AERONAVE CON SISTEMA DE VUELO CONVERTIBLE.

Aeronave con sistema de vuelo convertible, para desempeñar la función de un helicóptero en un modo de vuelo de helicóptero y de un avión en un modo de vuelo de avión,

y donde dicha aeronave comprende: 1 a) un fuselaje (1); 1 b) un rotor principal (2) de eje vertical configurado para: 1b1) operar en el modo de vuelo de helicóptero; 1b2) ser desembragado en el modo de vuelo de avión; 1 c) medios de propulsión;1d) alas móviles (7, 7') configuradas para oscilar entre una posición replegada (7') y una posición desplegada (7); en donde las alas móviles (7, 7'): 1e) se encuentran ensambladas de manera articulada al fuselaje (1) en una posición seleccionada de la parte inferior del fuselaje (1) o en ambos lados del mismo; 1f) están configuradas para oscilar en un plano sustancialmente horizontal entre: 1f1) la posición replegada (7'), en la cual son colocadas adosadas u ocultas en el fuselaje (1) cuando los medios de propulsión funcionan en el modo de vuelo de helicóptero, y el movimiento horizontal de la aeronave es menor que la velocidad de transición de vuelo; 1f2) la posición desplegada (7), en la cual sobresalen del fuselaje (1), para desempeñar la función de alas sustentadoras cuando los medios de propulsión funcionan en el modo de vuelo de avión y la velocidad de transición de vuelo es alcanzada

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Campo de la invención

La presente invención hace referencia a una aeronave con sistema de vuelo convertible, y más concretamente a una aeronave que puede desempeñar una función indistintamente en forma de helicóptero o de avión, y que comprende un fuselaje, alas replegables, estabilizadores de cola, un rotor principal de eje vertical y otros medios de propulsión.

La aeronave de la presente invención aúna de este modo las características de vuelo propias de un helicóptero y las de un avión convencional, permitiendo así operaciones de despegue y aterrizaje vertical y vuelo estacionario o a punto fijo, propios de un helicóptero, y el vuelo en crucero a alta eficacia, propios de un avión, con fases de transición muy seguras y suaves de un modo de vuelo a otro. Antecedentes de la invención

Ya son conocidas aeronaves del tipo expuesto, que pueden desempeñar una función en forma de helicóptero o de avión, por ejemplo por la patente US 2,679,364, la cual constituye el arte anterior más cercano.

En este sentido puede señalarse la patente US 3,792,827, en la cual se describe una aeronave que comprende un rotor de eje vertical, que puede utilizarse como rotor giratorio, en cuyo caso la aeronave funciona a modo de helicóptero, o en posición fija, con dos de las palas del rotor funcionando como alas para vuelo en forma de avión tradicional. Este sistema exige que las palas del rotor sean de dimensiones considerables, de modo que dos de sus palas puedan cumplir la función de alas, en el vuelo en modo de avión.

La PCT WO 2005/086563 describe una aeronave convertible, que comprende un rotor principal de eje vertical, con el que dicha nave puede volar a modo de helicóptero, y dos alas fijas, que permiten el vuelo en modo de avión, quedando en esta modalidad el rotor inmovilizado y las paletas del mismo dirigidas hacia atrás cuando la aeronave opera en modo avión. En esta realización la aeronave dispone de alas fijas, que constituyen un inconveniente durante el funcionamiento de la aeronave en modo de helicóptero.

