VEHÍCULO DE DESPEGUE Y ATERRIZAJE VERTICAL SIN PLANOS DE SUSTENTACIÓN GIRATORIOS.

Vehículo de despegue y aterrizaje vertical que consiste en un plano de sustentación delantero con geometría variable (1),

un plano de sustentación trasero con geometría variable (8), un plano de sustentación trasero con geometría fija (14), un fuselaje y una cabina de pasajeros caracterizado porque cada una de sus turbomáquinas denominadas en lo adelante, Termorreactor, está constituida por un compresor volumétrico rotativo de lóbulos (5), de paletas (51), centrífuga o equivalente cuya sección de aspiración rectangular (4) alimenta de aire comprimido un depósito (6) unido por una parte, a dos cámaras de combustión simétricas (11) cuyos gases quemados accionan dos turbinas simétricas de reacción (12) impulsando el compresor (51), y luego son evacuados por una tobera (13) de sección rectangular únicamente por encima del extradós (14) del plano de sustentación trasero con geometría fija creando así una fuerza de sustentación, y por otra parte, a otra cámara de combustión (71) del propulsor principal (7) de sección rectangular cuyos gases quemados (72) están directamente orientados hacia el extradós del plano de sustentación trasero con geometría variable (8) cuya incidencia, en modo de despegue, se desplaza de forma tal que se genere una fuerza de sustentación, y luego, en modo de vuelo, vuelve a ser llevada a su posición a fin de generar fuerzas de sustentación y de resistencia óptimas

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2007/001452.

Solicitante: AGUILAR, MICHEL.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 33 RUE MARCEL PAGNOL F-31320 CASTANET TOLOSAN FRANCIA.

Inventor/es: AGUILAR,MICHEL.

Fecha de Publicación: 24 de Febrero de 2011.

Fecha Solicitud PCT: 10 de Septiembre de 2007.

Clasificación Internacional de Patentes:

B64C21/04 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA. › B64C AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón de aire B60V). › B64C 21/00 Perturbación del flujo de aire sobre las superficies de aeronaves actuando sobre el flujo de la capa límite (control de capa límite en general F15D). › para el soplado (B64C 21/08 tiene prioridad).
B64C29/00B3B
B64C3/38B
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.
B64C39/08 B64C […] › B64C 39/00 Aeronaves no previstas en otro lugar. › que tienen múltiples alas.
B64D27/16 B64 […] › B64D EQUIPAMIENTO INTERIOR O ACOPLABLE A AERONAVES; TRAJES DE VUELO; PARACAIDAS; DISPOSICIONES O MONTAJE DE GRUPOS MOTORES O DE TRANSMISIONES DE PROPULSION EN AERONAVES. › B64D 27/00 Disposición o montaje de grupos motores en aeronaves; Aeronaves así caracterizadas (Control de la actitud, la dirección de vuelo o la altitud por reacción a chorro B64C). › del tipo reactor.

Clasificación PCT:

B64C21/04 B64C 21/00 […] › para el soplado (B64C 21/08 tiene prioridad).
B64C21/06 B64C 21/00 […] › para la succión (B64C 21/08 tiene prioridad).
B64C23/00 B64C […] › Perturbación del flujo de aire sobre las superficies de aeronaves no prevista en otro lugar.
B64C29/00 B64C […] › Aeronaves con capacidad de despegue o aterrizaje vertical (Control de la actitud, la dirección de vuelo o la altitud por reacción a chorro B64C 15/00; giroaviones B64C 27/00; vehículos de colchón de aire B60V; detalles de plantas propulsoras a reacción, p. ej. de toberas o conducciones del chorro, F02K).

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:

Vehículo de despegue y aterrizaje vertical sin planos de sustentación giratorios.

La presente invención está relacionada con un vehículo de despegue y aterrizaje vertical sin planos de sustentación giratorios.

En la actualidad, solamente los vehículos con planos de sustentación giratorios (helicópteros), las aeronaves con planos de sustentación propulsores oscilantes, denominados Convertibles, y las aeronaves de reacción en las cuales al menos una tobera se puede orientar hacia abajo, permiten un despegue y un aterrizaje vertical, así como el vuelo estacionario (sustentación). El desplazamiento horizontal se asegura por una ligera oscilación hacia la parte delantera del rotor principal por el helicóptero, una rotación de aproximadamente 90 grados hacia la parte delantera del conjunto planos de sustentación - fuerza propulsora para los Convertibles, y una orientación casi horizontal de la tobera para los aviones de reacción.

