Aeronave que incluye estructuras aerodinámicas.

Una aeronave que comprende:

un casco (12) configurado para que contenga un gas;

y

por lo menos un montaje de propulsión (31) acoplado al casco (12) y que incluye un dispositivo de propulsión (415);

caracterizado por

un componente aerodinámico orientado longitudinalmente (2000) dispuesto en una parte central de una superficie superior del casco (12), el componente aerodinámico orientado longitudinalmente (2000) incluye una pluralidad de estructuras de carenado que incluyen una o más aletas anteriores (2010), en donde por lo menos un componente aerodinámico orientado longitudinalmente (2000) se configura para dirigir el flujo de aire alrededor de la aeronave; y

dos componentes aerodinámicos orientados transversalmente (2000) dispuestos longitudinalmente, respectivamente, del componente aerodinámico orientado longitudinalmente, los componentes aerodinámicos orientados transversalmente incluyen una pluralidad de estructuras de carenado que incluyen una o más aletas anteriores (2010) configuradas para dirigir el flujo de aire.

Aeronave que incluye estructuras aerodinámicas.

Prioridad

Esta solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la Solicitud Provisional Estadounidense No. 61/470, 025, presentada en marzo 31, 2011, titulada "AERONAVE QUE INCLUYE ESTRUCTURAS AERODINÁMICAS, DE 5 FLOTACIÓN, Y DESPLEGABLES"

Campo de la invención La presente descripción se dirige a una aeronave y características de la misma.

Antecedentes

La presente invención se relaciona con una aeronave que incluye estructuras aerodinámicas, de flotación y 10 desplegables. Cada una de la Patente Estadounidense No. 7, 866, 601, que se considera es la técnica anterior más cercana, publicada en febrero 11, 2011, Solicitud de Patente Estadounidense No. 12/957, 989, presentada en diciembre 1, 2010, Solicitud de Patente Estadounidense No. 12/222, 355, presentada en agosto 7, 2008, Patente Estadounidense No. D583, 294, publicada en diciembre 23, 2008, Patente de Diseño Estadounidense No. 29/366, 163, presentada en julio 20, 2010, y Solicitud de Patente Provisional Estadounidense No. 61/366, 125, presentada en julio 20, 2010 describe 15 la materia objeto relacionada con la presente invención.

Las aeronaves aerostáticas más ligeras que el aire han tenido uso sustancial desde 1783 luego del primer vuelo tripulado exitosamente del globo aerostático de los hermanos Montgolfier. Se han hecho numerosas mejoras desde ese momento, pero el diseño y concepto de los globos aerostáticos tripulados permanece sustancialmente similar. Dichos diseños pueden incluir una góndola para llevar un piloto y pasajeros, un dispositivo de calefacción (por ejemplo, un 20 soplete de propano) , y una envoltura grande o bolsa fijada a la góndola y configurada para ser llenada con aire. El piloto luego puede utilizar el dispositivo de calefacción para calentar el aire hasta que las fuerzas de flotación aerostáticas ejerzan suficiente fuerza en la envoltura para levantar un globo y una góndola. La navegación de dicha aeronave ha probado ser difícil, principalmente debido a las corrientes de viento y carece de unidades de propulsión para dirigir el globo. 25

Para mejorar el concepto del vuelo más liviano que el aire, algunas aeronaves más ligeras que el aire han evolucionado para incluir unidades de propulsión, instrumentos de navegación, y controles de vuelo. Dichas adiciones le pueden permitir al piloto de dicha aeronave dirigir el empuje de las unidades de propulsión en dicha dirección con el fin de provocar que la aeronave proceda según se desee. Las aeronaves que utilizan unidades de propulsión e instrumentos de navegación no utilizan normalmente aire caliente como un gas de elevación (aunque se puede utilizar aire caliente) , 30 muchos pilotos en cambio prefieren gases de elevación más livianos que el aire tales como hidrógeno y helio. Estas aeronaves también pueden incluir una envoltura para retener el gas más liviano que el aire, un área de tripulación, y un área de carga, entre otras cosas. Las aeronaves son normalmente aerodinámicas en una forma similar a dirigible o zepelín, que, mientras que proporciona arrastre reducido, puede someter a la aeronave a afectos aeronáuticos adversos (por ejemplo, orientación con relación a la corriente, también conocida como orientación con relación al viento) . 35

