ITTO20100702A1 - Gruppo di propulsione e trasmissione del moto, particolarmente per un velivolo ad ala rotante - Google Patents

Gruppo di propulsione e trasmissione del moto, particolarmente per un velivolo ad ala rotante Download PDF

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ITTO20100702A1
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Description

“Gruppo di propulsione e trasmissione del moto, particolarmente per un velivolo ad ala rotanteâ€
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce ai sistemi di propulsione e di trasmissione del moto, particolarmente per velivoli ad ala rotante e per la trasmissione del moto a uno o più rotori su di essi installati.
Descrizione della tecnica nota e problema tecnico generale
I velivoli ad ala rotante trovano impiego in diverse applicazioni civili e militari per la loro grande versatilità e per la loro capacità di compiere manovre altrimenti impossibili con velivoli ad ala fissa.
Nel campo tecnico del volo ad ala rotante, la scelta più comune per i gruppi di propulsione e trasmissione del moto à ̈ quella dell'adozione di una macchina a fluido, ad esempio un motore alternativo a combustione interna o una turbina a gas, accoppiata a una trasmissione meccanica connessa a un rotore.
Tuttavia, specialmente nei velivoli in cui la propulsione à ̈ affidata a una singola turbina a gas, qualora questa cessi di funzionare a causa di un guasto, la conseguente rapida discesa verso il suolo del velivolo à ̈ governabile unicamente grazie all’autorotazione del rotore.
Per garantire la sicurezza e l’incolumità degli occupanti del velivolo anche in caso di avaria, i gruppi di propulsione comprendono generalmente due o più unità motrici connesse al rotore, la cui potenza à ̈ sovradimensionata rispetto alle esigenze del volo normale in modo che, in caso di avaria di una di esse, l’unità motrice ancora funzionante sia in grado di mantenere il velivolo in volo sopperendo alla mancata erogazione di potenza da parte dell’unità motrice guasta.
Non sempre à ̈ però possibile disporre di un gruppo di propulsione ridondante, poiché su molti velivoli per ragioni legate alla riduzione della massa e alle dimensioni à ̈ generalmente impossibile installare più di una unità motrice. In questo caso, nell’eventualità di un’avaria l’unica possibilità di governo del velivolo à ̈, come accennato, dipendente dall’autorotazione del rotore. Per tale ragione, infatti, il sorvolo dei centri abitati con elicotteri mono-turbina à ̈ vietato da normative specifiche.
Nel caso in cui, inoltre, il velivolo ad ala rotante sia non un elicottero di tipo tradizionale ma un veicolo dotato di ruote per l'avanzamento sul terreno e al quale à ̈ stato applicato un modulo di volo (veicoli di questo tipo sono noti, ad esempio, dai documenti GB-A-908691 e GB-A-938686), à ̈ evidente che, in aggiunta alle esigenze di ridondanza tipiche di qualunque applicazione aeronautica, l'esigenza di contenere i pesi e di realizzare un sistema che sia quanto più possibile compatto e facilmente installabile assume importanza ancora maggiore.
Non va inoltre dimenticato che la scelta oggi comune alla quasi totalità dei velivoli ad ala rotante à ̈ quella dell’adozione di turbine a gas quali unità motrici, il che comporta una ben nota serie di problemi nella regolazione . In generale, a causa della difficoltà di regolazione delle turbine a gas, la variazione della portanza delle pale del rotore à ̈ generalmente ottenuta mediante variazione del passo collettivo piuttosto che tramite variazione del numero di giri della turbina (o delle turbine), che sostanzialmente lavorano a numero di giri fisso.
Questo pone un vincolo alla velocità massima di traslazione del velivolo, poiché, come noto al tecnico del ramo, in condizioni di deflusso transonico della corrente fluida rispetto alla pala si verificano pericolosi fenomeni vibrazionali (flutter transonico). Siccome la velocità relativa fra la corrente fluida e la pala in un punto della pala stessa à ̈ pari alla somma vettoriale della velocità tangenziale della pala dovuta al moto di rotazione e della velocità di traslazione del velivolo, à ̈ evidente che il punto più critico à ̈ la periferia della pala, particolarmente in una posizione in cui le due velocità sopra menzionate hanno vettori paralleli ed equiversi.
Infatti, mentre la velocità di traslazione à ̈ uniforme sull’intero rotore, la velocità tangenziale à ̈ massima alla periferia della pala essendo questa a distanza massima dall’asse di rotazione del rotore. La velocità limite di traslazione del velivolo à ̈ quella per la quale il deflusso alla periferia della pala avviene in condizioni al limite del regime transonico, in particolare a Mach 0.9 (circa).
