MÉTODOS Y SISTEMAS PARA MINIMIZAR LAS DISTORSIONES DE FLUJO EN LAS PALAS DE LA HÉLICE DE UNA AERONAVE CAUSADAS POR PILONES DELANTEROS.

MÉTODOS Y SISTEMAS PARA MINIMIZAR LAS DISTORSIONES DE FLUJO EN LAS PALAS DE LA HÉLICE DE UNA AERONAVE CAUSADAS POR PILONES DELANTEROS 5 CAMPO DE LA INVENCION 1 0 Esta invención se refiere a aeronaves con sistemas de propulsión soportados por pilones delanteros (aguas arriba) y específicamente a métodos y sistemas para minimizar los efectos de las distorsiones de flujo en las palas de la hélice causadas por dichos pilones y particularmente para reducir ruido y vibraciones. ANTECEDENTES 1 5 2 O 2 5 3 0 Un flujo de aire no homogéneo incidente en un sistema de propulsión de hélices produce un incremento del ruido aero-acústico generado por el sistema de propulsión. Un caso particular tiene lugar cuando el sistema de propulsión está unido a la estructura del fuselaje del avión por medio de un pilón, estando el sistema de propulsión detrás del pilón. Esta disposición produce una distorsión de flujo inducida por el pilón en las palas de la hélice. Se han descrito métodos para reducir el efecto del flujo distorsionado, denominado "estela", en US 5, 156, 353 [Gliebe y Majjigi], US 4, 917, 336 [Jacobs y Shivashankara] y US 4, 966, 338 [Gordon]. Glieb y Majjigi describen la física relacionada con la estela detrás de una estructura de pilón y estiman la cantidad de aire necesaria que hay que inyectar para "rellenar" la estela del pilón en una determinada situación de vuelo. Proponen consecuentemente una inyección estática de gas que puede variar cuando hay un cambio en la situación de vuelo. Jacobs y Shivashankara muestran los resultados obtenidos con una disposición esencialmente similar a la de la idea de Glieb y Majjigi, mostrando también el efecto de la posición radial sobre la hélice y reivindican protección para una disposición de montaje de la máquina que compensa ese efecto. Gordon describe el uso de una "veleta móvil" para reducir la estela. Ninguna de las tres patentes mencionadas tiene en cuenta la respuesta 5 dinámica del avión como consecuencia del flujo distorsionado en la hélice y consecuentemente no alcanzan una reducción significativa del ruido y las vibraciones. Esta invención está orientada a la solución de ese problema. 1 0 SUMARIO DE LA INVENCION Es un objeto de la presente invención proporcionar métodos y sistemas que permiten la reducción de la respuesta dinámica de una aeronave resultante de un flujo distorsionado procedente de un pilón delantero que soporta un 1 5 sistema de propulsión de hélices. Otro objeto de la presente invención es proporcionar métodos y sistemas que permiten la reducción del ruido y las vibraciones causadas por un sistema de propulsión de una aeronave de hélices al rotar en un flujo distorsionado procedente de un pilón delantero. 2 o En un aspecto, estos y otros objetos se consiguen proporcionando un método para minimizar los efectos de distorsiones de flujo causadas por pilones en las palas de la hélice de dispositivos de propulsión de hélice unidos a un componente de una aeronave por medio de pilones delanteros comprendiendo pasos de: 2 5 -a) Inyectar fluido en la zona de las palas de la hélice desde la parte trasera de dichos pilones. - b) Obtener continuamente los valores de un primer conjunto de parámetros indicativos de los efectos de dichas distorsiones, tal como la presión acústica dentro de la estructura de la aeronave (particularmente en la cabina de 3 0 pasajeros) y/o en la superficie exterior de la estructura de la aeronave, la vibración en la estructura de la aeronave y la vibración en las palas de la hélice. - c) Adaptar continuamente la inyección de fluido de manera que se minimicen dichas distorsiones utilizando