- 2También se han desarrollado algunos helicópteros compuestos o híbridos, dotados de ala fija para descargar el rotor en vuelo de crucero y permitir aumentar su velocidad, dotándoles de una propulsión adicional a la suministrada por el propio rotor o no, pero en estos casos el ala es un inconveniente para el despegue o 5 aterrizaje vertical y para el vuelo a punto fijo por la resistencia vertical que origina sometida al soplo del rotor. Descripción de la invención La presente invención tiene por objeto eliminar los problemas expuestos, mediante una aeronave que puede funcionar en modo de helicóptero o en modo de 10 avión y que en cada uno de estos modos de funcionamiento presenta prácticamente solo los elementos propios de tal modo de funcionamiento. De esta forma se eliminan funcionalmente los elementos que, siendo necesarios para uno de los modos de vuelo, pueden representar un inconveniente para el otro modo de vuelo si están permanentemente expuestos. 15 Es decir, que en el caso de vuelo como helicóptero, la nave estará en una configuración carente de alas expuestas al flujo de aire, mientras que en el modo de vuelo como avión el rotor sustentador del helicóptero queda inactivo y en posición de mínima resistencia. La aeronave de la invención, tal como se define por las características de la 20 reivindicación 1, se caracteriza porque dispone, en la parte inferior del fuselaje ó a ambos lados del mismo, de sendas semialas móviles, que pueden oscilar en un plano aproximadamente horizontal entre una posición replegada, en la cual quedan adosadas u ocultas en el fuselaje, y una posición desplegada, en la cual sobresalen de dicho fuselaje, para desempeñar la función de alas sustentadoras en modo de avión. 25 Para conseguir esta disposición las alas irán montadas de forma articulada al fuselaje y serán accionadas, para pasar de una a otra posición, mediante mecanismos basados en sistemas hidráulicos, mecánicos o eléctricos, elección que estará condicionada por criterios de seguridad de operación y de peso de los mecanismos asociados y que pueden ser diferentes según el tamaño de la aeronave concreta o de 30 que ésta tenga un aviador a bordo o no. Además las alas ocuparán la posición replegada cuando los medios de propulsión actúen en modo de helicóptero, mientras que al alcanzar la aeronave en

vuelo una velocidad determinada, que denominaremos "velocidad de transición", las alas se despliegan hasta la posición desplegada y los medios de propulsión funcionan en modo de avión, y viceversa.

Es decir que cuando las alas ocupan una posición determinada, los medios de propulsión funcionarán de acuerdo con la modalidad de vuelo de la aeronave. Del mismo modo que las alas pasarán de una a otra posición de forma automática, al superar o reducir la "velocidad de transición", los medios de propulsión cambiarán en su forma de funcionamiento también de forma automática. Los medios de propulsión incrementarán su funcionamiento progresivamente en uno de los modos de vuelo al

10 mismo tiempo que reducen su funcionamiento en el otro modo de vuelo. La denominada "velocidad de vuelo de transición" será una velocidad que se encuentre próxima a la velocidad de vuelo que maximiza la relación sustentación/resistencia en la configuración de helicóptero. Como se ha señalado, la aeronave constará de un fuselaje y un rotor principal y además de un rotor de cola antipar, para su funcionamiento en forma de helicóptero, cuando los medios de propulsión están constituidos por ejemplo por un motor alternativo ó turbina que se aloja en el fuselaje. La aeronave puede estar también propulsada por una turbina de gas que expulsa los gases por la punta de las palas, en cuyo caso no necesitará el rotor antipar.

20 La aeronave puede disponer de una hélice tractora o propulsora, a la que se aplicará progresivamente la potencia de los cambios de propulsión (motor alternativo

o turbina de gas), al alcanzar la "velocidad de transición", al mismo tiempo que se resta potencia al rotor principal y al rotor de cola. Al pasar del modo de vuelo de helicóptero al de avión, el rotor principal

25 puede dejarse en autorrotación o puede pararse y bloquearse, e incluso ocultarse por medio de un carenado, para disminuir resistencia al avance de la aeronave. Este proceso se realizará en el sentido inverso para pasar de vuelo en modo de avión a vuelo en modo helicóptero. Como ya se ha indicado, en la versión propulsada por turbina de gas que expulsa los gases por la punta de las palas, puede prescindirse del rotor de cola, si el rotor principal se acciona expulsando los gases de la turbina por la punta de la pala de forma que le hagan rotar. La transición de un modo a otro de vuelo se realizará en este caso expulsando gradualmente los gases por una tobera de empuje, sustrayéndolos de los que se expulsan por la punta de palas. La disposición y proceso de despliegue y repliegue de las alas se llevará a cabo en la forma ya expuesta.