In aggiunta, una trasmissione di tipo meccanico interposta fra una o più turbine a gas e il rotore comporta inevitabilmente lo svantaggio dell’accoppiamento dinamico con i rotori, il che implica che tutti i moti armonici dei rotori si traducano in analoghe oscillazioni nel funzionamento della trasmissione e della turbina a gas stessa (o delle turbine a gas, se più di una), con evidenti irregolarità di funzionamento che, se non contrastate, possono portare a usura prematura dei componenti.
Scopo dell'invenzione
Lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare i problemi tecnici precedentemente descritti. In particolare, lo scopo dell'invenzione à ̈ quello di fornire un gruppo di propulsione e trasmissione del moto per un velivolo ad ala rotante in grado di mantenere la propria funzionalità anche a seguito di un'avaria, con massa e ingombro ridotti e in grado, a parità di potenza installata, di permettere velocità di traslazione più elevate rispetto ai sistemi noti. Scopo della presente invenzione à ̈ inoltre quello di fornire un gruppo di propulsione e trasmissione del moto per un velivolo ad ala rotante che consenta di variare con facilità la velocità di rotazione di uno o più rotori di detto velivolo.
Sommario dell'invenzione
Lo scopo della presente invenzione à ̈ raggiunto da un gruppo di propulsione e trasmissione del moto avente le caratteristiche formanti oggetto di una o più delle rivendicazioni che seguono, le quali formano parte integrante dell'insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all'invenzione.
Breve descrizione dei disegni
L'invenzione sarà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica di un gruppo di propulsione e trasmissione del moto secondo la presente invenzione,
- la figura 2 Ã ̈ una vista schematica parzialmente sezionata corrispondente, indifferentemente, a un primo assieme funzionale del gruppo di figura 1 (traccia IIA-IIA) e a un secondo assieme funzionale del gruppo di figura 1 (traccia IIB-IIB), e
- la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica di un gruppo rotorico di un velivolo ad ala rotante impiegante il gruppo di propulsione e trasmissione del moto di figura 1.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
In figura 1 Ã ̈ indicato con 1 un gruppo di propulsione e trasmissione del moto secondo l'invenzione. Il gruppo 1 comprende un primo e un secondo gruppo motoriduttore 2, 4 identici fra loro.
Il gruppo motoriduttore 2 comprende un primo differenziale 6 meccanico preferibilmente di tipo “aperto†(c.d. differenziale “open†) comprendente un primo e un secondo albero d'ingresso 8, 10 fra loro coassiali e coassiali rispetto a un primo asse di rotazione X2, attorno al quale essi sono girevoli, e un albero di uscita 12 girevole attorno e coassiale a un secondo asse di rotazione Z2 ortogonale all’asse X2 e ortogonale rispetto agli alberi di ingresso 8, 10.
Al primo e al secondo albero di ingresso 8, 10 sono connessi, rispettivamente, un primo e un secondo motore elettrico 14, 16 identici e coassiali fra loro e rispetto all’asse X2.
Per la descrizione che segue si faccia riferimento alla figura 2, in cui i riferimenti comprendono coppie di numeri separati da una virgola. In ciascuna coppia il numero di riferimento a sinistra della virgola à ̈ associato al gruppo motoriduttore 2, mentre, come risulterà chiaro nel seguito, il numero a destra della virgola à ̈ associato al gruppo motoriduttore 4 e i componenti indicati da numeri della medesima coppia sono identici fra loro.
Il differenziale 6 comprende, inoltre,:
- un primo corpo SH1 attraversato dagli alberi di ingresso 8, 10,
- una prima e una seconda ruota solare S1, S2 connesse in rotazione, rispettivamente, agli alberi di ingresso 8, 10, e ingrananti con una prima e una seconda ruota satellite P1, P2,
- un primo alberino PS1 che sopporta in modo girevole le ruote satellite P1, P2 (montate folli su di esso),
- un primo portatreno PC1 all’interno del quale si trovano l’alberino PS1 e le ruote P1, P2, S1, S2, e
- una prima corona C1 a dentatura conica fissata al portatreno PC1.
Tutte le ruote P1, P2, S1, S2 hanno, in questa forma di esecuzione, dentatura conica. È possibile naturalmente prevedere l’utilizzo, in altre forme di esecuzione, di differenziali a ruote cilindriche.
L’alberino PS1 può essere equivalentemente sostituito da due alberini separati, uno per ogni ruota satellite P1, P2.
