ES2386217B1 - System for taking off and landing planes quickly and with very little travel - Google Patents

Abstract

Sistema para despegue y aterrizaje de los aviones de forma rápida y con muy poco recorrido.#El sistema consiste en montar las alas (1) de un avión (2) de forma articulada a través de elementos hidráulicos (13) montados articuladamente entre el ala y el correspondiente fuselaje del aeronave (2), en orden a permitir la variación del ángulo de ataque de dichas alas (1), hasta conseguir un ángulo de ataque de 45º o más grados, que en combinación con los flaps (3) y slat (4) posibilita efectuar las maniobras de despegue y aterrizaje del aeronave de forma rápida y con muy poco recorrido.System for taking off and landing of airplanes quickly and with very little travel. # The system consists of assembling the wings (1) of an aircraft (2) in an articulated way through hydraulic elements (13) articulated between the wing and the corresponding fuselage of the aircraft (2), in order to allow the variation of the angle of attack of said wings (1), until an angle of attack of 45 ° or more degrees is achieved, which in combination with the flaps (3) and slat (4) makes it possible to perform the take-off and landing maneuvers of the aircraft quickly and with very little travel.

Description

OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un sistema para despegue y aterrizaje de aeronaves, sistema previsto para su aplicación a las correspondientes alas de sustentación para permitir variar el ángulo de ataque de dichas alas y conseguir un despegue y un aterrizaje de la aeronave de forma mucho mas rápida, es decir con una reducción notable del recorrido requerido para dicho despe:gue o aterrizaje respecto del que se necesita actualmente en cualquier tipo de aeronave. The present invention relates to a system for aircraft takeoff and landing, a system intended for application to the corresponding lift wings to allow varying the angle of attack of said wings and achieve a takeoff and landing of the aircraft much more fast, that is to say with a notable reduction in the route required for said launch: gue or landing with respect to what is currently needed in any type of aircraft.

El objeto de la invención es conseguir que las alas de sustentación de una aeronave puedan situarse con un ángulo de ataque mucho mayor que lo habitual, oscilando automáticamente y a requerimiento aerodinámico hacia la posición normal del plano. The object of the invention is to ensure that the lift wings of an aircraft can be positioned at a much greater angle than usual, automatically oscillating and at the aerodynamic requirement towards the normal position of the plane.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

Uno de los grandc;:s problemas que tiene la aviación corresponde a los recorridos que las aeronaves tienen que realizar tanto para despegar como para aterrizar, recorrido qUle lógicamente se incrementa a medida que la aeronave es mayor. One of the grandc; s problems that aviation has corresponds to the routes that the aircraft have to make both to take off and to land, which logically increases as the aircraft becomes larger.

Aunque se diseñan potentes motores y sofisticados sistemas para aumentar su capacidad de sustentación, el problema del recorrido de la aeronave durante el aterrizaJe y el despegue sigue latente, todo lo cual lleva consigo a una limitación en la construcción de las pistas, en especial cuando se trata de terrenos accidentados. Although powerful engines and sophisticated systems are designed to increase their lift capacity, the problem of aircraft travel during landing and takeoff remains latent, all of which leads to a limitation in the construction of the runways, especially when It is about rough terrain.

Como es sabido, el despegue de las aeronaves depende sustancialmente de la velocidad y su recorrido, puesto que la velocidad es primordial para que las alas tengan la sustentación necesaria para separarse del suelo, de modo que la sustentación del aparato irá creciendo a medida que aumenta la velocidad, haciendo que aquél vaya cogiendo altura hasta el punto deseado. As is known, the take-off of the aircraft depends substantially on the speed and its travel, since the speed is essential so that the wings have the necessary support to separate from the ground, so that the lift of the apparatus will grow as it increases the speed, making it go up to the desired point.

Evidentemente, la fuerza requerida para el despegue es proporcionada por los motores de la aeronave, de manera que éstos tienen que dar toda su potencia para imprimir la velocidad necesaria a fin de que tenga la sustentación precisa y evitar la entrada en pérdida, lo que evidentemente supone un gasto de combustible muy elevado durante la operación de despegue. Obviously, the force required for take-off is provided by the aircraft's engines, so that they have to give all their power to print the necessary speed in order for it to have the precise lift and avoid the loss, which evidently It involves a very high fuel consumption during take-off operation.

Las aeronaves están construidas de forma tal que la sustentación de las mismas se consigue para que no entren en pérdida y para que los perfiles utilizados en las alas sean suficientemente aerodinámicos para tener la mínima resistencia en el vuelo. The aircraft are constructed in such a way that the lift of the same is achieved so that they do not enter into loss and so that the profiles used on the wings are aerodynamic enough to have the minimum resistance in the flight.

