ES2775773B2 - VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT WITH PIVOTING PROPELLERS - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
AERONAVE DE DESPEGUE Y ATERRIZAJE VERTICAL CON PROPULSORES VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING AIRCRAFT WITH PROPELLERS
PIVOTANTESPIVOTING
SECTOR DE LA TÉCNICATECHNICAL SECTOR
La presente invención pertenece al campo de la aeronáutica, y más concretamente al campo de los vehículos aéreos eléctricos con la capacidad de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL).The present invention belongs to the field of aeronautics, and more specifically to the field of electric aerial vehicles with vertical take-off and landing (eVTOL) capability.
El objeto de la invención es una nueva aeronave dotada con ocho propulsores pivotantes y tres superficies aerodinámicas sustentadoras (delantera, central y trasera) diseñada para llevar a cabo operaciones aéreas de forma segura incrementando su autonomía y reduciendo su mantenimiento.The object of the invention is a new aircraft equipped with eight pivoting propellers and three aerodynamic support surfaces (front, central and rear) designed to carry out air operations safely, increasing its autonomy and reducing its maintenance.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Las operaciones aéreas con UAVs (drones) están limitadas por la autonomía de los mismos (en el caso de los multicópteros) o por la imposibilidad de poder despegar y aterrizar verticalmente (en el caso de los aviones de ala fija).Aerial operations with UAVs (drones) are limited by their autonomy (in the case of multicopters) or by the impossibility of being able to take off and land vertically (in the case of fixed-wing aircraft).
Los actuales modelos híbridos combinan ambas tecnologías permitiendo un uso polivalente de las aeronaves de forma eficiente y con mayor autonomía de vuelo, pero la mayoría de ellos (por ejemplo en el caso de los cuadricópteros) no lo hacen de forma segura (equiparable a los estándares de seguridad de la aviación comercial) ya que no son sistemas redundantes que permitan el control de la aeronave en el caso de fallo de uno de sus propulsores (conjunto motor-hélice) ,o bien, en el caso de serlo, estos no se encuentran situados de forma equidistante con respecto al centro de masas, trabajando de este modo de forma ineficiente (e inestable en algunos casos).The current hybrid models combine both technologies allowing a multipurpose use of the aircraft in an efficient way and with greater flight autonomy, but most of them (for example in the case of quadcopters) do not do it safely (comparable to the standards). security of commercial aviation) since they are not redundant systems that allow the control of the aircraft in the event of failure of one of its propellers (engine-propeller assembly), or, if they are, they are not positioned equidistant from the center of mass, thus working inefficiently (and unstable in some cases).
En otros casos, los propulsores se encuentran situados en los extremos de las alas (estructuras en voladizo) necesitando reforzar de forma considerable estas estructuras para evitar la aparición de vibraciones generadas por los propulsores. Esto se traduce en un incremento de peso y por tanto en una reducción de la autonomía. In other cases, the thrusters are located at the ends of the wings (cantilevered structures), requiring considerable reinforcement of these structures to avoid the appearance of vibrations generated by the thrusters. This translates into an increase in weight and therefore in a reduction in autonomy.
Por otro lado, el tamaño de las hélices en la mayoría de los casos se ve condicionado por el diseño del avión, impidiendo utilizar hélices de gran tamaño que son más eficientes y menos ruidosas.On the other hand, the size of the propellers in most cases is conditioned by the design of the aircraft, preventing the use of large propellers that are more efficient and less noisy.
Se conocen en el actual estado de la técnica diversos documentos de patente relativos a drones híbridos. Por ejemplo, la patente estadounidense con número de publicación US2019009899 describe un dron consistente en una estructura con fuselaje, ala central, sendos carenados laterales longitudinales, estabilizadores verticales de cola, alas tipo canard, configuración de seis u ocho hélices fijas de eje vertical para sustentación y otra de eje horizontal de empuje. Sin embargo, dicho dron no presenta elementos tales como alas pivotantes, propulsores pivotantes y equidistantes, una tercera ala trasera, un estabilizador vertical invertido, o un mecanismo central de giro de las partes móviles, que contribuyen a aumentar la seguridad y estabilidad del dron, como se ha indicado anteriormente.Various patent documents relating to hybrid drones are known in the current state of the art. For example, the US patent with publication number US2019009899 describes a drone consisting of a structure with a fuselage, central wing, two longitudinal side fairings, vertical tail stabilizers, canard-type wings, configuration of six or eight fixed propellers with vertical axis for lift. and another with a horizontal thrust axis. However, said drone does not have elements such as pivoting wings, pivoting and equidistant propellers, a third rear wing, an inverted vertical stabilizer, or a central mechanism for turning the moving parts, which contribute to increasing the safety and stability of the drone. as stated above.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
Con el fin de solucionar las limitaciones mencionadas en el apartado anterior, la invención propone una aeronave polivalente con capacidad de despegue y aterrizaje vertical movida con energía eléctrica (opcionalmente hibrida) capaz de transportar tanto mercancías como pasajeros, que ofrece las siguientes ventajas competitivas:In order to solve the limitations mentioned in the previous section, the invention proposes a multipurpose aircraft with vertical take-off and landing capacity moved with electric power (optionally hybrid) capable of transporting both goods and passengers, which offers the following competitive advantages:
• SEGURIDAD y ESTABILIDAD:• SAFETY and STABILITY:
-En su configuración de vuelo vertical (para aterrizaje y despegue), la arquitectura de multicóptero con ocho conjuntos propulsores, colocados en forma de octógono con su centro geométrico situado en las proximidades del centro de masas de la aeronave, aporta la suficiente estabilidad y seguridad necesarias para poder realizar estas fases de la misión con garantías, puesto que, en el caso de fallo simple de uno de los propulsores NO representaría un fallo catastrófico.-In its vertical flight configuration (for landing and takeoff), the multicopter architecture with eight thruster assemblies, positioned in an octagon shape with its geometric center located near the aircraft's center of mass, provides sufficient stability and safety necessary to be able to carry out these phases of the mission with guarantees, since, in the case of a simple failure of one of the thrusters, it would NOT represent a catastrophic failure.