La corona C1 ha dentatura conica e ingrana con una prima ruota dentata W1 a dentatura conica, interna al corpo SH1 e connessa in rotazione all’albero di uscita 12 che attraversa il corpo SH1 stesso.
All'albero di uscita 12 à ̈ connessa in rotazione una prima puleggia motrice 18, girevole attorno all’asse Z2, e a sua volta connessa in rotazione, mediante una prima cinghia di trasmissione 20, a una prima puleggia condotta 22, girevole attorno a un asse ZCparallelo all'asse Z2. Con riferimento alle figure 2, 3, la puleggia condotta 22 à ̈ predisposta per la connessione in rotazione a un primo rotore 23 di un velivolo ad ala rotante mediante un primo albero di trasmissione 23A coassiale all’asse ZC.
La puleggia condotta 22 ha di preferenza diametro sensibilmente maggiore rispetto alla puleggia motrice 18. Si apprezzerà, peraltro, che le pulegge 18, 22 e la cinghia 20 realizzano una trasmissione meccanica che può essere sostituita da un qualunque equivalente, ad esempio una trasmissione a ingranaggi o una trasmissione a catena.
Il secondo gruppo motoriduttore 4 à ̈ completamente identico al gruppo motoriduttore 2 e comprende un secondo differenziale 24 di tipo meccanico e preferibilmente aperto identico al differenziale 6 e includente un terzo e un quarto albero d’ingresso 26, 28 coassiali fra loro e rispetto a un terzo asse di rotazione X4 (attorno al quale sono girevoli), di preferenza parallelo all'asse di rotazione X2, e un secondo albero di uscita 30 girevole attorno e coassiale a un quarto asse di rotazione Z4 ortogonale all’asse X4 e parallelo all’asse Z2. Con riferimento nuovamente alla figura 2, in modo analogo al differenziale 6 il differenziale 24 comprende:
- un secondo corpo SH2 attraversato dagli alberi di ingresso 26, 28,
- una terza e una quarta ruota solare S3, S4 connesse in rotazione, rispettivamente, agli alberi di ingresso 26, 28, e ingrananti con una terza e una quarta ruota satellite P3, P4,
- un secondo alberino PS2 che sopporta in modo girevole le ruote satelliti P3, P4 (montate folli su di esso),
- un secondo portatreno PC2 all’interno del quale si trovano l’alberino PS2 e le ruote P3, P4, S3, S4, e
- una seconda corona C2 a dentatura conica fissata al portatreno PC2.
La corona C2 ingrana con una ruota dentata W2, pure a dentatura conica, interna al corpo SH2 e connessa in rotazione all’albero di uscita 30 che attraversa il corpo SH2 stesso.
Agli alberi d’ingresso 26, 28 sono connessi, rispettivamente, un terzo e un quarto motore elettrico 32, 34 identici fra loro e rispetto ai motori 14, 16. I motori elettrici 32, 34 sono coassiali fra loro e rispetto all’asse X4.
All'albero di uscita 30 à ̈ inoltre connessa in rotazione una seconda puleggia motrice 36 girevole attorno all’asse Z4 e connessa in rotazione, mediante una seconda cinghia 38, a una seconda puleggia condotta 40, in questa forma di esecuzione identica e disposta coassialmente rispetto alla puleggia condotta 22. La seconda puleggia condotta 40 à ̈ predisposta per la connessione in rotazione a un secondo rotore 41 del velivolo ad ala rotante mediante un secondo albero di trasmissione 41A, cavo, e al cui interno à ̈ disposto il primo albero di trasmissione 23A.
Il primo rotore 23 à ̈ operativamente connesso a un dispositivo per la variazione del passo ciclico globalmente indicato con 42, da considerarsi di tipo convenzionale e che pertanto non necessita di descrizione dettagliata in questa sede. Il secondo rotore 41 à ̈ operativamente connesso a una barra stabilizzatrice 44 anch'essa di tipo convenzionale e la cui struttura à ̈ nota al tecnico del ramo.
Il complesso di gruppi motoriduttori 2, 4 accoppiati ai rispettivi rotori 23, 41 definisce così un gruppo rotorico di un velivolo ad ala rotante (figura 3).
Il funzionamento di ciascun gruppo motoriduttore 2, 4, e del gruppo 1 Ã ̈ il seguente.