Ahora bien, como en el despegue y en el aterrizaje necesitan una capacidad de sustentación mucho mayor que durante el vuelo, para ajustarse a las reducidas velocidades iniciales, actualmente se le añaden unos flaps y slat, que aumentan la profundidad de las alas y su sustentación en velocidades cortas. However, as during take-off and landing they need a much greater lift capacity than during the flight, to adjust to the reduced initial speeds, flaps and slat are currently added, which increase the depth of the wings and their lift in short speeds.

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En definitiva el despegue de una aeronave se consigue a base de poner el motor al rendimiento máximo y tener mucho recorrido para conseguir una velocidad y sustentación suficientes. En una palabra, la mayor parte depende del motor y el resto de la sustentación. In short, the take-off of an aircraft is achieved by putting the engine at maximum performance and having plenty of travel to achieve sufficient speed and lift. In a word, most of it depends on the engine and the rest of the lift.

Con este sistema 4~1 esfuerzo necesario para el despegue se reparte entre el empuje que proporciona el motor y la sustentación de la aeronave, permitiendo que en un pequeño recorrido la aeronave pueda despegar de forma rápida. With this system 4 ~ 1 effort necessary for take-off is divided between the thrust provided by the engine and the lift of the aircraft, allowing the aircraft to take off quickly in a short distance.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

El sistema que se! preconiza ha sido concebido para resolver la problemática expuesta en el apartado anterior y para conseguir la eventualidad referida en el último párrafo de dicho apartado. The system that is! preconiza has been designed to solve the problem set out in the previous section and to achieve the eventuality referred to in the last paragraph of said section.

Mas concretamen1te, el sistema de la invención, aplicable a las alas de sustentación de la aeronave, dotadas éstas de los correspondientes flap s y slat, presenta la particularidad de que dichas alas van montadas respecto del fuselaje de forma articulada, al objeto de poder oscilar y con ello poder variar el ángulo de ataque de las mismas, variación que se realizará a voluntad, de forma mecánica o hidráulica, permitiendo que en un determinado momento se pueda aumentar dicho ángulo de ataque hasta aproximadamente 45° o incluso mas si fuera preciso c~n los despegues y aterrizajes. Evidentemente las alas irían montadas respecto del fuselaje de forma oscilante a través de un eje que puede ser común a las dos alas o un eje independiente para cada ala, todo ello de manera que en combinación con los flap s y slat, esa ampliación del ángulo de ataque permita que el intradós del ala tome forma cóncava en More specifically, the system of the invention, applicable to the aircraft's lift wings, provided with the corresponding flaps and slats, has the particular feature that said wings are mounted with respect to the fuselage in an articulated manner, in order to be able to oscillate and with this, to be able to vary the angle of attack of the same, variation that will be made at will, mechanically or hydraulically, allowing that at a given moment this angle of attack can be increased to approximately 45 ° or even more if necessary c ~ n takeoffs and landings. Obviously the wings would be mounted with respect to the fuselage in an oscillating way through an axis that can be common to the two wings or an independent axis for each wing, all this so that in combination with the flap s and slat, that extension of the angle of attack allow the wing intrados to concave in

donde el viento incidente produzca su presión, mientras que en el extradós del ala se produce una superficie convexa que hará que el viento incidente produzca, dado el ángulo de ataque, un fuerte vacío que incrementará notablemente la sustentación, permitiendo entonces que la aeronave suba rápidamente y manteniendo después su posición horizontal. where the incident wind produces its pressure, while in the extrados of the wing a convex surface is produced that will cause the incident wind to produce, given the angle of attack, a strong vacuum that will significantly increase lift, then allowing the aircraft to rise rapidly and then maintaining its horizontal position.

Al llegar a la altitud deseada, se invertirá la operación y las alas replegarán sus superficies re~¡;ogiendo los flaps y slat, así como reduciendo el ángulo de ataque para que dichas alas vuelvan a su posición original y de vuelo. Upon reaching the desired altitude, the operation will be reversed and the wings will retract their surfaces by listening to the flaps and slats, as well as reducing the angle of attack so that these wings return to their original and flying position.

