SISTEMA DE ALA Y DE ROTOR ADAPTABLE Y FLEXIBLE.

Una disposición para la producción de una variación en el perfil de una superficie adaptativa,

comprendiendo la disposición: un bastidor (100) adaptativa que tiene, un primer elemento (120) de bastidor variable resilientemente que tiene una primera superficie (122) exterior y una primera superficie (124 interior correspondientes, y un segundo elemento (130) de bastidor variable resilientemente que tiene una segunda superficie (132) exterior y una segunda superficie (134) interior correspondientes. estando dispuesta la primera superficie (122) exterior en oposición sustancialmente distal a la segunda superficie (132) exterior y en comunicación con la superficie adaptativa, en la que la variación en el perfil de la superficie adaptativa es sensible a la variación en el perfil de la primera superficie (122) exterior de dicho bastidor (100) adaptativa; un elemento (141) de conexión que tiene una característica de resiliencia predeterminada y que está acoplado resilientemente en un primer extreme del mismo a la primera superficie (124) interior y en el segundo extreme del mismo a la segunda superficie (134) interior; y un actuador (106) para aplicación de una fuerza al segundo elemento (130) de bastidor variable resilientemente con respecto a un elemento (150) de soporte, con lo que la aplicación de la fuerza por dicho actuador (106) da lugar a una correspondiente variación en el perfil de la superficie adaptativa

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/006876.

Solicitante: FLEXSYS, INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2020 HOGBACK ROAD, SUITE 2 ANN ARBOR, MI 48105 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KOTA, SRIDHAR, HETRICK,JOEL,A.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 3 de Marzo de 2004.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B63B1/28C
  • B63B1/32 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B63 BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS.B63B BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; EQUIPAMIENTO PARA EMBARCACIONES (disposiciones relativas a la ventilación, calefacción, refrigeración o acondicionamiento de aire en los buques B63J 2/00; subestructuras flotantes como soportes de las dragas o máquinas par el movimiento de tierras E02F 9/06). › B63B 1/00 Características hidrodinámicas o hidrostáticas de cascos o aletas portantes (cascos para submarinos B63B 3/13; quillas B63B 3/38). › Otros medios para hacer variar las características hidrodinámicas inherentes a los cascos.
  • B63B39/06 B63B […] › B63B 39/00 Equipo para reducir cabeceo, balanceo, o movimientos similares indeseados de embarcaciones; Aparatos para indicar la actitud de una embarcación. › que reducen los movimientos del buque por efecto de alerones que actúan sobre el agua ambiente (estructura de quillas de balanceo B63B 3/44).
  • B63H1/26 B63 […] › B63H PROPULSION O GOBIERNO MARINO (propulsión de vehículos de colchón de aire B60V 1/14; para submarinos que no sean de propulsión nuclear, B63G; en particular para torpedos F42B 19/00). › B63H 1/00 Elementos de propulsión que actúan directamente sobre el agua (propulsión por reacción B63H 11/00; fijación de las hélices a los ejes B63H 23/34). › Palas.
  • B63H25/38 B63H […] › B63H 25/00 Gobierno; Disminución de marcha utilizando medios distintos a los elementos propulsores (empleando tuberías o collares portahélices regulables para gobernar B63H 5/14; utilizando unidades de propulsión fueraborda instaladas de forma amovible B63H 20/00 ); Anclaje o amarre dinámico, es decir, posicionamiento de los buques por medio de elementos propulsores auxiliares o principales (anclajes no dinámicos B63B 21/00; equipo para reducir el balanceo u otros movimientos molestos del buque por ayuda de un chorro o hélices auxiliares B63B 39/08). › Timones (codastes B63B 3/40).
  • B63H25/38M
  • B63H3/00B
  • B64C27/615 B […] › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA.B64C AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón de aire B60V). › B64C 27/00 Giroaviones; Sus rotores específicos (dispositivos de aterrizaje B64C 25/00). › que incluyen flaps montados sobre las palas.
  • B64C3/48 B64C […] › B64C 3/00 Alas (superficies estabilizadoras B64C 5/00; alas de ornitópteros B64C 33/02). › mediante elementos de las estructuras del ala dotados de movimiento relativo.

