Ala de aeronave o pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas.

Ala de aeronave o pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas que está formada por: una primera parte denominada principal del ala

(12), formada a base de perfil aerodinámico de principal del ala (120) cualquiera del estado de la técnica; una segunda parte denominada zona de transición (11); y una tercera parte denominada punta del ala (10), formada a base de perfil aerodinámico de la punta del ala (100) obtenido de la realización de una modificación del anterior, haciendo que su línea de cuerda (1005) sea coincidente con su línea de curvatura media (1006).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400901.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE LA RIOJA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: BLANCO FERNANDEZ,JULIO, JIMENEZ MACIAS,EMILIO, SAENZ-DIEZ MURO,JUAN CARLOS, MARTÍNEZ CÁMARA,Eduardo, GARCÍA ALCARAZ,Jorge Luis.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón... > Perturbación del flujo de aire sobre las superficies... > B64C23/06 (mediante la generación de vórtices)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón... > Alas (superficies estabilizadoras B64C 5/00; alas... > B64C3/44 (Variación de la curvatura)
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Ala de aeronave o pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas.

Fragmento de la descripción:

Ala de aeronave o pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas.

Objeto y sector de la técnica al que se refiere la invención La presente invención se refiere a un ala de aeronave o a una pala de aerogenerador que presenta unas turbulencias en punta minimizadas, en relación con un ala o pala cualquiera del estado de la técnica.

La invención se sitúa en sector técnico de la ingeniena aeronáutica, y más concretamente en el relativo al diseño y construcción de alas de aeronaves y de palas de aerogeneradores.

Generalidades y estado de la técnica anterior más próximo La mecánica de fluidos en general y la aerodinámica en particular indican que a lo largo de un ala se forman pequeños torbellinos de viento, debido a la diferencia de presiones entre la parte superior del ala, o extradós, y la parte inferior del ala, o intradós. En la punta del ala se produce un desprendimiento de la corriente en fonna de torbellino al pasar la sección transversal del ala a cero. Este desprendimiento aumenta la resistencia aerodinámica del avión, tanto más cuanto mayor sea la intensidad del torbellino.

Los torbellinos van reduciendo su intensidad a lo largo de la envergadura del ala, al

reducirse su sección transversal y, por tanto, la diferencia de presiones. De este modo, cuanto más larga sea el ala, menor será su intensidad. No obstante, las alas no pueden ser demasiado largas, para evitar incrementar en demasía las cargas en la raíz, lo que aumentaría su peso y reduciría su capacidad de carga de combustible, pasajeros y rango operativo de la aeronave. 30 En aerodinámica, la resistencia inducida es aquélla que se genera como un efecto negativo asociado a la sustentación y debida a la diferencia de presiones que se fonna en un perfil alar entre el extradós y el intradós. Cuando un ala de una aeronave barre un flujo de viento, parte de ese flujo se desvla !hacia el cuerpo de la aeronave en el extradós 35 Y hacia afuera en el intradós. Estos flujos de aire al encontrarse en la punta del ala se deflectan y crean vórtices que se desvían hacia abajo. Estos vórtices generan una fuerza opuesta al empuje. A bajas velocidades, ha resistencia inducida aumenta, pero a altas velocidades disminuye; ocurriendo lo contrario con la resistencia parásita. La suma de las resistencias inducida y parásita dan como resultado la resistencia total, siendo ésta 4 O una fuerza que se opone al avance de una aeronave; la reducción de esta resistencia provoca una reducción del consumo de combustible.

En el estado de la técnica son conocidos di ferentes tipos de complementos para alas de aeronaves, usados para reducir la resistencia inducida. Uno de estos complementos es la 45 aleta de punto de ola, o wing/el. El willg/el disminuye la resistencia inducida por disminución de los vórtices de punta de ala.

Existen diferentes modelos de winglet según su tipo de configuración:

-Winglel de borde redondeado, consistente en una aleta que tiene el mismo 5 perfil del ala y que se dobla al final del ala con un radio de curvatura grande;

-Winglet de borde abrupto, similar al anterior, pero con un radio de curvatura pequeño;

-Winglet corrido hacia la parte trasera del perfil alar;

En el estado de la técnica más cercana tenemos los siguientes documentos:

En el documento de patente denominado 001 con número de publicación US 5407153 y

fecha de presentación 04.06.1993 y titulado literalmente: "SYSTEM FOR INCREASING AIRPLANE FUEL MILEAGE AND AIRPLANE WING MODIFICATION KIT", se describe un kit de modificación de una ala para añadir un winglet.

O En el documento de patente denominado 002 con número de publicación US 5348253 y fecha de presentación 01.02.1993 y titulado literalmente: "BLENDED WINGLETII , se describe una winglel de material compuesto.

En el docwnento de patente denominado 003 con número de publicación ES 2360354 Y

fecha de presentación 09.10.2003 y titulado literalmente: "Ala de avión ranurada", se describe un ala de avión ranurada y procedimientos para mejorar el comportamiento en vuelo de crucero de los aviones.

