conseguirse utilizando superficies adecuadamente disenadas en la jaula y una adecuada eleccion de la direccion de los brazos (11).
Las superficies fabricadas de perfil aerodinamico asimetrico (13), perfiles simetricos (14) que tienen un angulo de ataque (17) distinto de cero generaran sustentacion cuando el aire fluya alrededor del mismo.
Las superficies de generacion de sustentacion colocadas en una posicion radial o sustancialmente radial desde el centro de giro de la helice al anillo (10) y conformadas para generar sustentacion en la misma direccion crearan conjuntamente un momento de giro opuesto al efecto de par. Una posicion perfectamente radial de las superficies de generacion de sustentacion generara los mejores resultados.
Cuantas mas superficies de generacion de sustentacion con perfil asimetrico y/o angulo de ataque distinto de cero se utilicen, mas fuerte sera el momento de giro.
Cuanto mas rapido gire la helice, mayor par se crea. Al mismo tiempo, una helice que gira mas rapido creara una mayor velocidad del aire que fluye a traves de la jaula e incrementara asi la fuerza de sustentacion rotacional de las superficies de generacion de sustentacion.
La compensacion de par es menor a bajas revoluciones de la helice y mayor a altas revoluciones de la helice.
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Mi investigacion muestra que es posible disenar los brazos en forma de perfil de sustentacion de modo que la sustentacion rotacional generada por los brazos crezca del mismo modo que el efecto de par cuando la helice gira mas rapido. Como resultado, la compensacion del par es igual o muy cercana al par a cualquier velocidad de giro de la helice.
La compensacion de par del paramotor inventado es por ello dinamica.
Efectos ventajosos
Un paramotor con compensacion dinamica de par es capaz de volar en linea recta o con una tendencia de giro minima sin intervencion del piloto y a cualquier velocidad de vuelo, es decir, con cualquier ajuste de recorte del parapente, con barra de velocidad o sin ella.
Un paramotor con compensacion dinamica de par es capaz de volar en linea recta o con una tendencia de giro minima sin intervencion del piloto tanto en vuelo horizontal como ascendiendo a toda potencia.
Un paramotor con compensacion dinamica de par es capaz de realizar giros cerrados utilizando toda la potencia a ambos lados por igual sin y su capacidad de giro no se ve afectada por el par de la helice.
Descripcion de los dibujos
El dibujo n° 1 muestra un paramotor que comprende un armazon 1, un arnes, un motor y una helice 3 que gira en una jaula 4. La jaula 4 comprende un anillo 10 y brazos 11.
El dibujo n° 2 muestra el efecto de par que provoca el giro 6 del paramotor y por tanto una carga 9 aumentada en uno de los elevadores 7, 8.
El dibujo n° 3 muestra superficies situadas radialmente 18 que generan sustentacion rotacional 12 cuando el aire fluye alrededor de las mismas.
El dibujo n° 4 muestra distintas superficies que generan sustentacion cuando el aire fluye alrededor de las mismas. Aplicacion industrial
Los ejemplos individuales son tan solo a efectos ilustrativos y la implementacion practica de la invencion no se limita a estos ejemplos.
Ejemplo 1: paramotor que comprende un armazon 1, arnes o asiento 2, motor y helice 3 que gira en una jaula 4. Los brazos 11 de la jaula 4 estan fabricados de perfiles que incorporan superficies de generacion de sustentacion. Los brazos 11 estan en (cerca de) una posicion radial, por tanto sus fuerzas de sustentacion combinadas generan un momento de giro para compensar el par de la helice.
Ejemplo 2 (no se encuentra dentro del ambito de las reivindicaciones):
Paramotor con una o mas formas (tales como aletas o alerones utilizados en aeroplanos con un angulo de ataque distinto de cero y/o perfil asimetrico) unido a una jaula normal. Tal construccion tendra el mismo efecto de compensacion dinamica de par aunque con un frenado aerodinamico probablemente mayor.
Ejemplo 3 (no se encuentra dentro del ambito de las reivindicaciones):
Paramotor con superficies de generacion de sustentacion tales como aletas y alerones unidas a la jaula con un angulo de ataque ajustable. El angulo de ataque puede ajustarse bien durante el vuelo o antes del despegue.
Ejemplo 4 (no se encuentra dentro del ambito de las reivindicaciones):
Paramotor con superficies de generacion de sustentacion, tales como aletas y alerones, unidas a la jaula con un angulo de ataque ajustable. Las aletas se conectan al cable del acelerador, por tanto el angulo de ataque se ajusta automaticamente con el movimiento de la palanca del acelerador. El piloto, al empujar el control de aceleracion, aumenta simultaneamente la potencia del motor y aumenta el angulo de ataque de las aletas.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Paramotor con compensacion dinamica de par que comprende: un armazon (1), un arnes o asiento (2), una unidad de potencia, una helice (3) que gira y una jaula (4);
    en el que dicha helice (3) esta protegida por dicha jaula (4),
    en el que dicha helice (3) es una helice sin carenado;
    caracterizado porque:
    una o mas superficies (15) en dicha jaula estan situadas de tal manera que cuando el aire fluye sobre ellas se genera un par de compensacion en una direccion opuesta a la del par (6) de la helice,
    dicha jaula consiste basicamente en anillo (10) y brazos (11) principales,
    dichas superficies (15) estan integradas en los brazos de dicha jaula (4) del paramotor, en el que los brazos (11) de dicha jaula se forman de un perfil asimetrico con un angulo de ataque (15) distinto de cero o a partir de un perfil simetrico con un angulo de ataque (14) distinto de cero.
  2. 2. El paramotor segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicha una o mas superficies (14, 15) se situan radialmente (18) o de modo sustancialmente radial con relacion a los ejes de giro de dicha helice.
  3. 3. El paramotor segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque dicha una o mas superficies (14, 15) estan adaptadas para generar sustentacion que a su vez genera dicho par de compensacion.
  4. 4. El paramotor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho paramotor o bien esta adaptado para lanzarse a pie o esta montado en un armazon con ruedas, esquies o pontones.
  5. 5. Metodo de compensacion dinamica de par para un paramotor que comprende un armazon (1), un arnes, una unidad de potencia, una helice que gira y una jaula, en el que dicha helice (3) esta protegida por dicha jaula (4), en el que dicha helice (3) es una helice sin carenado, caracterizado dicho metodo por las etapas de:
    permitir que el aire fluya sobre una o mas superficies (15) en dicha jaula, estando situadas dichas superficies de tal modo que se genere un par de compensacion en una direccion opuesta a aquella del par (6) de la helice, y consistiendo dicha jaula (4) basicamente en anillo (10) y brazos (11) principales, estando integradas dichas superficies (15) en los brazos de dicha jaula (4) del paramotor, en el que los brazos (11) de dicha jaula se forman a partir de perfiles asimetricos con angulo de ataque (15) distinto de cero o a partir de un perfil simetrico con un angulo de ataque (14) distinto de cero.
  6. 6. El metodo segun la reivindicacion 5, caracterizado porque dicha una o mas superficies (14, 15) se situan radialmente (18) o de modo sustancialmente radial con relacion al eje de giro de dicha helice.
  7. 7. El metodo segun las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque dicha una o mas superficies (14, 15) estan adaptadas para generar sustentacion que a su vez genera dicho par de compensacion.
  8. 8. El metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque dicho paramotor o bien esta adaptado para ser lanzado a pie o esta montado en un armazon con ruedas, esquies o pontones.
ES13792508.7T 2012-10-01 2013-09-26 Paramotor con compensación dinámica de par Active ES2607483T3 (es)

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