Considerando il gruppo motoriduttore 2 (il funzionamento del gruppo motoriduttore 4 à ̈ perfettamente identico e la descrizione che segue si applica anche ai componenti corrispondenti del gruppo motoriduttore 4), ciascuno dei motori 14, 16 trasferisce potenza meccanica al differenziale 6 mediante gli alberi d’ingresso 8, 10. Da questi, la potenza meccanica viene trasferita alle ruote solari S1, S2, quindi alle ruote satelliti P1, P2 e al portatreno PC1, dal quale viene trasferita all'albero di uscita 12 e alla puleggia 18 mediante la corona C1 e la ruota dentata W1.
Da quest’ultima, mediante la cinghia 20, viene trasmesso un moto di rotazione alla puleggia condotta 22 e da questa al rotore 23. Il rotore 23 à ̈ quindi azionato in rotazione dai due motori elettrici 14, 16 in condizioni di funzionamento normali.
Il gruppo motoriduttore 2 à ̈ intrinsecamente ridondante, poiché nel caso di avaria di uno dei motori 14, 16 à ̈ possibile comunque la trasmissione di potenza alla puleggia 22. Infatti, supponendo che il motore 14 sia in condizioni di avaria e cessi la trasmissione di potenza al differenziale 6 e al rotore 23 a causa di un guasto, il motore 16 può continuare a erogare potenza tramite l'albero d’ingresso 10 ad esso connesso, e per di più grazie al differenziale 6 non deve provvedere al trascinamento del motore 14 in avaria.
Infatti la ruota solare S1 connessa al motore 14 rimane ferma, mentre le ruote satelliti P1, P2 vengono trascinate in rotazione attorno al proprio asse e anche attorno all’asse di rotazione della ruota solare S1 (coincidente con l’asse X2) dal motore 16 tramite la ruota solare S2, mantenendo comunque in rotazione il portatreno PC1, l'albero di uscita 12 e il rotore 23.
Si osservi che, affinché si realizzi quanto sopra descritto, il differenziale 6 deve essere di tipo aperto, poiché un differenziale autobloccante, seppur con un rapporto di bloccaggio minimo, forzerebbe il motore ancora funzionante al trascinamento del motore in avaria.
Naturalmente ciò si applica in modo identico nel caso di avaria al motore 16, come pure si applica al gruppo motoriduttore 4, essendo i gruppi motoriduttori 2, 4 identici strutturalmente e funzionalmente.
Inoltre, la taglia di ciascun motore elettrico 14, 16 e 32, 34 à ̈ scelta in modo tale che esso funzioni al 50% della propria potenza massima quando il corrispondente gruppo motoriduttore 2, 4 non à ̈ in condizioni di avaria. In caso di guasto, ad esempio, del motore elettrico 14 e/o del motore elettrico 32 à ̈ sufficiente portare il motore elettrico 16 e/o, corrispondentemente, 34 ancora in funzione al massimo della potenza da esso erogabile per rendere sostanzialmente nullo l'impatto dell’avaria sul funzionamento del gruppo 1.
Sostanzialmente ciascun motore elettrico di ciascun gruppo motoriduttore 2, 4 à ̈ scelto in modo che esso sviluppi una potenza massima sostanzialmente pari al doppio di quella richiesta per l’azionamento in rotazione di un carico collegato al corrispondente gruppo motoriduttore, particolarmente il primo e il secondo rotore 23, 41.
Mediante i gruppi motoriduttori 2, 4 i rotori 23, 41 vengono azionati in rotazione in versi opposti l'uno rispetto all'altro. Ciò, evidentemente, per annullare la coppia di reazione sul telaio del velivolo ad ala rotante sul quale il gruppo 1 à ̈ installato.
Sfruttando le caratteristiche di ridondanza e di comportamento in avaria dei gruppi motoriduttori 2, 4 precedentemente descritte, à ̈ evidente che il velivolo sul quale à ̈ installato il gruppo 1 à ̈ in grado di volare in totale sicurezza anche in caso di avaria di un motore elettrico per ciascun gruppo motoriduttore 2, 4. Quindi il velivolo può volare in sicurezza avendo un massimo di due motori elettrici in avaria, a condizione che essi appartengano a gruppi motoriduttori diversi. In altre parole, il gruppo 1 può funzionare anche con il solo apporto di due motori elettrici dei quattro installati, purché i due motori guasti (o, equivalentemente, i due motori elettrici funzionanti) non siano connessi al medesimo differenziale e quindi al medesimo rotore.
Inoltre, a differenza dei normali gruppi di propulsione e trasmissione del moto nei quali l'azionamento viene realizzato mediante un motore termico alternativo o mediante una turbina a gas, in cui la variazione del numero di giri à ̈ un'operazione difficoltosa e non priva di rischi, in questo caso à ̈ possibile variare il numero di giri di ciascun rotore 23, 41 in modo completamente indipendente e semplicemente agendo sulla tensione di alimentazione dei motori elettrici 14, 16 e 32, 34.