Clasificación PCT:

  • B63B1/24 B63B 1/00 […] › del tipo de ala portante.
  • B63B39/06 B63B 39/00 […] › que reducen los movimientos del buque por efecto de alerones que actúan sobre el agua ambiente (estructura de quillas de balanceo B63B 3/44).
  • B63H25/38 B63H 25/00 […] › Timones (codastes B63B 3/40).
  • B64C27/615 B64C 27/00 […] › que incluyen flaps montados sobre las palas.
  • B64C3/48 B64C 3/00 […] › mediante elementos de las estructuras del ala dotados de movimiento relativo.

Clasificación antigua:

  • B63B1/24 B63B 1/00 […] › del tipo de ala portante.
  • B63B39/06 B63B 39/00 […] › que reducen los movimientos del buque por efecto de alerones que actúan sobre el agua ambiente (estructura de quillas de balanceo B63B 3/44).
  • B63H25/38 B63H 25/00 […] › Timones (codastes B63B 3/40).
  • B64C27/615 B64C 27/00 […] › que incluyen flaps montados sobre las palas.
  • B64C3/48 B64C 3/00 […] › mediante elementos de las estructuras del ala dotados de movimiento relativo.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

Antecedentes de la Invención

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere generalmente a sistemas de producción de perfiles de superficies adaptativa adaptables, tales como de alas, palas de rotor, y superficies de control y otras superficies de aeronave, naves acuáticas de superficie y sumergibles, y similares, y más concretamente, a un sistema que produce un perfil de superficie variable de superficies de control fijas y rotatorias.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA AFÍN

Cada uno de los documentos US 6 276 641 B 1 y DE 198 25 224 A 1 revela un bastidor adaptativo que tiene elementos del bastidor resilientes y elementos de conexión, así como superficies adaptativas y un actuador.

Una necesidad de superficies que tengan perfil ajustable o variable está presente en una amplia variedad de aplicaciones, que van desde superficies de control para aeronaves y naves acuáticas hasta mobiliario especializado. La ausencia de la posibilidad de variar el perfil de una superficie en cualquiera de dichas aplicaciones da lugar a la creación de productos y sistemas que no están diseñados óptimamente, sino que, por el contrario, están configurados como compromisos entre finalidades de diseño conflictivas. En el caso de las superficies aerodinámicas para aeronave, se sabe que la fuerza opuesta total es resultado de la combinación del rozamiento entre la superficie aerodinámica y la corriente de aire alrededor de la misma, y el componente ascendente de la fuerza aplicada al ala de una aeronave. En este tipo de aplicación, pueden efectuarse innumerables variaciones entre el espesor de la superficie aerodinámica, la curvatura en sección transversal de la superficie de aerodinámica, la longitud y la anchura de la superficie aerodinámica, y similares. Por lo tanto, la superficie aerodinámica convencional, no es sino la implementación de un compromiso de diseño para obtener una relación de ascensión a fuerza opuesta aceptable, que es un parámetro de control de vuelo principal. Por consiguiente, existe una necesidad de una disposición que posibilite la variación ventajosa en la forma de una superficie aerodinámica y el perfil de las superficies de control asociadas.

Existe una necesidad de una disposición para variar las dimensiones y perfiles de superficies aerodinámicas, tales como alas de aeronave, para optimizar las mismas o diferentes condiciones de vuelo. De esta manera, por ejemplo, una configuración de ala que sería optima para un vuelo estable constante, sería diferente de la configuración del ala para la optimización durante el despegue y el aterrizaje. Sería además ventajoso que el perfil de la superficie aerodinámica fuera ajustable de manera que no sea constante en toda la longitud de la superficie aerodinámica, sino que varíe, ilustrativamente, para formar un alabeo a lo largo de la superficie de control del ala. Existe una necesidad de optimización de la configuración y del perfil de dichas superficies en otras aplicaciones, tales como en hidroalas para naves acuáticas y alerones para vehículos terrestres de alta velocidad.