En el documento de patente denominado 004 con número de publicación ES 2242461 Y

fecha de presentación 26.06.2002 y titulado literalmente: "Borde de ataque para aleta de punta de ala y método de fonnación del mismo", se describe un winglet realizado de una sola pieza y método de fonnación del mismo.

Estos dispositivos presentan una problemática que se centra fundamentalmente en los 35 siguientes aspectos:

-el wlngler produce un incremento del peso en la punta alar, así como un incremento de las fuerzas flectoras y de torsión del ala;

O -el winglet produce un desprendimiento de la capa límite en la zona del radio de curvatura, produciendo un aumento en el coeficiente de arrastre.

El dispositivo (1) , que la invención preconiza, resuelve de fonna plenamente satisfactoria la problemática anterionnente expuesta, en todos y cada uno de los 45 diferentes aspectos comentados.

Descripción detallada de la invención Ala de aeronave O pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas (1) 5 consiste en un ala o pala que consta de las siguientes partes con las siguientes características:

-Una primera parte denominada pri:ncipal del ala (12) , fonnada a base de perfil aerodinámico de principal del ala (I20) cualquiera del estado de la técnica y 10 cuya función es proporcionar la fuer.~a de sustentación necesaria;

-Una segunda parte denominada zona de transición (11) , fonnada a base de una superficie de transición para pasar del principal del ala (12) a la punta del ala (10) ;

- Una tercera parte denominada punta del ala (10) , fonnada a base de perfil aerodinámico de la punta del ala (100) obtenido de la realización de una modificación del anterior, y que carece de capacidad de generar fuerza de sustentación alguna cuando su ángulo de ataque (a lO) es nulo.

Las ventajas técnicas, respecto del estado de la técnica, que presenta la invención son:

./ No se incrementa el peso en la punta alar;

./ No se produce desprendimiento de la capa límite porque la zona de transición entre el principal del ala (12) y la punta del ala (10) tiene un radio de curvatura muy elevado por 10 que no se produc:e aumento en el coeficiente de arrastre~

./ Se igualan en la punta del ala (10) las presiones entre el extradós y el intradós, 3 O por 10 que se minimiza la resistencia inducida y cuando se termina el ala se reducen los vórtices de punta de ala.

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha 35 descripción, un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limitativo.

Glosario de referencias Aeronave o aerogenerador (perteneciente al estado de la ®

técnica anterior) ~

(01 ) Ala de aeronave o pala de aerogenerador (perteneciente al estado de la técnica anterior) ; Ala de aeronave o pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas;

(10) Punta del ala;

(11) Zona de transición;

(12) Principal del ala;

(lOO) Perfil aerodinámico de la punta del ala; (1001) Borde de ataque;

(1002) Borde de salida; (1003) Lado de intradós (es el lado de sobrepresión) ; (1004) Lado de extradós (es e1lado de depresión) ; (1005) Unea de cuerda (es la línea n~cta que une el borde de ataque y el borde de salida; se denomina cuerda a la longitud de la línea de cuerda) ; 10 (1006) Línea de curvatura media (es la linea equidistante entre el extradós yel intradós) .

(120) Perfil aerodinámico del principal del ala; ...

 


Reivindicaciones:

l. Ala de aeronave o pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas

(1) , del tipo de los que incorporan algún winglet con el fin de reducir las

5 turbulencias en punta, que se caracteriza porque se compone de tres partes bien

diferenciadas:

- Una primera parte denominada principal del ala (12) , fonnada a base de

perfil aerodinámico de principal del ala (120) cualquiera del estado de la

la técnica y que presenta un ángulo de ataque (a 12) , y cuya función es

proporcionar la fuerza de sustentación necesaria;

- U na segunda parte denominada zona de transición (11) , fonnada a base

de una superficie de transición para pasar del principal del ala (12) a la

15 punta del ala (lO) ;

- Una tercera parte denominada punta del ala (10) , fonnada a base de

perfil aerodinámico de la punta del aJa (1 (0) obtenido de la realización

de una modificación del perfil aerodinámico de principal del ala (120)

2 O haciendo que su línea de cuerda (I005) sea coincidente con su Línea de

curvatura media (I0Q6) y que presenta un ángulo de ataque (a 10) , y cuya

función cuando su ángulo de ataque (a lO) es nulo, al moverse en el seno

de un fluido, es carecer de capacidad de generar fuerza de sustentación

alguna.

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2. Ala de aeronave o pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas

(1) , según reivindicación 1, que se (:aracteriza porque el perfil principal del ala

( 120) tiene un ángulo de ataque (a , , ) y el perfil de la punta del ala (lOO) tiene

un ángulo de ataque (a 10) , siendo (a 12) = (a 10) .

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3. Ala de aeronave o pala de aerogenerador de turbulencias en punta minimizadas

(1) , según reivindicación 1, que se caracteriza porque el perfil principal del ala

(120) presenta un ángulo de ataque (a , , ) pero el perfil de la punta del ala (lOO)

tiene un ángulo de ataque (a 10) nulo.

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