ES2633608B1 - Alas con arcos, y, tubos en la superficie inferior - Google Patents

Abstract

Las alas con arcos, y, tubos en la superficie inferior, constituyen una forma sencilla de aumentar la incidencia del aire contra las alas (2), o, más concretamente, contra los arcos (3) que les hemos añadido por debajo. Estos arcos (3) funcionarán como si hubiésemos aumentado la superficie alar, sin necesidad de alargar las alas (2), tanto a lo largo como a lo ancho.

Description

5

10

15

20

25

30

DESCRIPCIÓN

ALAS CON ARCOS, Y, TUBOS EN LA SUPERFICIE INFERIOR

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El principa] objetivo de la presente invención es el de aumentar la superficie alar, sin tener que añadir más alas, o, sin tener que alargarlas, tanto en su longitud, como en su anchura. Los arcos (3) presentan una mayor superficie interior que supone una mayor incidencia del aire del avance, lo que hará que funcionen como si se hubiese aumentado la superficie de las alas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Desconozco antecedentes de la presente invención en lo que se refiere a los arcos (3) situados en la base de las alas (2). Sí los hay en cuanto al diafragma (7) que estrecha el aire de salida de los tubos (5), que se hayan en el estado de la técnica, y, se pueden observar presentes, por ejemplo, en los reactores de los aviones y en los cohetes espaciales. En la presente invención, éste diafragma (7) es un elemento que se puede añadir o eliminar.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Las Alas con arcos, y, tubos en la superficie inferior, son alas (2) de avión (1) que tienen unos arcos (3) añadidos que pueden aumentar la superficie alar, sin modificar nada en las alas (2). Este aumento se produce al aumentar la superficie de incidencia del aire en contra del avance, contra las paredes curvadas del interior de los arcos (3). El avión (1) puede multiplicar sus alas (2) con arcos, tal como se puede observar en la figura n° 5, y, además, podrá llevar otra ala más añadida, en la que, se ponen tubos (5) en lugar de arcos (3). Estos tubos (5) tienen un tubo móvil (6-8) añadido en el extremo posterior, que tiene, también, un diafragma (7) que puede estrechar el espacio de salida del aire.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura n" 1. Vista frontal de un avión, en cuyas alas (2) y alerones posteriores (4) hemos puesto arcos (3) en la superficie inferior, la base del avión tiene unos tubos (5).

Figura n° 2\ Vista lateral de una representación del ala (2), que sirve para estudiar la masa de aire incidente que se produce con el avance del avión (1), que corresponde a la zona de la base de unas alas (2) Usas, desde su arista anterior inclinada hacia arriba, hasta su arista posterior, situada más abajo.

Figura n° 3: Vista lateral de una representación del ala (2), que nos sirve para estudiar la masa de aire incidente que se produce con el avance del avión (1), que corresponde a la zona de la base de las alas (2), desde su arista anterior inclinada hacia arriba, hasta su arista posterior, situada más abajo, cuando hemos añadido arcos (3). Se crean dos líneas horizontales de referencia, que corresponden a

5

10

15

20

25

30

las alas (2) y a los extremos inferiores de los arcos (3), lo que concentra mucho más la masa de aire incidente.

Figura n° 4: Vista frontal de un arco (3) en el que las líneas de aire inciden contra su superficie interior, formando ángulos distintos según el punto de incidencia.

Figura n° 5: Vista frontal de un avión (1) en el que hemos añadido dos alas más con arcos (3), y, otra ala con tubos (5) que tienen un diafragma móvil (6-8) en el extremo posterior

Figura n° 6: Vista lateral del diafragma móvil (6-8) que es un tubo añadido (6) en el extremo posterior del tubo (5) que puede pivotar sobre un tomillo (8) de manera que se puede mover hacia arriba. El tubo añadido (6), en ésta figura, se muestra en posición de avance.

Figura n° 7: Vista lateral del diafragma móvil (6-8) -o, tubo añadido (6) del extremo posterior del tubo (5)-, que ha pivotado sobre el tomillo (8), y, se ha elevado. El tubo añadido (6), en ésta figura, se muestra en posición de ascenso, y, el diafragma (7) ha estrechado aún más el espacio de salida del aire.

Figuras n° 1-7:

1) Avión

2) Alas

3) Arcos

4) Alerones posteriores

5) Tubos

6) Tubo añadido

7) Diafragma

8) Pivote

DESCRIPCIÓN DE UN MODO DE REALIZACIÓN PREFERIDO

Las Alas con arcos, y, tubos en la superficie inferior, están caracterizados por ser una forma de aumentar mucho más la superficie alar de un avión, sin que, en realidad, parezca que la hemos aumentado. Consiste en poner arcos (3) en la superficie inferior de las alas y de los alerones posteriores, -tal como se puede observar en la figura n° 1, con la abertura hacia abajo. Con ésta disposición de los arcos (3), aumentamos la superficie de ataque del aire en contra del avance, porque éste incidirá contra una superficie mucho mayor que si ésta superficie es lisa.