El vehículo de acuerdo a la invención permite librarse de estos movimientos de rotación y orientación complejos mecánicamente para asegurar el despegue y el aterrizaje vertical. Este se basa en la siguiente evidencia:

• la turbomáquina (reactor) utilizada para generar la fuerza propulsora de las aeronaves aspira aire en un colector de entrada de aire, lo comprime, lo mezcla con un carburante (queroseno...), provoca su combustión,y luego expulsa hacia atrás a gran velocidad y a alta temperatura estos gases quemados a través de una tobera.

• la fuerza propulsora es el producto del flujo másico (casi el número de kg de aire aspirado por segundo) por la diferencia de velocidades entrada - salida de los gases.

Por consiguiente, colocando planos de sustentación adaptados (geometría, incidencia y perfil variables, espesor, materiales...) para la entrada de aire del compresor de la turbomáquina y la salida por la tobera de forma tal que los flujos de entrada-salida de la turbomáquina ocurran únicamente en sus extradós, aparece una fuerza de sustentación que asegura así el despegue y el aterrizaje vertical, como se indica en el documento GB 955 845.

La turbomáquina de acuerdo a la invención está caracterizada por su propulsor denominado en lo adelante, Termorreactor, que entre sus propiedades está la de generar flujos de entrada al compresor - salida por una tobera con secciones rectangulares adaptadas a los chorros de aire sobre el extradós de los planos de sustentación antes mencionados.

En la actualidad las turbomáquinas que originan una fuerza propulsora se dividen principalmente de la siguiente forma:

1;- El turborreactor: éste toma una masa de aire de la atmósfera, la comprime con la ayuda de un compresor de centrífugo o axial, la mezcla con un carburante (queroseno,...), la quema en una cámara de combustión, y luego orienta estos gases quemados hacia una turbina cuya función es transformar una parte de la energía térmica en energía mecánica de rotación para impulsar el compresor convirtiendo así la turbo máquina en autónoma. Estos gases quemados son posteriormente expulsados a gran velocidad hacia la atmósfera a través de una tobera, produciendo entonces la fuerza propulsora.

2;- el estatorreactor: posee una de las estructuras mecánicas más simples (sin compresor mecánico ni turbina), permite alcanzar grandes velocidades de desplazamiento pero necesita previamente una velocidad inicial de avance importante para que la compresión del aire pueda realizarse por "simple" efecto aerodinámico en su entrada de aire.

3;- el pulsorreactor, sobre todo utilizado durante la última guerra por los alemanes con los famosos V1, que funcionaban en un modo pulsado.

El termorreactor de acuerdo a la invención reúne las ventajas de estos tres modos de propulsión tomando en cuenta que un compresor volumétrico rotativo de paletas, de lóbulos (Roots) o equivalente cuya entrada de aire es de sección rectangular aspira una masa de aire tomada de la atmósfera para comprimirla y luego orientarla hacia un depósito llamado de tránsito. De este depósito parten diferentes conductos que alimentan:

1;- el turborreactor: a través de una cámara de combustión abierta sobre una turbina de acción (o reacción) cuya función es convertir una parte de la energía calórica producida en la cámara de combustión en energía mecánica de rotación necesaria para impulsar el compresor. Entonces el turborreactor se vuelve autónomo. La energía calórica restante es posteriormente transformada en energía cinética. Los gases quemados son entonces acelerados por una tobera adaptada y son soplados solamente sobre el extradós de un plano de sustentación colocado consecuentemente.

2;- el estatorreactor: a través de otra cámara de combustión, la energía calórica de los gases quemados altamente energéticos es convertida totalmente en energía cinética, y dichos gases son entonces directamente (más la turbina) orientados por una tobera adaptada y expulsados a gran velocidad produciendo así la fuerza propulsora buscada.

Por otra parte, cada uno de los conductos que enlaza el depósito con la cámara de combustión está equipado de una válvula cuya función es controlar de manera óptima los diferentes flujos de aire acordados en las fases de funcionamiento del termorreactor.

Según estas diferentes fases de Despegue, Aterrizaje o Vuelo, los planos de sustentación delanteros y traseros presentarán las propiedades siguientes:

1 - En el Despegue

- Plano de sustentación delantero:

Para crear una fuerza de sustentación sobre este plano de sustentación, los gases quemados producidos en una cámara de combustión y su tobera de secciones rectangulares ubicadas en el interior de este plano de sustentación delantero, se liberarán con una velocidad consecuente, únicamente sobre el extradós de geometría variable que presenta entonces una curvatura óptima durante esta fase de despegue. Los gases quemados se liberarán seguidamente al exterior por una abertura dispuesta por debajo de la entrada de aire principal del compresor.

