Un avión que comprende un par de alas (52), un par de superficies aerodinámicas (54) y un par de turborreactores de doble flujo de derivación,

estando montado cada uno de dichos motores en una de las alas (52), en el que cada motor comprende un módulo (10), que comprende una carcasa (28) generalmente alargada, una parte central (12) que se extiende a lo largo de la longitud del módulo (10) para dejar escapar el gas de escape caliente desde el motor, y una porción periférica (14) que rodea la porción central (12) para el aire de derivación desde el motor; y en el que la carcasa (28) incluye, al menos, una salida (17, 32) proporcionada desde la parte periférica (14) del módulo (10) a través de la carcasa (28), para posibilitar que una porción del aire de derivación se separe del resto del aire de derivación y se dirija fuera del módulo (10) a un ángulo respecto del eje del módulo (10); CARACTERIZADO PORQUE: las superficies aerodinámicas del par de superficies aerodinámicas (54) están dispuestas en el cuerpo del avión en una posición más baja que la posición de un ala respectiva (52) del par de alas (52); en el que los motores y módulos (10) están dispuestos de manera que al menos parte de la porción separada del aire de derivación que se dirige fuera del módulo (10) se deja escapar fuera del módulo (10) a través de la salida (17, 32) al aire circundante, y acelera un flujo de aire experimentado por el avión debido a un movimiento hacia delante del avión, de manera que la parte separada del aire de derivación que se dirige fuera del módulo, a través de la salida (17, 32), fluye sobre al menos parte de una superficie superior de la superficie aerodinámica (54) asociada cuando el avión (50) viaja a una velocidad predeterminada

La presente invención se refiere a un avión que incluye un motor mejorado.

Los turborreactores de doble flujo con derivación de chorro son sistemas de propulsión bien conocidos para aviones.

Un turborreactor de doble flujo con derivación de chorro incluye un turborreactor de doble flujo que tiene una entrada para aire, un compresor para comprimir el aire de entrada, una sección de combustión, en la que el combustible se quema para provocar la expansión del aire comprimido, y una turbina que se hace girar mediante el aire comprimido, calentado y expandido. El aire comprimido, calentado y expandido pasa a través de la parte trasera del motor como un chorro de gas calentado. La rotación de la turbina se usa para accionar el compresor, que comprime el aire entrante. Adicionalmente, la rotación de la turbina se usa para accionar un ventilador de entrada que dirige el aire al interior del motor. Una porción del aire de entrada se hace pasar al compresor, para la comprensión en el turborreactor de doble flujo. Otra porción del aire se canaliza alrededor del turborreactor de doble flujo como aire “de derivación”. Este aire fluye a través del canal de derivación a una alta velocidad. Se proporcionan mezcladoras en una parte corriente abajo del motor, para mezclar el aire de derivación frío, a alta velocidad, con el chorro de gas calentado que escapa del turborreactor de doble flujo. Juntos, el aire de derivación de alta velocidad y el gas de escape calentado mezclados se eyectan desde el motor para proporcionar empuje.

El chorro generalmente horizontal del gas de escape desde el motor proporciona empuje hacia delante para propulsar un avión en el que está montado el motor. Cuando el avión está en el suelo, y se acelera para alcanzar una cierta velocidad, el avión es capaz de despegar. Sin embargo, especialmente para aviones grandes, es necesario proporcionar una pista larga para posibilitar que el empuje del motor a reacción acelere el avión a la velocidad requerida para posibilitar que el avión despegue. Esto significa que el avión sólo es capaz de despegar y, por lo tanto, sólo es capaz de aterrizar en localizaciones donde hay una pista suficientemente larga. Esto significa que el avión, a menudo, no es capaz de aterrizar cerca del destino final de los pasajeros.

Se conocen aviones de despegue y aterrizaje vertical y corto (V/STOL). Se sabe cómo montar un turborreactor de doble flujo en un avión, de manera que todo flujo de salida del motor o del reactor puede hacerse girar, de manera que el chorro del gas de escape del motor salga a chorro en una dirección generalmente vertical, en lugar de en una dirección horizontal. Es el chorro vertical produce el empuje ascendente, que permite que el avión despegue sin requerir una alta velocidad. Un ejemplo del uso de dicho sistema se encuentra en el avión de despegue vertical “Harrier” bien conocido. Sin embargo, aunque este chorro vertical puede permitir que el avión despegue verticalmente, éste usa una cantidad significativa de energía y, por lo tanto, no es una manera eficaz para el despegue de un avión.