En el momento de:! aterrizaje se hará la misma operación, es decir se volverá a incrementar t~l ángulo de ataque, aumentando con ello la superficie de acción de las alas, desplegando los flap s y slat, con lo que se verá reducida la velocidad para que el avión o aeronave baje inicialmente con una pendiente grande, controlandola sin ningún inconveniente solamente con aumentar la velocidad, en cuyo caso se detendría el descenso, maniobra que permitirá un aterrizaje suave y rápido. In the moment of:! landing will be the same operation, that is, the angle of attack will increase again, thereby increasing the surface of action of the wings, deploying the flaps and slats, which will reduce the speed for the plane or Aircraft initially descends with a large slope, controlling it without any inconvenience only with increasing speed, in which case the descent would be stopped, a maneuver that will allow a smooth and rapid landing.

Aunque el montaJe de las alas respecto del fuselaje de la aeronave puede ser mecánico, en una forma de realización preferente el montaje y correspondiente oscilación St~ realizará a través de mecanismos hidráulicos, y en cualquier caso con distintas formas o con diferentes soluciones, dependiendo de la situación de las alas en la aeronave, ya que el sistema puede colocarse en la parte inferior, en la parte media o en la parte superior. Although the assembly of the wings with respect to the fuselage of the aircraft can be mechanical, in a preferred embodiment the assembly and corresponding oscillation St ~ will be carried out through hydraulic mechanisms, and in any case with different shapes or with different solutions, depending on the situation of the wings in the aircraft, since the system can be placed in the lower part, in the middle part or in the upper part.

Por otra parte se ha previsto que los correspondientes timones de profundidad de la aeronave y sus alerones, podrán ir montados de forma tal que varíe su ángulo de ataque para estabilizar de forma óptima las maniobras en caso de que así se requiera. On the other hand, it has been foreseen that the corresponding depth rudders of the aircraft and its ailerons can be mounted in such a way that their angle of attack varies to optimally stabilize the maneuvers in case it is required.

DESCRIPCIÓN DE LOS IHBUJOS DESCRIPTION OF THE IHBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that will then be made and in order to help a better understanding of the features of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

La figura 1.-Mm!stra una vista seccionada en perfil del ala en la que es aplicable el sistema d~e la invención, en situación operativa, es decir en la posición que ocuparía tanto en el despegue como en el aterrizaje. Figure 1.-Mm! Stra a sectional view in profile of the wing in which the system of the invention is applicable, in an operative situation, that is to say in the position it would occupy both at takeoff and at landing.

La figura 2.-Muestra una vista correspondiente al perfil del ala representada en la figura an1terior en situación de reposo, es decir cuando la aeronave se encuentra en vu(!lo. Figure 2.- Shows a view corresponding to the profile of the wing represented in the previous figure in a rest situation, that is to say when the aircraft is in vu (! Lo.

Las figuras 3 y 4.-Muestran sendas vistas esquemáticas según alzado lateral de una aeronave en la que se dejan ver las alas en posición de despegue y de vuelo, respectivamente. Figures 3 and 4. - They show two schematic views according to the side elevation of an aircraft in which the wings are shown in the takeoff and flight position, respectively.

Las figura 5A y 5B.-Muestra una vista lateral de un ala con unos hidráulicos que establecen ell sistema de oscilación y de montaje entre el ala y el correspondiente fuselaje de la aeronave, en dos posiciones para la misma. Figures 5A and 5B.-It shows a side view of a wing with hydraulics that establish the oscillation and assembly system between the wing and the corresponding fuselage of the aircraft, in two positions for it.

La figura 6. ~,fuestra, una vista en sección del fuselaje correspondiente a una aeronave con ala baja y ala alta, representada ésta última en línea de trazos. En esta figura se deja ver además, en la parte Figure 6. ~ shows a sectional view of the fuselage corresponding to an aircraft with low wing and high wing, the latter represented in dashed line. This figure also shows, in the part

izquierda, la posición del ala en situación normal o replegada, mientras que en el lado derecho se ve el ahl desplegada en posición operativa. left, the position of the wing in normal or retracted situation, while on the right side the ahl is displayed in an operative position.

Las figuras 7 y 8.-· Muestran, finalmente, sendas vistas en perfil de distintas aeronaves ligeras en las que es aplicable el sistema de la invención. Figures 7 and 8.- · Show, finally, views in profile of different light aircraft in which the system of the invention is applicable.