- Plano de sustentación trasero: 1;- Los gases quemados del turborreactor expulsados a gran velocidad de su cámara de combustión y su tobera de secciones rectangulares, tras haber cedido una parte de su energía a la turbina para impulsar el compresor, se liberarán por encima del único extradós con un perfil con curvatura fija, generando así una fuerza de sustentación complementaria.

2;- Los gases quemados muy energéticos expulsados de la cámara de combustión de sección rectangular del propulsor principal (estatorreactor), se liberarán sobre el único extradós de un plano de sustentación cuya incidencia variable se estabiliza con el fin de generar una fuerza de sustentación máxima durante esta fase de despegue.

2 - Durante el Vuelo

En el vuelo de avance, la fuerza de sustentación principal se asegura rápidamente por el fuselaje y su cabina diseñados alrededor de un perfil de ala; esta fuerza de sustentación es completada por las de 2 planos de sustentación traseros fijos y la del plano de sustentación con incidencia variable estabilizada de forma tal que su resistencia sea mínima:

- Plano de sustentación delantero:

La fuerza de sustentación desarrollada sobre este plano ya no se justifica - entonces la cámara de combustión se apaga -, su extradós se vuelve a llevar a una curvatura tal que las fuerzas de resistencia son mínimas.

- Plano de sustentación trasero:

Durante el vuelo de avance, este plano vuelve a llevarse a una incidencia que lo inscribe entonces en la prolongación global del Termorreactor de forma que presente solo una resistencia mínima, mientras que genera justamente la fuerza de sustentación necesaria.

Se instalan dos palas sobre el extradós y el intradós del grupo propulsor a fin de mantener una temperatura aceptable en los planos traseros sometidos permanentemente al flujo de los gases muy calientes expulsados del propulsor principal...

Reivindicaciones:

1. Vehículo de despegue y aterrizaje vertical que consiste en un plano de sustentación delantero con geometría variable (1), un plano de sustentación trasero con geometría variable (8), un plano de sustentación trasero con geometría fija (14), un fuselaje y una cabina de pasajeros caracterizado porque cada una de sus turbomáquinas denominadas en lo adelante, Termorreactor, está constituida por un compresor volumétrico rotativo de lóbulos (5), de paletas (5₁), centrífuga o equivalente cuya sección de aspiración rectangular (4) alimenta de aire comprimido un depósito (6) unido por una parte, a dos cámaras de combustión simétricas (11) cuyos gases quemados accionan dos turbinas simétricas de reacción (12) impulsando el compresor (5₁), y luego son evacuados por una tobera (13) de sección rectangular únicamente por encima del extradós (14) del plano de sustentación trasero con geometría fija creando así una fuerza de sustentación, y por otra parte, a otra cámara de combustión (7₁) del propulsor principal (7) de sección rectangular cuyos gases quemados (7₂) están directamente orientados hacia el extradós del plano de sustentación trasero con geometría variable (8) cuya incidencia, en modo de despegue, se desplaza de forma tal que se genere una fuerza de sustentación, y luego, en modo de vuelo, vuelve a ser llevada a su posición a fin de generar fuerzas de sustentación y de resistencia óptimas.

2. Vehículo según la reivindicación 1 caracterizado porque, en modo de despegue, bajo la acción de un mecanismo (3) neumático con resorte de retroceso o equivalente, el extradós (2) unido al plano de sustentación delantero con geometría variable (1) por articulaciones apropiadas, presenta entonces una curvatura máxima sobre la cual corren los gases quemados (9₂) producidos en una 3era cámara de combustión (9) de la misma arquitectura que la cámara de combustión (7₁), creando entonces una fuerza de sustentación (2₁), los gases se evacuan seguidamente al exterior por la tobera (9₃) - abertura instalada bajo la entrada de aire del compresor -, y en modo de vuelo -la 3era cámara de combustión (9) está apagada -, este extradós (2) del plano de sustentación delantero con geometría variable (1) vuelve a ser llevado por el mecanismo (3) a una curvatura tal que el plano de sustentación delantero (1) presenta un perfil con resistencia mínima.

3. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el depósito de carburante y la batería eléctrica, ambas instaladas en el fuselaje, son transformadas en móviles a fin de mantener el equilibrio estático y dinámico del vehículo durante sus diferentes modos de vuelo.

4. Vehículo según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque la cabina de pasajeros, en caso de avería grave, se puede independizar de dicho vehículo y luego, tras desplegar bolsas de aire bajo su piso y abrir un paracaídas, puede continuar su descenso hasta el suelo preservando la integridad física de los pasajeros.

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