Además de lo anterior, existe una necesidad de un sistema que permita la variación ventajosa del perfil de una superficie para aplicaciones no relacionadas con superficies aerodinámicas, hidroalas, alerones, y similares. Dichas otras aplicaciones pueden incluir, por ejemplo, superficies de asiento ajustables, que incluyen soportes posteriores así como pasadizos de fluido, cuyas dimensiones se desea variar, tales como un pasadizo de entrada de aire para el motor de un vehículo.

Por lo tanto, un objetivo de esta invención es proponer una disposición simple y económica para variar un perfil de una superficie.

Otro objetivo de esta invención es proponer una superficie de control ajustable para un ala fija de una aeronave.

Otro objetivo de esta invención es proponer una superficie de control ajustable para un ala rotatoria de una aeronave

o para la hélice de un submarino.

Es también un objetivo de esta invención proponer una superficie aerodinámica que tenga una configuración ajustable.

Otro objetivo de esta invención es proponer un ala de aeronave que se pueda optimizar para diferentes condiciones de vuelo.

Otro objetivo de esta invención es proponer una hidroala que tenga un perfil de superficie ajustable para una superficie de control.

Otro objetivo de esta invención es proponer una superficie de control variable para uso como alerón en un vehículo terrestre.

Es también otro objetivo de esta invención proponer un pasadizo de fluido que tenga un perfil variable.

Otro objetivo más de esta invención es proponer una superficie variable para una disposición de asiento.

Sumario de la Invención

Los anteriores y otros objetivos se logran mediante esta invención que provee mecanismos flexibles y disposiciones de operación para lograr variaciones ventajosas en perfiles de superficie que controlan y propulsan aeronaves y naves acuáticas.

De acuerdo con esta invención, se propone una disposición para producir una variación en el perfil de una superficie flexible. La disposición se propone con un bastidor flexible que tiene un primer elemento de bastidor variable resilientemente que tiene una primera superficie exterior y una primera superficie interior correspondientes, y un segundo elemento de bastidor variable resilientemente que tiene una segunda superficie exterior y una segunda superficie interior correspondientes. La primera superficie exterior está dispuesta en oposición sustancialmente distal a la segunda superficie exterior y en comunicación con la superficie flexible. De esta manera, la variación en el perfil de la superficie flexible es sensible ala variación en el perfil de la primera superficie exterior del bastidor flexible, además, se facilita un elemento de conexión que tiene una característica de resiliencia predeterminada. La disposición de conexión está acoplada resilientemente en un primer extremo de la misma a la primera superficie interior y en un segundo extreme de la misma a la segunda superficie interior. Un activador aplica una fuerza al segundo elemento de bastidor variable resilientemente con respecto a un elemento de soporte, lo que da lugar a una correspondiente variación en el perfil de la superficie flexible.

En una realización de la invención, se dispone además un acoplador de bastidor para acoplar el primer elemento de bastidor variable resilientemente a un elemento de soporte.

En otras realizaciones, de dispone además de un segundo elemento de conexión formado de un primer material que tiene una segunda característica de resiliencia predeterminada. El segundo elemento de conexión se acopla en un primer extreme del mismo a la primera superficie interior y en un segundo extreme del mismo a la segunda superficie interior. El primero y el segundo elementos de conexión están formados de materiales que tienen características de resiliencia sustancialmente idénticas. En una realización práctica, el primero y el Segundo elementos de conexión son longitudinales en configuración y están dispuestos sustancialmente paralelos entre sí.