REALIZACIÓN PREFER1B:NTE DE LA INVENCIÓN PREFER1B EMBODIMENT: NTE OF THE INVENTION

Como se puede ver en las figuras referidas, el sistema de la invención está previsto para su aplicación en el ala (1) correspondiente a aeronaves (2), como se dej;a ver en las figuras 3 y 4, de manera que de acuerdo con la invención el ala (1) propiamente dicha y como se representa en la figura 1, comprende urna parte fija que se corresponde con la propia referencia (1), unos flaps (3) Y un slat (4), como es convencional, pudiendo estos flaps (3) y slat (4) plegarse y desplegarse para facilitar las operaciones de despegue y aterrizaje de la aeronave (2) correspondiente. As can be seen in the aforementioned figures, the system of the invention is intended for application in the wing (1) corresponding to aircraft (2), as it was allowed to see in Figures 3 and 4, so that according with the invention the wing (1) proper and as represented in figure 1, comprises a fixed part urn corresponding to the reference itself (1), flaps (3) and a slat (4), as is conventional, these flaps (3) and slat (4) can be folded and deployed to facilitate the takeoff and landing operations of the corresponding aircraft (2).

En dicha figura 1 se dejan ver la línea (5) que corresponde al viento relativo, según la dirección (6) correspondiente a la fuerza de empuje, viéndose igualmente el ángulo de ataque (7) para el ala (1) en la situación de despegue, así como las fu,erzas que actúan para la sustentación y que corresponden a la componente vertical (8), a la fuerza de sustentación (9) propiamente dicha y a la resistencia (10). La trayectoria de empuje (6) es la que hace que el sistema pue:da funcionar, teniendo en cuenta la flecha (11) que indica la trayectoria de ascensión en el despegue, que tiene un ángulo muy elevado. In said figure 1 the line (5) corresponding to the relative wind is shown, according to the direction (6) corresponding to the thrust force, the angle of attack (7) for the wing (1) being also seen in the situation of take off, as well as the fu, erzas that act for the lift and that correspond to the vertical component (8), to the lift force (9) proper and to the resistance (10). The thrust path (6) is what makes the system work, taking into account the arrow (11) that indicates the ascent path in the takeoff, which has a very high angle.

Según se representa en la figura 5, el ala (1) está relacionada con As depicted in Figure 5, the wing (1) is related to

el fuselaje de la aeronave (2) a través de un eje de oscilación (12), todo ello de manera tal que esa oscilación de las alas (1) se realiza mediante unos sistemas hidráulicos (13), o incluso mediante sistemas mecánicos, de manera que en la forma de realización mostrada en la figura 5 los hidráulicos (13) están articulados por un extremo (13') al ala correspondiente (1), y por el extremo opuesto (13") al fuselaje de la aeronave, de manera que en base a esos hidráulicos (13) cada ala (1) puede adoptar el ángulo de ataque correspondiente en cada momento. the fuselage of the aircraft (2) through an oscillation axis (12), all in such a way that this oscillation of the wings (1) is carried out by means of hydraulic systems (13), or even by mechanical systems, of so that in the embodiment shown in figure 5 the hydraulics (13) are articulated by one end (13 ') to the corresponding wing (1), and by the opposite end (13 ") to the fuselage of the aircraft, so that based on these hydraulics (13) each wing (1) can adopt the corresponding angle of attack at each moment.

En la figura 6 se muestra un fuselaje de un aeronave (2) con ala baja (15) y con ala alta (15'), viéndose a la izquierda la correspondiente ala en posición plegada, es decir de reposo, mientras que en la posición mostrada a la derecha se muestra el ala (1) desplegada, así como sus correspondientes flap s (3) y slat (4), viéndose además como el eje de oscilación (11) para las alas (1) está introducido en e:l fuselaje ya través de tramos extremos (12') se relaciona con el ala (1) o alas, bien de forma común o de forma independiente para cada una de ellas. En dicha figura 6 se deja ver como cada hidráulico (13) va montado sobre un soporte apropiado (16) establecido en la parte externa del propio fuselaje de la aeronave (2). Figure 6 shows a fuselage of an aircraft (2) with a low wing (15) and with a high wing (15 '), the corresponding wing being seen on the left, that is, at rest, while in the position shown on the right shows the wing (1) deployed, as well as its corresponding flap s (3) and slat (4), also seeing how the oscillation axis (11) for the wings (1) is introduced in e: l fuselage and through extreme sections (12 ') is related to the wing (1) or wings, either in common or independently for each of them. In said figure 6 it is shown how each hydraulic (13) is mounted on an appropriate support (16) established on the outside of the fuselage of the aircraft (2).

Por último decir q[ue en relación con el timón de profundidad (17) de la aeronave (2) y sus al<:~rones, pueden estar montados de forma que el ángulo de ataque de los mismos podría ser variable, colaborando en la estabilización correspondiente a las maniobras de despegue y aterrizaje de la propia aeronave (2). Finally, say that [in relation to the depth rudder (17) of the aircraft (2) and its <: ~ rums, they can be mounted so that their angle of attack could be variable, collaborating in the stabilization corresponding to the takeoff and landing maneuvers of the aircraft itself (2).