Tale possibilità di variazione del numero di giri consente di rinunciare all'adozione di un comando meccanico per la variazione del passo collettivo dei rotori 23, 41, poiché l'effetto della variazione del passo collettivo viene ottenuto semplicemente variando il numero di giri di ciascun rotore.
Inoltre, la flessibilità consentita dalla regolazione in tensione dei motori elettrici 14, 16 e 32, 34, consente di ridurre la velocità di rotazione dei rotori 23, 41 durante il volo, il che a sua volta consente di aumentare la velocità di traslazione del velivolo.
Infatti, la velocità del fluido rispetto alle pale di ciascun rotore dipende sostanzialmente dalla velocità periferica dei punti delle pale stesse, alla quale va sommata la velocità di trascinamento dovuta al moto di avanzamento del velivolo in aria. Come precedentemente descritto, quando la velocità assoluta della pala rispetto al fluido in cui à ̈ immersa raggiunge condizioni critiche, ossia condizioni corrispondenti a quelle di deflusso sonico, si verifica una brusca perdita di portanza con l’insorgenza di flutter transonico, che risulta essere una condizione molto pericolosa per la stabilità e per la sicurezza del volo del velivolo. Riducendo invece la velocità di rotazione dei rotori 23, 41 si riduce la componente di velocità periferica delle pale allontanandosi quindi dal regime di deflusso sonico precedentemente descritto.
L’utilizzo del gruppo 1 per l'azionamento dei rotori 23, 41 presenta inoltre un ulteriore vantaggio dal punto di vista della controllabilità del velivolo e della stabilità dei parametri di volo. In particolare, a differenza dei sistemi alimentati mediante combustibile (ad esempio i succitati motori termici alternativi e le turbine a gas), il gruppo 1 viene alimentato mediante un gruppo di batterie le quali evidentemente non variano la propria massa durante l'esercizio. Si ha dunque il vantaggio di poter disporre di un sistema a massa sostanzialmente costante, il che consente di volare con i medesimi parametri durante l'intero trasferimento.
L'utilizzo di differenziali meccanici per la trasmissione del moto dai motori 14, 16 e 32, 34 ai rotori, rispettivamente, 23 e 41 consente inoltre di disaccoppiare i moti armonici propri delle pale dei rotori rispetto al moto dei motori elettrici, poiché le eventuali oscillazioni trasmesse lungo gli alberi di trasmissione 23A, 41A vengono sostanzialmente "filtrate" dai differenziali 6, 24 mediante leggere rotazioni delle ruote satelliti P1, P2 e P3, P4 rispetto alle corrispondenti ruote solari S1, S2 e S3, S4 connesse ai motori elettrici 14, 16 e 32, 34.
Il gruppo 1 secondo l'invenzione à ̈ estremamente compatto, a parità di prestazioni, rispetto ad analoghi sistemi basati su trazione termica con trasmissione meccanica o idrostatica. Rispetto a questi ultimi, nei quali solitamente le pressioni del fluido di lavoro sono nell'ordine delle centinaia di bar, il gruppo 1 à ̈ intrinsecamente più sicuro in quanto privo del rischio di cedimento di una o più delle tubazioni all'interno del quale scorre fluido altamente pressurizzato.
Il gruppo 1 à ̈ inoltre applicabile indifferentemente a una pluralità di velivoli, intendendo con tale termine designare un qualunque veicolo atto al movimento in aria, ivi inclusi i veicoli destinati prevalentemente all'utilizzo stradale sul quale viene installato un modulo di volo. In quest'ultima applicazione, in cui gli spazi disponibili per l'installazione di un gruppo di propulsione e trasmissione del moto sono notevolmente più ridotti rispetto a quelli normalmente disponibili su un veicolo pensato per il solo movimento in aria, la notevole compattezza del gruppo 1 contribuisce a una più facile installazione.
Si apprezzerà inoltre che, mentre nella forma di esecuzione illustrata il gruppo di propulsione e trasmissione del moto 1 à ̈ predisposto per l’azionamento di rotori coassiali e distinti, ciascuno dei gruppi motoriduttori 2, 4 del gruppo 1 può essere predisposto per l’azionamento in rotazione di un medesimo (e unico) rotore, ad esempio in un velivolo ad ala rotante con un unico rotore principale e rotore di coda o può anche esser predisposto per l’installazione su un velivolo a doppio rotore non coassiale.