los datos obtenidos en la etapa b) . En otro aspecto, estos y otros objetos se consiguen proporcionando un método para minimizar los efectos de distorsiones de flujo causadas por pilones en 5 las palas de la hélice de dispositivos de propulsión de hélice unidos a un componente de una aeronave por medio de pilones delanteros comprendiendo pasos de: - b) Construir modelos de las relaciones entre inyección de fluido desde la parte trasera de dichos pilones en la zona de las palas de la hélice y las 1 0 variaciones de uno o más parámetros de un primer conjunto de parámetros indicativos de los efectos de dichas distorsiones, tales como la presión acústica dentro de la estructura de la aeronave (particularmente en la cabina de pasajeros) y/o en la superficie exterior de la estructura de la aeronave, la vibración en la estructura de la aeronave y la vibración en las palas de la hélice, 1 5 ligados a uno o más parámetros de un segundo conjunto de parámetros indicativos de las condiciones de vuelo de la aeronave, tales como altitud de vuelo, velocidad de vuelo, potencia de propulsión, velocidad de rotación de las palas y temperatura ambiente del aire. - b) Inyectar fluido en dicha zona determinando el volumen del fluido 2 o inyectado usando el modelo correspondiente a los valores actuales de uno o más parámetros de dicho segundo conjunto de parámetros. En una realización preferente, el parámetro usado para determinar el volumen del fluido inyectado es la velocidad de rotación de la hélice. Se consigue con ello un método que usa una señal de referencia apropiada para 2 5 una regulación fácil y rápida de la inyección de fluido. En otra realización preferente, dichos modelos se actualizan usando los valores de los parámetros indicativos de los efectos de dichas distorsiones. Se consigue con ello un método que permite un control adecuado y estable de la inyección de fluido. 3 o En otro aspecto, los objetos mencionados anteriormente se consiguen proporcionando una aeronave con dispositivos de propulsión de hélices con palas unidos a un componente de una aeronave por medio de pilones delanteros comprendiendo un sistema para minimizar los efectos de distorsiones de flujo causadas por los pilones en las palas de la hélice que incluye: 5 a) Medios sensores de un primer conjunto de parámetros indicativos de los efectos de dichas distorsiones, tal como la presión acústica dentro de la estructura de la aeronave (particularmente en la cabina de pasajeros) y/o en la superficie exterior de la estructura de la aeronave, la vibración en la estructura de la aeronave y la vibración en las palas de la hél ice 1 0 b) Medios de inyección de fluidos en dichos pilones para inyectar fluido en la zona de las palas de la hélice desde la parte trasera de dichos pilones. c) Medios de control para regular el volumen de la inyección de fluido al efecto de minimizar dichas distorsiones. En una realización preferente, dichos medios de inyección de fluido 15 comprenden varios dispensadores de fluido controlados individualmente distribuidos a lo largo del borde de salida de dichos pilones. Se consigue con ello un sistema que permite la inyección de un volumen variable de fluido a lo largo del borde de salida del pilón. Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán 2 O de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con las Figuras que se acompañan. BREVE DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS 2 5 La Figura 1 es una vista en planta desde arriba de una aeronave con un sistema de propulsión posterior al pilón incorporando un sistema según esta invención. La Figura 2 es una vista parcial lateral de una aeronave con un sistema de propulsión posterior al pilón incorporando un sistema según esta invención.