El documento US 3.893.638 sobre el que está caracterizada la reivindicación independiente, desvela un avión STOL (de despegue y aterrizaje cortos) que dirige una porción del flujo de aire de derivación hacia el suelo, dirigiéndolo a través de un conducto en un ala, y entre los alerones superiores e inferior proporcionados en un borde corriente abajo del ala. Se conocen otras disposiciones de STOL y V/STOL a partir de los documentos US 3.863.867, US

4.358.074 y US 3.149.805.

El uso de aire de derivación creado por un turborreactor de doble flujo de derivación para accionar un rotor se conoce a partir del documento US 3.381.474.

El documento US 4.205.813 cita el efecto Coanda para dirigir el empuje horizontal creado por un motor a reacción hacia el suelo, cuando fluye sobre una superficie aerodinámica.

El documento US 2003/033798 desvela un sistema de vectorización de empuje para su uso en controlar la dirección, altitud, cabeceo, alabeo, guiñada y rotación de un avión VTOL.

Las disposiciones de separador y mezcladora para su uso en motores de derivación se conocen a partir de los documentos US 2002/073690, US 4.077.206 y US 4.481.698. El documento US 4.731.991 desvela una disposición de inversor de empuje.

Otro problema con los turborreactores de doble flujo de derivación existentes es que el motor genera una cantidad considerable de ruido. Una fuente de ruido es el procedimiento de combustión en el motor, y las vibraciones asociadas con el procedimiento de combustión. El ruido del reactor se genera adicionalmente cuando el gas caliente que escapa del extremo de cola del motor entra en contacto con el aire ambiente frío y, de esta manera, induce una expansión rápida de este aire ambiente. Es deseable reducir la cantidad de ruido emitido por un motor para reducir la cantidad de alteración provocada por el tráfico aéreo, en particular en áreas densamente pobladas.

De acuerdo con la presente invención se proporciona un avión que comprende un par de alas, un par de superficies aerodinámicas y un par de turborreactores de doble flujo de derivación. Cada uno de los motores está montado en una de las alas. Cada motor comprende un módulo que comprende una carcasa generalmente alargada, extendiéndose una porción central a lo largo de la longitud del módulo para dejar escapar el gas de escape caliente desde el motor, y una porción periférica que rodea la porción central para el aire de derivación desde el motor. La carcasa incluye, al menos, una salida provista desde la porción periférica del módulo, a través de la carcasa, para posibilitar que una porción del aire de derivación se separe del resto del aire de derivación y se dirija fuera del módulo, a un ángulo respecto al eje del módulo. Las superficies aerodinámicas del par de superficies aerodinámicas están dispuestas sobre el cuerpo del avión, en una posición inferior que la posición de un ala respectiva del par de alas. Los motores y módulos están dispuestos de manera que al menos parte de la porción separada del aire de derivación, que se dirigen fuera del módulo, escapa fuera del módulo a través de la salida, al aire circundante, y acelera un flujo de aire experimentado por el avión debido a movimiento hacia delante del avión, de manera que la porción separada del aire de derivación que se dirige fuera del módulo a través de las salidas, fluye sobre al menos parte una superficie superior de la superficie aerodinámica asociada, cuando el avión viaja a una velocidad predeterminada.

El resto del aire de derivación se escapa en la dirección horizontal, y está disponible para crear empuje horizontal.

El módulo puede proporcionarse como un módulo separado, que puede añadirse al extremo de escape de un motor, o puede formarse junto con el motor. El aire de derivación que se dirige a través de la salida proporciona un elemento de empuje. Proporcionando la salida a un ángulo respecto al eje del módulo, en concreto a un ángulo respecto a la dirección del gas de escape desde la parte trasera del motor, este aire redirigido generará empuje en una dirección diferente de la del gas de escape normal desde el motor. Durante el funcionamiento normal del motor, en el que el gas de escape principal escapa generalmente de forma horizontal desde la parte trasera del motor, la porción del aire de derivación puede dirigirse generalmente de forma vertical para producir una fuerza de empuje vertical. Ésta puede usarse en el despegue para aumentar la fuerza ascensional y, por lo tanto, disminuir la velocidad a la que el avión necesita desplazarse para el despegue. Esto significa, a su vez, que el avión puede despegar desde una pista más corta de lo que sería posible de otra manera, lo que a su vez hace que el avión pueda utilizarse en más localizaciones, a menudo más cercanas al destino pretendido. Durante el aterrizaje el avión puede desacelerarse por debajo de la velocidad de pérdida normal del avión, que es la velocidad horizontal requerida para crear una fuerza ascensional suficiente para mantener el avión suspendido en el aire cuando la porción del aire de derivación no se redirige, mientras que aún permanece suspendido en el aire puesto que se crea una fuerza ascensional adicional por el flujo de aire de derivación dirigido hacia abajo. De esta manera, el avión puede hacerse volar a una velocidad reducida justo antes de tocar el suelo. De esta manera, pueden reducirse las fuerzas de frenado requeridas para... [Seguir leyendo]