Para comprobar ésta afirmación, sólo tenemos que hallar la medida de ésta nueva superficie formada por los arcos. Suponemos que el avión tiene dos alas lisas que miden, cada una, (20) metros de largo y (3) metros de ancho. El total de superficie alar para éstas alas lisas, será de: (

5

10

15

20

25

20 • 3 =60 W )■ Y, como son dos alas, entonces: (2'60 ni = 120 ftr ). Sobre éstas alas lisas empujará hacia arriba el aire en contra del avance, determinando un valor de empuje vertical, que será proporcional a esa superficie alai’.

— Vamos a instalar, ahora, todos los arcos de la figura n° 1, en la cara inferior de las alas lisas anteriores. Vamos a suponer que el diámetro de éstos arcos es de (25) centímetros: {<f> — 0'25 m )

— Su semi-perimetro, será, entonces: (Per — 2 n R~ 2 Jt 0’12 = 0'78 m)

2 kR 2

078

2

= 0'39 m).

— Como se trata de unas alas de (20) metros de largo, en cada una de ellas, cabrán (100) arcos,

porque, en cada metro, pondremos (5) ancos: (20 5=100 AfC )

— Multiplicamos, ahora, el valor obtenido para el semi-perimetro de los arcos, por el número de

arcos de una sola ala, y, obtenemos: (0'39 100 Are = 39 m2).

— Y, como cada arco mide (3) metros de largo, aunque, en sentido transversal a las alas, -o sea, igual de largo que el ancho de las alas-, entonces: (3 39 m" =117 W ).

— Como el avión tiene dos alas, la superficie total de lodos los arcos situados en ellas, será de:

(2 117 m1 = 234 m2).

— Observamos, asi, que la superficie total de los arcos, es casi el doble que la superficie alar cuando

las alas son lisas o planas por la cara inferior: (234 ttt1 > 120 m2), (234 m2 *2 120 m2). De ésta manera, habremos casi-duplicado la superficie de ataque del aire en contra del avance, sin extender más las alas, y, sin añadir alas adicionales. Sólo la forma de la cara inferior de las mismas, será suficiente para que se produzca el milagro de la multiplicación de la superficie alar.

— El segundo problema de hoy se halla bien relacionado con el primero, y, se refiere a la masa de aire que incide contra las alas, tanto en el caso de que éstas alas sean lisas.., como en el caso de que tengan arcos, como las que hoy presento. Nos fijamos ahora en la figura n° 2 en la que vemos un ala lisa, que está inclinada hacia arriba por la arista anterior, tal como es habitual. La masa de aire que incidirá contra la cara inferior de ésta ala lisa, medirá, en altura, lo que nos indica la flecha doble vertical.

— Nos fijamos, ahora, en la figura n° 3, en la que he representado un ala que tiene arcos, a los que vemos, desde esa posición lateral, como otra línea paralela a la del ala inclinada.

5

10

15

20

25

30

Vemos, entonces, a la figura n° 2, a la que le añadimos los arcos en la figura n° 3. En ella habrá dos líneas horizontales virtuales, -o, dos lineas de puntos-, que definen la acumulación de la masa de aire que entrará y se concentrará en los arcos, desde la zona anterior de las alas que siempre están inclinadas hacia arriba, hasta la zona posterior que está inclinada hacia abajo. Si pensamos bien en lo que está sucediendo ahora, nos fijaremos en que, el aire en contra del avance, no sólo cubre una zona vertical que corresponde a la prolongación del ala inclinada, respecto de la línea de puntos que representa a la horizontal. Ahora, hemos añadido los arcos, que serian los que se hallarían entre la línea superior y la segunda línea, lo que nos ha obligado a poner dos líneas horizontales de referencia, o, dos líneas de puntos. Por lo tanto, ahora, la masa de aire incidente, casi se habrá duplicado respecto a la figura n° 3, lo que significa que, el aire se va a concentrar mucho más en los arcos, y, por lo tanto, empujará con mayor fuerza en sentido vertical, y, hacia arriba, lo que contribuirá a una mejor sustentación del avión.

— La importancia que tiene el haber estudiado la diferencia entre los dos tipos de alas, -las alas lisas, y, las que tienen arcos-, nos va a serv ir para comprender uno de los problemas que se presentan en éstos arcos. En la figura n° 5 se presenta uno de éstos arcos visto frontalmente, en el que el aire que entra en él, va a empujar en todas direcciones. El problema radica, ahora, en el hecho de que, éstas distintas direcciones de incidencia del aire contra las paredes interiores de los arcos, suponen un ángulo de ataque muy diferente en cada línea de fuerza del aire, lo que quiere decir que, cuanto mayor sea el ángulo que forma una línea cualquiera de aire, respecto de la vertical, menor será la fuerza de su empuje hacia arriba, porque, como sabemos desde newton, toda fuerza que forma un determinado ángulo, que se aleja de la línea en la que se ejerce la fuerza, irá reduciendo su valor en proporción directa con el coseno de dicho ángulo. En éste sentido, todo el aumento de la superficie alar que hemos conseguido con éstos arcos, no nos serviría para nada, porque, el aumento de la superficie alar, se compensaría con la reducción de la fuerza del aire en contra del avance, al incidir contra esa superficie alar que forma arcos, reducción causada por el ángulo de incidencia sobre las paredes interiores de los arcos.