En otras realizaciones, el primero y el segundo elementos de bastidor variables resilientemente están acoplados entre sí en una parte de los mismos distal del elemento de soporte. El elemento de soporte es, en algunas realizaciones, un larguero de un ala de una aeronave. Los elementos de bastidor variables resilientemente tienen respectivas primera y segunda características de resiliencia.

El activador está dispuesto, en algunas realizaciones, para ejercer una fuerza sustancialmente longitudinal. En otras realizaciones, el activador está dispuesto para ejercer un par de torsión, y está dispuesto para convertir el par de torsión en fuerza sustancialmente longitudinal.

Algunos de los usos potenciales de la invención incluyen disposiciones en las que:

la superficie flexible es una superficie de un ala de aeronave de ala fija;

la superficie flexible es una superficie de ala rotatoria de helicóptero;

la superficie flexible es una superficie de una hélice de nave acuática; y

la superficie flexible es una superficie de una quilla de nave acuática.

De acuerdo con otro aspecto del aparato de la invención, se propone una disposición para producción de una variación en...

 


Reivindicaciones:

1. Una disposición para la producción de una variación en el perfil de una superficie adaptativa, comprendiendo la disposición:

un bastidor (100) adaptativa que tiene,

un primer elemento (120) de bastidor variable resilientemente que tiene una primera superficie (122) exterior y una primera superficie (124 interior correspondientes, y

un segundo elemento (130) de bastidor variable resilientemente que tiene una segunda superficie (132) exterior y una segunda superficie (134) interior correspondientes.

estando dispuesta la primera superficie (122) exterior en oposición sustancialmente distal a la segunda superficie

(132) exterior y en comunicación con la superficie adaptativa, en la que la variación en el perfil de la superficie adaptativa es sensible a la variación en el perfil de la primera superficie (122) exterior de dicho bastidor (100) adaptativa;

un elemento (141) de conexión que tiene una característica de resiliencia predeterminada y que está acoplado resilientemente en un primer extreme del mismo a la primera superficie (124) interior y en el segundo extreme del mismo a la segunda superficie (134) interior; y un actuador (106) para aplicación de una fuerza al segundo elemento

(130) de bastidor variable resilientemente con respecto a un elemento (150) de soporte, con lo que la aplicación de la fuerza por dicho actuador (106) da lugar a una correspondiente variación en el perfil de la superficie adaptativa.

2. La disposición de la reivindicación 1, en la que hay además dispuesto un acoplador (151) de bastidor para acoplamiento del primer elemento (120) de bastidor variable resilientemente a un elemento (150) de soporte.

3. La disposición de la reivindicación 1, en la que hay además un segundo elemento (142, 143, 144) de conexión formado de un primer material que tiene una segunda característica de resiliencia predeterminada y que está acoplado en un primer extremo del mismo a la primera superficie (124) interior y en un segundo extremo del mismo a la segunda superficie (134) interior.

4. La disposición de la reivindicación 3, en la que dichos primero (141) y segundo (142,143,144) elementos de conexión están formados de materiales que tienen características de resiliencia sustancialmente idénticas.

5. La disposición de la reivindicación 3, en la que dichos primero (141) y segundo (142,143,144) elementos de conexión son longitudinales en configuración y están dispuestos sustancialmente paralelos entre sí.

6. La disposición de la reivindicación 1, en la que dichos primero (120) y segundo (130) elementos de bastidor variables resilientemente están acoplados entre sí en una parte de los mismos distal del elemento (150) de soporte.

7. La disposición de la reivindicación 1, en la que el elemento (150) de soporte es un larguero de un ala de una aeronave.

8. La disposición de la reivindicación 1, en la que dichos primero (120) y segundo (130) elementos de bastidor variables resilientemente tienen respectivas primera y segunda características de resiliencia.

9. La disposición de la reivindicación 1 en la que dicho activador (106) está dispuesto para ejercer una fuerza sustancialmente longitudinal.

10. La disposición de la reivindicación 9, en la que dicho activador (106) está dispuesto para ejercer un par de torsión.