Claims (6)

REIVINDICACIONES la ._ Sistema para despegue y aterrizaje de los aviones de fonna rápida y con muy poco recOIrido que siendo aplicable a las correspondientes alas de sustentación (1) de la aeronave (2) correspondiente, cuyas alas se complementan con los oportunos flap s (3) y slat (4), se caracteriza porque comprende un eje de articuladón u oscilación (12) de las alas (1) respecto del fuselaje (15) de la aeronave (2), pennitiendo variar el ángulo de ataque de dichas alas durante las maniobras de despegue y aterrizaje, para efectuar dichas operaciones de fonna rápida con muy corto recorrido. the ._ System for take-off and landing of fast-moving airplanes with very little recollection, which being applicable to the corresponding support wings (1) of the corresponding aircraft (2), whose wings are complemented by the appropriate flap s (3 ) and slat (4), is characterized in that it comprises an articulation or oscillation axis (12) of the wings (1) with respect to the fuselage (15) of the aircraft (2), allowing the angle of attack of said wings to vary during the take-off and landing maneuvers, to carry out these fast fonna operations with very short travel. 2.-Sistema para despegue y aterrizaje de los aviones de fonna rápida y con muy poco f(~corrido según reivindicación 1, caracterizado porque la variación del ángulo de ataque de las alas (1) es susceptible de ampliarse hasta un ángulo de 45° o mas grados. 2. System for take-off and landing of fast fonna aircraft and with very little f (~ run according to claim 1, characterized in that the variation of the angle of attack of the wings (1) is capable of being extended up to an angle of 45 ° or more degrees. 3.-Sistema para despegue y aterrizaje de los aviones de fonna rápida y con muy poco recorrido según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el accionamiento de las alas en su oscilación para variar el ángulo de ataque es susceptible de realizarse mediante elementos mecánicos o hidráulicos, estando relacionados en uno y otro caso entre las correspondientes alas (1) y el fuselaje (15) de la aeronave (2). 3.-System for take-off and landing of fast fonna aircraft and with very little travel according to previous claims, characterized in that the actuation of the wings in their oscillation to vary the angle of attack is capable of being carried out by mechanical or hydraulic elements, being related in either case between the corresponding wings (1) and the fuselage (15) of the aircraft (2). 4.-Sistema para despegue y aterrizaje de los aviones de fonna rápida y con muy poco recorrido según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el accionamiento está materializado por unos hidráulicos (13) articulados, por uno de sus extremos (13') al ala (1) correspondiente y por el extr(~mo opuesto (13") al fuselaje de la aeronave (2). 4.-System for take-off and landing of fast fonna aircraft and with very little travel according to previous claims, characterized in that the drive is materialized by articulated hydraulics (13), by one of its ends (13 ') to the wing (1 ) corresponding and by the opposite end (13 ") to the fuselage of the aircraft (2). 5.-Sistema para despegue y aterrizaje de los aviones de fonna 5.-System for take-off and landing of Fonna airplanes rápida y con muy poco recorrido según reivindicaciones anteriores, fast and with very little travel according to previous claims, caracterizado porque el eje de oscilación (12) de las alas (1) es común a characterized in that the oscillation axis (12) of the wings (1) is common to ambas, o bien independiente para cada una de ellas. both, or independent for each of them. 5 6.-Sistema para despegue y aterrizaje de los aviones de forma rápida y con muy poco recorrido según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la variación del ángulo de ataque de las alas (l) se establece un intradós de forntla cóncava sobre la que incide el viento relativo en el avance de la aeronave (2), así como una superficie convexa 5. 6. System for take-off and landing of airplanes quickly and with very little travel according to previous claims, characterized in that in the variation of the angle of attack of the wings (l) an intrados of concave forntla is established on which it strikes the relative wind in the advance of the aircraft (2), as well as a convex surface 10 correspondiente al extradós en la que se origina un vacío que favorece la sustentación de la propia aeronave (2). 10 corresponding to the extrados in which a vacuum is created that favors the lift of the aircraft itself (2). 7.-Sistema para despegue y aterrizaje de los aviones de forma rápida y con muy poco recorrido según reivindicaciones anteriores, 15 caracterizado por que los timones de profundidad puedan modificar su ángulo 7.-System for taking off and landing of airplanes quickly and with very little travel according to previous claims, characterized in that the rudders can modify their angle de ataque dependiendo de las: circunstancias. of attack depending on the: circumstances.