— Hemos de recuperar ahora el sentido de las dos figuras anteriores, n° 2 y 3, porque, en ellas se halla la clave que nos puede hacer comprender que la invención de éstos arcos servirá bien para lo que pretende servir. El problema del aumento de la masa de aire incidente contra los arcos, es el que determina que, éste aire, adquiere ahora una concentración mucho mayor, que aumenta el empuje hacia arriba, de manera que compensará bien la reducción de la fuerza del aire incidente causada por el aumento del ángulo de ataque.

5

10

15

20

25

30

He aquí cómo se resuelve la cuestión de la reducción de la fuerza causada por el ángulo de ataque. Por lo tanto, el haber duplicado la superficie alar, si que va a servir para algo, de manera que la sustentación va a aumentar mucho más porque la masa de aire que ataca a los arcos, se ha duplicado. La reducción del empuje causada por el ángulo de ataque, sólo podría reducir hasta la mitad la fuerza aumentada por la duplicación de la superficie alar, porque, en esa mitad, sería en donde se igualaría con la fuerza del aire cuando se trata de alas lisas. Obviamente, si hemos duplicado la superficie alar, la fuerza de sustentación se habrá duplicado también, de manera que si, ahora, el ángulo de ataque del aire contra la cara interior de los arcos, redujese la fuerza de sustentación, obviamente, ésta reducción sólo se ejercería hasta la mitad. Por lo tanto, como sabemos que la masa del aire de ataque, se ha duplicado también, será esta duplicación la que vaya a recuperar la mitad de la fuerza de sustentación perdida por el ángulo de ataque, con lo que valdrá, entonces, la duplicación de la superficie alar, y, valdrán también éstos arcos.

— En la figura n° 5 he duplicado las alas con arcos, y, he añadido una tercera ala con tubos longitudinales (5), que se extienden, también transversal mente, a lo largo de las alas. Con éstos tubos, la concentración del aire en contra del avance, aún será mucho mayor que cuando solo hay dos alas con arcos, lo que empujará al avión hacia arriba con mucha mayor fuerza.

— Los tubos inferiores (5) estarán inclinados hacia aniba por el extremo anterior, y, hacia abajo por el extremo posterior. Estos tubos inferiores (5), además, tendrán un tubo móvil (6) añadido, -figura n° 6-, que se inclinará hacia arriba por el extremo posterior, de manera que empujarán la cola del avión hacia abajo, haciendo que el avión se eleve por la proa. Para evitamos tener que poner unos alerones en la zona posterior de los tubos anti-caída, se me ocurre poner un extremo que se mueve y que puede pivotar sobre un tomillo (8). En la figura n° 6, el extremo del tubo (5), tiene un tubo añadido (6) que pivota sobre un tomillo (8). En ésta figura, la posición del tubo añadido es coherente con el avance rectilíneo del avión. Obsérvese que, por la zona inferior, el tubo añadido (6) es más largo que en la zona superior. Ésta prolongación servirá para que el aire no se salga de! tubo de la izquierda, y, pueda seguir empujando cuando el tubo añadido (6) se mueva hacia arriba.

En la figura n° 7, el tubo añadido (6) habrá ascendido de manera que, ahora, el aire encuentra una zona menor de salida que antes, lo que aumentará su fuerza y su empuje, a lo que se añade el hecho de que el diafragma (7) se ha comprimido y aún ha estrechado más la salida del aire. Además, el aire, ahora empujará hacia abajo al tubo añadido (6) que se ha elevado, y, como se encuentra en la cola del avión, hará que éste se eleve por la proa.

— Las ventajas del aumento de la superficie alar o de una mejor sustentación, son que, el avión tendrá auténticos problemas para caer, lo que aumenta la seguridad del pasaje. Además, los motores,

al empujar hacia delante, no tendrán que vencer la fuerza del peso que empuja hacia abajo, cual, con mucha menos fuerza de empuje, conseguiremos las mismas prestaciones.., o, la velocidad que con unas alas lisas, lo que supone un buen ahorro de combustible, y, un mantenimiento, en buenas condiciones, de los motores.

con lo misma mejor

Claims (1)

1. ES 2 633 608 A1

   REIVINDICACIONES

   I) Alas con arcos, y, tubos en la superficie inferior, caracterizados por ser alas (2) de avión (1) que tienen unos arcos (3) añadidos en la base, que aumentan la superficie alar, sin tener que modificar nada en las alas (2). El avión (1) puede poner dos alas (2) con arcos, y, además, llevará una tercera 5 ala añadida, en la que, se ponen tubos (5) en lugar de arcos (3). Éstos tubos (5) tienen un tubo móvil

   (6-8) añadido en el extremo posterior, que tiene, también, un diafragma (7) que puede estrechar el espacio de salida del aire.