La Figura 3 es una vista de una sección según la línea A-A de la Figura 1

mostrando la configuración esquemática de los medios de inyección de fluido

usados en un sistema según esta invención.

La Figura 4 es una vista de una sección según la línea B-B de la Figura 1 mostrando los medios sensores usados en un sistema según esta invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALlZACION ES PREFERENTES

La teoría Aero-Acústica enseña que el sonido generado por la pala de una hélice viene dominado típicamente por el efecto de volumen que produce monopolos acústicos y el efecto de la presión en la pala que produce dipolos acústicos. Ambos tipos...

1. Un método para minimizar los efectos de distorsiones de flujo causadas por pilones en las palas de la hélice (2) de dispositivos de propulsión de hélice (3) 5 unidos a un componente (5) de una aeronave por medio de pilones delanteros (4) ,

caracterizado porque comprende pasos de: -a) inyectar fluidos en la zona de las palas de la hélice (2) desde la parte trasera de dichos pilones (4) ; -b) obtener continuamente los valores de un primer conjunto de 10 parámetros indicativos de los efectos de dichas distorsiones; -c) adaptar continuamente la inyección de fluido (9) de manera que se minimicen dichas distorsiones utilizando los datos obtenidos en la etapa b) .

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho 15 primer conjunto de parámetros comprende uno o más de los siguientes: -presión acústica dentro de la estructura de la aeronave y/o en la

superficie exterior de la estructura de la aeronave; -vibración en la estructura de la aeronave; -vibración en las palas de la hélice (2) .

3. Un método según la reivindicación 2, caracterizado porque el valor de dicha presión acústica dentro de la estructura de la aeronave se obtiene en la cabina de pasajeros.

2 .

4. Un método para minimizar los efectos de distorsiones de flujo causadas por pilones en las palas de la hélice (2) de dispositivos de propulsión de hélice (3) unidos a un componente (5) de una aeronave por medio de pilones delanteros (4) , caracterizado porque comprende pasos de:

- a) construir modelos de las relaciones entre inyección de fluido desde la

parte trasera de dichos pilones (4) en la zona de las palas de la hélice (2) y las variaciones de uno o más parámetros de un primer conjunto de parámetros indicativos de los efectos de dichas distorsiones, ligados a uno o más

parámetros de un segundo conjunto de parámetros indicativos de las

5 condiciones de vuelo de la aeronave; -b) Inyectar fluido en dicha zona determinando el volumen del fluido inyectado (9) usando el modelo correspondiente a los valores actuales de uno o más parámetros de dicho segundo conjunto de parámetros. 10 5.Un método según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho primer conjunto de parámetros comprende uno o más de los siguientes: -presión acústica dentro de la estructura de la aeronave y/o en la superficie exterior de la estructura de la aeronave; -vibración en la estructura de la aeronave; -vibración en las palas de la hélice (2) . 15 6. Un método según la reivindicación 5, caracterizado porque el valor de dicha presión acústica dentro de la estructura de la aeronave se obtiene en la cabina de pasajeros. 2 O 25 7.Un método según cualquiera de las reivindicaciones 4-6, caracterizado porque dicho segundo conjunto de parámetros comprende uno o más de los siguientes: -altitud de vuelo; -velocidad de vuelo; -potencia de propulsión; -velocidad de rotación de las palas obtenida de la señal de un tacómetro; -temperatura ambiente del aire. 30 8.Un método según la reivindicación 4, caracterizado porque el parámetro usado para determinar el volumen de la inyección de fluido es la velocidad de rotación de las palas.

9. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 4-8, caracterizado porque también comprende pasos de:

- c) obtener los valores de un primer conjunto de parámetros indicativos de los efectos de dichas distorsiones; -d) actualizar dichos modelos usando datos obtenidos en el paso c) .

.

10. Aeronave con dispositivos de propulsión de hélices (3) con palas (2) unidos a un componente (5) de una aeronave por medio de pilones delanteros (4) , caracterizado porque comprende un sistema para minimizar los efectos de distorsiones de flujo causadas por los pilones en las palas de la hélice (2) que incluye:

lOa) medios sensores (11) de un primer conjunto de parámetros indicativos de los efectos de dichas distorsiones; b) medios de inyección de fluidos en dichos pilones (4) para inyectar fluido (9) en la zona de las palas de la hélice (2) desde la parte trasera de dichos pilones (4) ;

c) medios de control (10) para regular el volumen de la inyección de fluido

(9) al efecto de minimizar dichas distorsiones.

11. Aeronave según la reivindicación 10, caracterizada porque dicho primer conjunto de parámetros comprende uno o más de los siguientes: 2 O -presión acústica dentro de la estructura de la aeronave y/o en la

superficie exterior de la estructura de la aeronave; -vibración en la estructura de la aeronave; -vibración en las palas de la hélice (2) .

2.

12. Aeronave según la reivindicación 11, caracterizada porque el valor de dicha presión acústica dentro de la estructura de la aeronave se obtiene en la cabina de pasajeros.

13. Aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 10-12, 30 caracterizada porque dichos medios de inyección de fluido comprenden al menos una cámara de presión (7) conectada al menos un dispensador de fluido

(6) que tiene una válvula (8) para regular la cantidad de fluido inyectado (9) .

14. Aeronave según la reivindicación 13, caracterizada porque dichos medios de inyección de fluido comprenden varios dispensadores de fluido (6) distribuidos a lo largo del borde de salida de dichos pilones (4) .