Si apprezzerà inoltre che ciascun gruppo motoriduttore 2, 4 può essere impiegato anche singolarmente come dispositivo indipendente in veicoli con un solo rotore principale, poiché à ̈ intrinsecamente ridondante, come precedentemente descritto.
Si osservi, infatti, che non vi à ̈ alcuna forma di cooperazione fra i gruppi motoriduttori 2, 4 il che sostanzialmente non limita l’applicazione a un gruppo di propulsione e trasmissione del moto che preveda il loro abbinamento.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variate rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, così come definite dalle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di propulsione e trasmissione del moto (1), particolarmente per un velivolo ad ala rotante, caratterizzato dal fatto che comprende: un primo gruppo motoriduttore (2) un secondo gruppo motoriduttore (4), in cui detti primo e secondo gruppo motoriduttore (2, 4) sono predisposti per l’azionamento in rotazione di almeno un rotore di un velivolo ad ala rotante, in cui ciascuno di detti primo e secondo gruppo motoriduttore (2; 4) comprende: - un differenziale meccanico(6; 24) includente un primo e un secondo albero di ingresso (8,10; 26, 28) e un albero di uscita (12; 30), - un primo e un secondo motore elettrico (14, 16; 32, 34) connessi, rispettivamente, a detti primo e secondo albero di ingresso (8, 10; 26, 28), l’albero di uscita (12; 30) di ciascun gruppo motoriduttore (2, 4) essendo predisposto per la connessione in rotazione a un rotore (23, 41) di un velivolo ad ala rotante.
  2. 2. Gruppo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il differenziale meccanico (6; 24) di ciascuno di detti primo e secondo gruppo motoriduttore (2, 4) Ã ̈ un differenziale di tipo aperto.
  3. 3. Gruppo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il differenziale meccanico (6; 24) di ciascuno di detti primo e secondo gruppo motoriduttore (2, 4) comprende: -una prima ruota solare (S1; S3) connessa a detto primo albero di ingresso (8; 26) e una seconda ruota solare (S2; S4) connessa a detto secondo albero di ingresso (10; - una prima e una seconda ruota satellite (P1, P2; P3, P4) ingrananti con dette prima e seconda ruota solare (S1, S2; S3, S4) e sopportate in modo girevole in un portatreno (PC1; PC2), - una corona (C1; C2) fissata a detto portatreno (PC1; PC2) e ingranante con una ruota dentata (W1; W2) connessa in rotazione a detto albero di uscita (12; 30).
  4. 4. Gruppo (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il primo e il secondo albero di ingresso (8, 10; 26, 28) di ciascun differenziale meccanico (6, 24) sono coassiali fra loro e rispetto a un primo asse di rotazione (X2, X4) attorno al quale essi sono girevoli e dal fatto che l’albero di uscita (12; 30) di ciascun differenziale meccanico (6; 24) à ̈ coassiale rispetto a un secondo asse di rotazione (Z2; Z4), attorno al quale detto albero di uscita (12; 30) à ̈ girevole, ortogonale rispetto a detto primo asse di rotazione (X2; X4)
  5. 5. Gruppo (1) secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detta corona (C1; C2) e detta ruota dentata (W1; W2) hanno dentatura conica.
  6. 6. Gruppo (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il primo e il secondo motore elettrico (14, 16; 32, 34) di ciascun gruppo motoriduttore (2, 4) sono coassiali fra loro e rispetto a detto primo asse di rotazione (X2; X4).
  7. 7. Gruppo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che all’albero di uscita (12; 30) di ciascun differenziale meccanico (6, 24) é connessa in rotazione una puleggia motrice (18; 36), detta puleggia motrice (18; 36) essendo a sua volta connessa in rotazione, mediante una cinghia di trasmissione (20; 38), a una puleggia condotta (22; 40) predisposta per la connessione in rotazione a un rotore (23; 41) di un velivolo ad ala rotante.
  8. 8. Gruppo (1) secondo la rivendicazione 1 o 7, caratterizzato dal fatto che detto primo gruppo motoriduttore (2) à ̈ predisposto per l’azionamento di un primo rotore (23) di un velivolo ad ala rotante e dal fatto che detto secondo gruppo motoriduttore (4) à ̈ predisposto per l’azionamento di un secondo rotore (41) di detto velivolo ad ala rotante.
  9. 9. Gruppo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascun motore elettrico (14, 16; 32, 34) di ognuno di detti primo e secondo gruppo motoriduttore (2, 4) ha una potenza massima pari al doppio della potenza richiesta per l’azionamento in rotazione di un carico, particolarmente un rotore (23, 41) di un velivolo ad ala rotante, collegato al corrispondente gruppo motoriduttore (2, 4).