11. La disposición de la reivindicación 10, en la que dicho activador (106) está dispuesto para convertir el par de torsión en una fuerza sustancialmente longitudinal.

12. La disposición de la reivindicación 1, en la que las superficies flexibles constituyen una superficie de un ala de una aeronave de ala fija.

13. La disposición de la reivindicación 1, en la que la superficie flexible es una superficie de un ala rotatoria de un helicóptero.

14. La disposición de la reivindicación 1, en la que la superficie flexible es una superficie de una hélice de una nave acuática.

15. La disposición de la reivindicación 1, en la que la superficie flexible es una superficie de una quilla de una nave acuática.

16. Una disposición de acuerdo con la reivindicación 1 para producción de una variación en los perfiles de una primera superficie adaptativa, comprendiendo además la disposición:

un segundo bastidor (404) adaptativa que tiene,

un respectivo primer elemento de bastidor variable resilientemente que tiene unas correspondientes primera superficie exterior y primera superficie interior, y

un respectivo segundo elemento de bastidor variable resilientemente que tiene unas correspondientes segunda superficie exterior y segunda superficie interior,

estando dispuestas las respectivas primera y segunda superficies exteriores en oposición sustancialmente distal entre sí y en comunicación unas asociadas respectivamente de la primera y segunda superficies adaptativas, en la que la variación en el perfil de las primera y segunda superficies adaptativa son sensibles a la variación en los perfiles de las primera y segunda superficies exteriores de dicho segundo bastidor (404) adaptativa;

un segundo elemento de conexión que tiene una característica de resiliencia predeterminada y que está acoplado resilientemente en un primer extremo del mismo a la primera superficie interior y en un segundo extremo del mismo a una segunda superficie interior, de dicho segundo bastidor (404) adaptativa;

un primer acoplador de bastidor para acoplamiento del primer elemento de bastidor variable resilientemente del primer bastidor (402) adaptativa; a un elemento de soporte.

un segundo acoplador para acoplamiento del primer elemento de bastidor variable resilientemente del segundo bastidor (404) adaptativa a un elemento de soporte;

un elemento (414, 415) de impulsión acoplado al segundo elemento de bastidor variable resilientemente de cada uno de los primero y segundo bastidores adaptativas; y

un actuador (410, 411) para aplicación de una fuerza a dicho elemento (414, 415) de impulsión con respecto al elemento de soporte, con lo que la aplicación de la fuerza por dicho actuador da lugar a una correspondiente variación en el perfil de las primeras superficies adaptativas de los primero (402) y segundo (404) bastidores adaptativas.

17. La disposición de la reivindicación 16, en la que dicho actuador (410, 411) comprende una disposición de toma de energía eléctrica asociada con un ala de una aeronave de ala rotatoria que suministra una fuerza que varía en respuesta a la posición angular del ala rotatoria.

18. La disposición de la reivindicación 16, en la que dicho actuador (410, 411) está dispuesto para convertir un par de torsión en una fuerza lineal.

19. La disposición de la reivindicación 16, en la que dichos primero (402) y segundo (404) bastidores adaptativas están dispuestos en relación acolada entre sí, y la primera superficie adaptativa está dispuesta para recubrir la primera superficie exterior de cada uno de dichos primero (402) y segundo (404) bastidores adaptativas.

20. La disposición de la reivindicación 19, en la que está provisto además de un material (510) resiliente de relleno dispuesto en medio de dichos primero y Segundo bastidores (525) adaptativas.

21. La disposición de la reivindicación 19, en la que esta provista de una segunda superficie adaptativa dispuesta para recubrir la segunda superficie exterior de cada uno de dichos primero (402) y segundo (404) bastidores adaptativas.

22. La disposición de la reivindicación 16, en la que dichos primero (402) y segundo (404) bastidores adaptativas están dispuestos en relación especular entre sí con lo que los respectivos segundos elementos de bastidor variables resilientemente de dichos primero (402) y segundo (404) bastidores adaptativas se comunican entre sí.

 

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