1. Un avión que comprende un par de alas (52), un par de superficies aerodinámicas (54) y un par de turborreactores de doble flujo de derivación, estando montado cada uno de dichos motores en una de las alas (52),

en el que cada motor comprende un módulo (10), que comprende una carcasa (28) generalmente alargada, una parte central (12) que se extiende a lo largo de la longitud del módulo (10) para dejar escapar el gas de escape caliente desde el motor, y una porción periférica (14) que rodea la porción central (12) para el aire de derivación desde el motor; y

en el que la carcasa (28) incluye, al menos, una salida (17, 32) proporcionada desde la parte periférica (14) del módulo (10) a través de la carcasa (28), para posibilitar que una porción del aire de derivación se separe del resto del aire de derivación y se dirija fuera del módulo (10) a un ángulo respecto del eje del módulo (10);

CARACTERIZADO PORQUE:

las superficies aerodinámicas del par de superficies aerodinámicas (54) están dispuestas en el cuerpo del avión en una posición más baja que la posición de un ala respectiva (52) del par de alas (52);

en el que los motores y módulos (10) están dispuestos de manera que al menos parte de la porción separada del aire de derivación que se dirige fuera del módulo (10) se deja escapar fuera del módulo (10) a través de la salida (17, 32) al aire circundante, y acelera un flujo de aire experimentado por el avión debido a un movimiento hacia delante del avión, de manera que la parte separada del aire de derivación que se dirige fuera del módulo, a través de la salida (17, 32), fluye sobre al menos parte de una superficie superior de la superficie aerodinámica (54) asociada cuando el avión (50) viaja a una velocidad predeterminada.

2. Un avión de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un medio de accionamiento

(16) dispuesto para provocar que dicha porción separada del aire de derivación se dirija fuera del módulo (10) a través de la salida (17, 32).

3. Un avión de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que un estado de abertura de la salida (17) puede controlarse de forma selectiva.

4. Un avión de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, en el que se proporciona un tabique deflector ajustable

(18) dentro de la parte periférica (14) del módulo (10).

5. Un avión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuesto de manera que el estado de abertura de la salida (17, 32) y/o un estado de despliegue del tabique deflector ajustable (18) puede controlarse de forma selectiva para variar la cantidad de aire de derivación que se permite que escape a través de la abertura (17, 32).

6. Un avión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuesto de manera que la orientación relativa del aire a través de la salida (17, 32) se controla selectivamente.

7. Un avión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye adicionalmente un separador (38, 40, 42, 44) entre las porciones central (12) y periférica (14).

8. Un avión de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el separador (38, 40, 42, 44) está en forma de una red abierta de malla porosa.

9. Un avión de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el separador (38, 40, 42, 44) está en forma de una malla de fibra de ferrita porosa.

10. Un avión de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en el que la porosidad de la malla porosa (40, 42, 44) en una parte corriente abajo del separador es mayor que la porosidad de la malla porosa (38, 40, 42) en una parte corriente arriba de la parte corriente abajo.

11. Un avión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye adicionalmente sensores proporcionados para detectar la extensión en la que están abiertas las salidas (17, 32) y/o la dirección del flujo de aire a través de las salidas (17, 32) y/o la velocidad del aire que pasa a través de las salidas (17, 32), para asegurar que estas son sustancialmente iguales.

12. Un avión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la velocidad predeterminada es la velocidad de pérdida normal del avión (50) o una velocidad adecuada para despegar y/o aterrizar el avión (50).

13. Un avión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la parte de la superficie superior es una parte corriente abajo de la superficie superior.

14. Un procedimiento de operación de un avión (50) durante el despegue, que comprende: proporcionar un avión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores; 5 acelerar el avión (50) hasta o a la velocidad predeterminada;

empezar a redirigir dicha porción separada del aire de derivación una vez que se haya alcanzado la velocidad predeterminada.

15. Un procedimiento de operación de un avión (50) durante el aterrizaje, que comprende: proporcionar un avión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12; 10 aproximarse a una pista a una velocidad de aterrizaje;

empezar a redirigir dicha porción separada del aire de derivación mientras el avión (50) está suspendido en el aire.