Las aeronaves diferentes a globos aerostáticos tradicionales se pueden dividir en diversas clases de construcción: del tipo rígido, semi-rígido, no rígido, e híbrido. Las aeronaves rígidas normalmente poseen estructuras rígidas que contienen múltiples celdas o globos con gas no presurizado para proporcionar elevación. Dichas aeronaves no dependen de manera general de la presión interna de las celdas de gas para mantener su forma. Las aeronaves semi-rígidas utilizan generalmente alguna presión dentro de una envoltura de gas para mantener su forma, pero también 40 pueden tener estructuras a lo largo de una parte inferior de la envoltura para los propósitos de distribuir las cargas de suspensión dentro de la envoltura y para permitir presiones de envoltura inferiores, entre otras cosas. Las aeronaves rígidas utilizan normalmente exceso de nivel de presión de la presión del aire circundante con el propósito de retener su forma y cualquier carga asociada con dispositivos que llevan carga que están soportados por la envoltura de gas y telas asociadas. El dirigible de uso común es un ejemplo de una aeronave no rígida. 45

Las aeronaves híbridas pueden incorporar elementos de otros tipos de aeronaves, tales como una estructura de cargas de soporte y una envoltura que utiliza presión asociada con un gas de elevación para mantener su forma. Las aeronaves híbridas también pueden combinar características de aeronaves más pesadas que el aire (por ejemplo, aviones y helicópteros) y tecnología más ligera que el aire para generar estabilidad y elevación adicional. Cabe notar que muchas aeronaves, cuando se cargan completamente con carga y combustible, pueden ser más pesadas que el 50 aire y de esta forma pueden utilizar su sistema de propulsión y forma para generar elevación aerodinámica necesaria para permanecer en el aire. Sin embargo, en el caso de una aeronave híbrida, el peso de la aeronave y la carga se pueden compensar sustancialmente por la elevación generada por fuerzas asociadas con un gas de elevación tal como, por ejemplo, helio. Estas fuerzas se pueden ejercer sobre la envoltura, mientras que la elevación complementaria puede resultar de fuerzas de elevación aerodinámicas asociadas con el casco. 55

Una fuerza de elevación (es decir, flotación) asociada con un gas más liviano que el aire puede depender de diversos factores, que incluyen temperatura y presión ambiente, entre otras cosas. Por ejemplo, a nivel del mar, aproximadamente un metro cúbico de helio puede balancear aproximadamente una masa de un kilogramo. Por lo tanto, una aeronave puede incluir una envoltura correspondientemente grande con la cual se mantiene suficiente gas de elevación para levantar la masa de la aeronave. Las aeronaves configuradas para levantar carga pesada pueden utilizar 5 una envoltura de un tamaño según se desee para la carga que se va a levantar.

El diseño de casco y aerodinámica de aeronaves puede proporcionar elevación adicional una vez la aeronave está en marcha, sin embargo, aeronaves aerodinámicas previamente diseñadas, en particular, pueden experimentar efectos adversos en función de fuerzas aerodinámicas en razón a dichos diseños de casco. Por ejemplo, una de dichas fuerzas puede ser de orientación con relación al viento, que puede ser provocada por vientos ambiente que actúan en diversas 10 superficies de la aeronave. El término "orientación con relación al viento" se deriva de la acción de una veleta, que gira alrededor de un eje vertical y siempre se alinea con dirección del viento. La orientación con relación al viento puede ser un efecto indeseable que puede provocar que las aeronaves experimenten cambios de rumbo importantes en función de una velocidad asociada con el viento. Dicho efecto puede resultar por lo tanto en velocidades terrestres menores y consumo de energía adicional durante el recorrido. Las aeronaves más ligeras que el aire pueden ser particularmente 15 susceptibles a orientación con relación al viento y, por lo tanto, puede ser deseable diseñar una aeronave más ligera que el aire para minimizar el efecto de dichas fuerzas.

De otra parte, las aeronaves tienen una forma de casco con una longitud que es similar al ancho que puede exhibir estabilidad reducida, particularmente a velocidades más rápidas. De acuerdo con lo anterior, la relación de aspecto de longitud a ancho (longitud:ancho) de una aeronave se puede seleccionar de acuerdo con el uso pretendido de la 20 aeronave.