La aeronave de la invención por tanto, dispondrá de alas plegables hacia la parte inferior del fuselaje o adosables a sus costados y dispondrá de un proceso de desplegado de estas alas, combinado con la variación de potencia aplicada al rotor o hélice (o tobera de empuje en la versión con turbina de gas).

La invención permite realizar de forma compacta y eficiente el vuelo de una aeronave como helicóptero y como avión, y al replegar las alas en el fuselaje, el 10 vuelo en modo de helicóptero elimina el efecto negativo del soplo del rotor sobre las mismas y la resistencia aerodinámica al avance que presentarían si fuesen alas de posición fija. Además, las fases de transición de un modo de vuelo a otro resultan muy seguras frente a otros sistemas conocidos, dado que en este caso siempre hay un elemento sustentador activo (el rotor o alas). Esto le confiere además a la aeronave de la invención una seguridad intrínseca en caso de fallo del motor, ya que puede descender suavemente en autorrotación, planeando con las alas o con una combinación de ambos.

El problema técnico que resuelve la invención consiste en posibilitar operaciones de vuelo como un helicóptero convencional, con todas sus cualidades de 20 vuelo, así como vuelo en crucero a alta eficiencia de un avión convencional.

Las aplicaciones de la invención pueden ser militares y civiles que requieran capacidad de despegue y aterrizaje vertical y vuelo a punto fijo. Por ejemplo...

1. Aeronave con sistema de vuelo convertible, para desempeñar la función de un helicóptero en un modo de vuelo de helicóptero y de un avión en un modo de vuelo de avión, y donde dicha aeronave comprende: 1 a) un fuselaje (1);

1 b) un rotor principal (2) de eje vertical configurado para: 1b1) operar en el modo de vuelo de helicóptero; 1b2) ser desembragado en el modo de vuelo de avión;

1 c) medios de propulsión; 10 1d) alas móviles (7, 7') configuradas para oscilar entre una posición replegada (7') y una posición desplegada (7);

en donde las alas móviles (7, 7'): 1e) se encuentran ensambladas de manera articulada al fuselaje (1) en una posición seleccionada de la parte inferior del fuselaje (1) o en ambos lados del mismo; 1f) están configuradas para oscilar en un plano sustancialmente horizontal entre:

1f1) la posición replegada (7'), en la cual son colocadas adosadas u ocultas en el fuselaje (1) cuando los medios de propulsión funcionan en el modo de vuelo de helicóptero, y el movimiento horizontal de la aeronave es menor que la velocidad de transición de vuelo; 1f2) la posición desplegada (7), en la cual sobresalen del fuselaje (1), para desempeñar la función de alas sustentadoras cuando los medios de propulsión funcionan en el modo de vuelo de avión y la velocidad

25 de transición de vuelo es alcanzada. 2. Aeronave según la reivindicación 1, que además consta de: un rotor de cola antipar (3) configurado para:

operar en el modo de vuelo de helicóptero; ser desembragado en el modo de vuelo de avión. 30 3. Aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizada porque la velocidad de transición de vuelo en los medios de propulsión está

configurada para ser la velocidad de vuelo, maximizando la relación sustentación/resistencia en el modo de vuelo de helicóptero.

4. Aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque los medios de propulsión están configurados para aumentar su 5 funcionamiento progresivamente en uno de los modos de vuelo, y para reducir su

funcionamiento en el otro modo de vuelo.

5. Aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque una vez alcanzada la velocidad de transición de vuelo, y después de que las alas (7) alcancen la posición desplegada, las palas (10) del rotor principal (2) se

10 sitúan posteriormente en una posición longitudinal de mínima resistencia al avance. 6. Aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque consta de una hélice propulsora (4) configurada para ser accionada por los medios de propulsión a través de la transmisión que transcurre a lo largo del fuselaje

(1) al alcanzar la velocidad de transición de vuelo durante la navegación.

7. Aeronave según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde los medios de propulsión consisten en una turbina de gas, caracterizada porque consta de medios para la expulsión de gases por la punta de las palas (10) del rotor (2) y una tobera de empuje hacia la cual los gases que provienen desde dicha turbina se desplazan progresivamente al alcanzar la velocidad de transición de vuelo durante la navegación.

“Siguen 4 páginas de dibujos”