  10. 10. Velivolo ad ala rotante, caratterizzato dal fatto che comprende un gruppo di propulsione e trasmissione del moto (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9.
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RU2013111784/11A RU2568154C2 (ru) 2010-08-16 2011-07-19 Двигательная и передающая движение сборка, в частности, для винтокрылых летательных аппаратов
EP11749919.4A EP2605963B1 (en) 2010-08-16 2011-07-19 A propulsion and motion-transmission assembly, in particular for a rotary-wing aircraft
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BR112013002382A BR112013002382A2 (pt) 2010-08-16 2011-07-19 unidade de transmissão de propulsão e movimento, em particular para uma aeronave de asa giratória
US13/817,424 US9156562B2 (en) 2010-08-16 2011-07-19 Propulsion and motion-transmission assembly, in particular for a rotary-wing aircraft
CN201180039542.4A CN103097243B (zh) 2010-08-16 2011-07-19 尤其用于旋翼飞机的推进和运动传递组件

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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9384668B2 (en) 2012-05-09 2016-07-05 Singularity University Transportation using network of unmanned aerial vehicles
IL231617A (en) * 2014-03-20 2016-09-29 Yefim Kereth Central planetary belt transmission
WO2015183711A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 Sikorsky Aircraft Corporation Transmission for coaxial multi-rotor system
IL233942B (en) 2014-08-04 2020-01-30 Israel Aerospace Ind Ltd Assembly of the drive system
WO2016049030A1 (en) * 2014-09-23 2016-03-31 Sikorsky Aircraft Corporation Hybrid contingency power drive system
CN104896049B (zh) * 2015-05-26 2017-03-22 吉林大学 微型双动力飞行器轴承减速装置
EP4001111A3 (en) * 2015-11-10 2022-08-17 Matternet, Inc. Methods and system for transportation using unmanned aerial vehicles
DE102015226836A1 (de) * 2015-12-30 2017-07-06 Siemens Aktiengesellschaft Redundantes, elektrisches Antriebssystem zum Antreiben eines Vortriebsmittels eines Luftfahrzeugs und Verfahren zum Antreiben des Vortriebsmittels
CN107235143B (zh) * 2016-03-28 2024-07-26 冯江 油动行星轮系差速式多旋翼农业喷洒飞行器
US12091165B2 (en) * 2017-06-26 2024-09-17 Acc Innovation Ab Rotor flight vehicle
WO2019082043A2 (en) * 2017-10-23 2019-05-02 Flyworks Ltd VERTICAL TAKE-OUT AND LANDING AIRCRAFT AND CORRESPONDING TRANSFORMATION GEAR ASSEMBLIES
CN108238259A (zh) * 2018-02-08 2018-07-03 天津曙光天成科技有限公司 一种动力装置及无人直升机
CN108357685B (zh) * 2018-02-08 2022-11-08 天津凤凰智能科技有限公司 一种动力系统及无人直升机
EP3757014B1 (en) 2019-06-26 2022-05-11 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH A thrust producing unit with a fail-safe electrical drive unit
JP7265957B2 (ja) * 2019-08-06 2023-04-27 株式会社Subaru 冗長系推進装置及び電動航空機
EP3778385B1 (en) * 2019-08-15 2022-04-06 C.A.I. Confident Aircraft Industry S.R.L. Hybrid engine system for light aircraft
CN114375276B (zh) * 2019-10-09 2024-12-24 小鹰公司 具有前掠翼的短距起降载具
FR3104138B1 (fr) * 2019-12-09 2024-03-08 Safran Helicopter Engines Système et procédé d’équilibrage d’au moins un paramètre à équilibrer d’un moteur électrique d’un système propulsif
DE102020214193A1 (de) * 2020-11-11 2022-05-12 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinrichtung für einen Propeller eines Multicopters
CA3198792A1 (en) * 2020-11-13 2022-05-19 Michael VON BERTOUCH Aerial vehicles
GB202019212D0 (en) * 2020-12-07 2021-01-20 J And M Ferranti Tech Limited Propulsion systems for aircraft
IL289683B2 (en) * 2021-01-08 2025-05-01 Lowental Hybrid Ltd Unmanned aerial vehicle propulsion system
CN112744038A (zh) * 2021-01-28 2021-05-04 江西科技学院 一种飞行汽车驱动系统及飞行汽车
FR3119605B1 (fr) * 2021-02-10 2025-06-13 Safran Trans Systems Ensemble propulsif d’aéronef amélioré
DE102021205994A1 (de) 2021-06-14 2022-12-15 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinrichtung für einen Propeller eines Multicopters