El aterrizaje y aseguramiento de la aeronave más ligera que el aire también puede presentar problemas únicos en función de la susceptibilidad a las fuerzas aerodinámicas adversas. Aunque muchas aeronaves más ligeras que el aire pueden realizar maniobras "despegue y aterrizaje vertical" (VTOL) , una vez dicha aeronave alcanza un punto cerca a la tierra, una fase de aterrizaje final puede implicar acceso listo para una tripulación en tierra (por ejemplo, varias 25 personas) y/o un aparato de acoplamiento para vincular o de otra forma asegurar la aeronave a tierra. Sin acceso a dichos elementos, la aeronave puede ser arrastrada lejos por corrientes aéreas u otras fuerzas no controlables mientras que el piloto de la aeronave intenta salir y manejar la fase de aterrizaje final. Por lo tanto, los sistemas y métodos permiten aterrizaje y puede ser deseable asegurar una aeronave por uno o más pilotos.

Adicionalmente, las aeronaves pueden incluir compartimientos de... [Seguir leyendo]

1. Una aeronave que comprende:

un casco (12) configurado para que contenga un gas; y

por lo menos un montaje de propulsión (31) acoplado al casco (12) y que incluye un dispositivo de propulsión (415) ;

caracterizado por 5

un componente aerodinámico orientado longitudinalmente (2000) dispuesto en una parte central de una superficie superior del casco (12) , el componente aerodinámico orientado longitudinalmente (2000) incluye una pluralidad de estructuras de carenado que incluyen una o más aletas anteriores (2010) , en donde por lo menos un componente aerodinámico orientado longitudinalmente (2000) se configura para dirigir el flujo de aire alrededor de la aeronave; y

dos componentes aerodinámicos orientados transversalmente (2000) dispuestos longitudinalmente, respectivamente, 10 del componente aerodinámico orientado longitudinalmente, los componentes aerodinámicos orientados transversalmente incluyen una pluralidad de estructuras de carenado que incluyen una o más aletas anteriores (2010) configuradas para dirigir el flujo de aire.

2. La aeronave de la reivindicación 1, en donde el casco (12) comprende una estructura de soporte (20) , y en donde por lo menos un montaje de propulsión (31) comprende: 15

un primer montaje de propulsión (31) fijado operativamente a una primera sección de la estructura de soporte (20) y configurado para controlar un movimiento de balance de la aeronave;

un segundo montaje de propulsión (31) fijado operativamente a una segunda sección de la estructura de soporte (20) y configurado para controlar un movimiento de guiñada de la aeronave; y

un tercer ensamble de propulsión (31) fijado operativamente a una tercera sección de la estructura de soporte (20) y 20 configurado para controlar un movimiento de cabeceo de la aeronave.

3. La aeronave de la reivindicación 1, en donde una superficie externa del casco (12) comprende:

un material que convierte la energía solar.

4. La aeronave de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

por lo menos un compartimiento (1110) dispuesto sustancialmente dentro del casco (12) ; y 25

por lo menos un sistema de transporte (1140) configurado para subir o bajar por lo menos un compartimiento fuera de o dentro del casco.

5. La aeronave de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

uno o más contenedores (1200) dispuestos dentro del casco (12) y configurados para que contengan un gas más liviano que el aire. 30

6. La aeronave de la reivindicación 5, en donde uno o más contenedores (1200) comprenden un material de auto-sellado.

7. La aeronave de la reivindicación 1, en donde el casco comprende:

una primera envoltura; y

una segunda envoltura, 35

en donde la primera y segunda envolturas definen un espacio entre estas.

8. La aeronave de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

un montaje de empenaje (25) conectado operativamente a una estructura de soporte (20) del casco (12) y configurado para proporcionar por lo menos uno de funcionalidad de navegación y estabilización de la aeronave.

9. La aeronave de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: 40

un montaje de tren de aterrizaje (377, 777) conectado operativamente con una estructura de soporte (20) del casco.

10. La aeronave de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

un componente aerodinámico lateral inferior (2000) dispuesto en una parte inferior de la aeronave.