WO2023012240A1 (en) 2021-08-03 2023-02-09 Talon Ventures & Consulting Gmbh Drivetrain and apparatus for use in an airplane propulsion system
RU210136U1 (ru) * 2021-12-28 2022-03-29 Общество с ограниченной ответственностью "РД-ХЕЛИ" Устройство спасения вертолета
FR3137894A1 (fr) * 2022-07-13 2024-01-19 Airbus (S.A.S.) Ensemble de propulsion électrique comportant au moins un moteur électrique positionné à l’avant d’un système de transmission, aéronef comportant au moins un tel ensemble de propulsion
US12145753B2 (en) * 2022-08-09 2024-11-19 Pete Bitar Compact and lightweight drone delivery device called an ArcSpear electric jet drone system having an electric ducted air propulsion system and being relatively difficult to track in flight
WO2026005652A1 (en) * 2024-06-29 2026-01-02 Ivanov Mikhail Aleksandrovich Power drive for coaxial rotor system
US12404911B1 (en) * 2024-12-06 2025-09-02 Samanth Mottera Srinivas Turboshaft engine powered quadrotor drone

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709882A (en) * 1983-11-25 1987-12-01 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Electric propulsion system for aircraft
WO2004094868A1 (en) * 2003-04-21 2004-11-04 The Timken Company Two speed transmission with smooth power shift
DE202006005862U1 (de) * 2006-04-05 2006-06-08 Lachenmeier, Dieter Hubschrauber-Doppelrotor-Antrieb und Steuerungsystem

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2380889A (en) * 1941-07-26 1945-07-31 Waseige Charles Raymond Polyengine bipropeller drive
FR1268481A (fr) 1960-04-28 1961-08-04 Snecma Véhicule automobile capable de vol stationnaire et en translation
GB938686A (en) 1960-08-06 1963-10-02 Westland Aircraft Ltd Flying vehicles
GB927030A (en) * 1960-08-22 1963-05-22 Havilland Engine Co Ltd System including two or more prime movers for driving a common load
US3470961A (en) * 1967-09-19 1969-10-07 Joseph L Halsmer Dual engine starting clutch
US4531692A (en) * 1982-03-15 1985-07-30 Ernesto Mateus Helicopter flight control and transmission system
IL84671A0 (en) * 1986-12-03 1988-05-31 Short Brothers Plc Aircraft propulsion system
US5135442A (en) * 1990-02-12 1992-08-04 Lucas Western, Inc. Gear arrangement for transmitting torque through an angle
US5802918A (en) * 1996-10-16 1998-09-08 Mcdonnell Douglas Helicopter Co. Concentric face gear transmission assembly
IT1293409B1 (it) * 1997-07-04 1999-03-01 Finmeccanica Spa Metodo di sorveglianza di un gruppo di trasmissione in un veicolo dotato di sensori accelerometrici, in particolare in un elicottero.
US6293492B1 (en) * 1998-09-02 2001-09-25 Engineering System Co., Ltd. Coaxial twin-rotor type helicopter
US6467726B1 (en) * 1999-06-29 2002-10-22 Rokuro Hosoda Aircraft and torque transmission
JP3988705B2 (ja) * 2003-09-30 2007-10-10 トヨタ自動車株式会社 一軸式ガスタービン機関の制御装置及び飛行体
DE602005005658T2 (de) * 2005-06-30 2009-06-18 Agusta S.P.A. Hubschrauber mit Hilfschmierölkreislauf
JP2009538249A (ja) * 2006-05-19 2009-11-05 ベル ヘリコプター テクストロン インコーポレイテッド ジンバル式のロータハブ用の等速駆動システム
FR2922191B1 (fr) * 2007-10-12 2010-06-11 Infotron Engin volant a deux rotors
FR2928192B1 (fr) * 2008-02-28 2010-03-19 Eurocopter France Boite de transmission de puissance presentant en sortie une vitesse de rotation modifiable et procede de fonctionnement correspondant
KR20110104405A (ko) * 2010-03-16 2011-09-22 동국대학교 산학협력단 무인헬리콥터의 하이브리드 전력 공급 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709882A (en) * 1983-11-25 1987-12-01 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Electric propulsion system for aircraft
WO2004094868A1 (en) * 2003-04-21 2004-11-04 The Timken Company Two speed transmission with smooth power shift
DE202006005862U1 (de) * 2006-04-05 2006-06-08 Lachenmeier, Dieter Hubschrauber-Doppelrotor-Antrieb und Steuerungsystem

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