Además, por el hecho de situarse todos los propulsores a la misma distancia con respecto al centro de masas, los motores trabajan con las mismas solicitaciones (mismo par torsor) lo que le aporta estabilidad y eficiencia puesto que no quedaría ningún motor infrautilizado o sobrecargado por el hecho de estar inconvenientemente distribuidos. De esta forma se simplifica también la electrónica de gobierno de la aeronave (controladora de vuelo) puesto que no requiere de complicados algoritmos para compensar un eventual fallo de alguno de los motores, es decir, con la distribución octogonal, la respuesta al fallo es la misma con independencia del propulsor del que se trate.In addition, due to the fact that all the propellers are located at the same distance from the center of mass, the engines work with the same loads (same torque) which provides stability and efficiency since no engine would be underused or overloaded by the fact of being inconveniently distributed. In this way, the aircraft's steering electronics (flight controller) is also simplified since it does not require complicated algorithms to compensate for a possible failure of any of the engines, that is, with the octagonal distribution, the response to the failure is the the same regardless of the propellant in question.
-En su configuración de vuelo horizontal (vuelo eficiente), la arquitectura de avión con tres superficies aerodinámicas (delantera o "canard”, central y trasera) le aporta una estabilidad adicional a la aeronave (con respecto a la configuración clásica de avión comercial) puesto que se minimiza el impacto de un posible desplazamiento del centro de masas como consecuencia de un mal reparto de pesos en la carga de pago transportada.-In its horizontal flight configuration (efficient flight), the airplane architecture with three aerodynamic surfaces (front or "canard", central and rear) provides additional stability to the aircraft (compared to the classic commercial airplane configuration) since the impact of a possible displacement of the center of mass as a consequence of a bad distribution of weights in the transported payload is minimized.
Estas dos configuraciones combinadas suponen una novedad y una mejora significativa con respecto al actual estado de la técnica en lo que seguridad y estabilidad de la aeronave se refiere.These two configurations combined represent a novelty and a significant improvement over the current state of the art in terms of aircraft safety and stability.
De la misma forma, el resto de sistemas críticos (baterías, electrónica, mecanismo central encargado de hacer girar los propulsores, las alas y el tren de aterrizaje), también ofrecen una redundancia suficiente para garantizar el control de la aeronave ante cualquier incidente.In the same way, the rest of the critical systems (batteries, electronics, central mechanism in charge of rotating the propellers, the wings and the landing gear), also offer sufficient redundancy to guarantee the control of the aircraft in the event of any incident.
• EFICIENCIA AERODINÁMICA,• AERODYNAMIC EFFICIENCY,
La aeronave objeto de la invención comprende un fuselaje de dimensiones reducidas, consiguiendo minimizar de este modo la resistencia al paso de la corriente de aire, gracias a la adopción de las siguientes medidas:The aircraft object of the invention comprises a fuselage of reduced dimensions, thereby minimizing the resistance to the passage of the air stream, thanks to the adoption of the following measures:
-Integrando buena parte de los componentes (baterías principales, controladora de vuelo y otros componentes electrónicos) en el interior de las alas.-Integrating a good part of the components (main batteries, flight controller and other electronic components) inside the wings.
-Utilizando compartimentos de carga (para mercancías o personas) independientes, enganchados en la parte baja del fuselaje de forma que viajan "colgados” de la aeronave con la intención de no limitar el uso del aparato a un volumen concreto, o por el contrario penalizar el comportamiento aerodinámico en el caso de llevar una bodega de gran volumen vacía o infrautilizada. -Using independent cargo compartments (for goods or people), hooked in the lower part of the fuselage so that they travel "hanging" from the aircraft with the intention of not limiting the use of the device to a specific volume, or on the contrary penalizing the aerodynamic behavior in the case of carrying an empty or underused large volume warehouse.
Por otro lado, la posición de los equipos propulsores en la parte delantera y trasera del fuselaje y en la parte central de las alas (entre el extradós e intradós), soplando y aspirando aire (en el caso de los delanteros y traseros respectivamente) mejora de forma considerable el comportamiento aerodinámico (mejorando la relación L/D, rotura de la capa límite,...).On the other hand, the position of the propulsion equipment in the front and rear of the fuselage and in the central part of the wings (between the upper and lower surface), blowing and sucking air (in the case of the front and rear respectively) improves aerodynamic behavior considerably (improving the L / D ratio, boundary layer breakage, ...).
Además, con la arquitectura de esta aeronave, es posible utilizar hélices de grandes dimensiones que resultan mucho más eficientes.In addition, with the architecture of this aircraft, it is possible to use large propellers that are much more efficient.
• LIGEREZA Y ROBUSTEZ.• LIGHTNESS AND ROBUSTNESS.
Otra característica importante de la invención es la ligereza del conjunto, conseguida gracias al empleo de materiales compuestos y en mayor medida al aprovechamiento de las propiedades mecánicas de cada uno de los elementos que forman la aeronave, que trabajando de forma conjunta consiguen crear un bloque compacto y muy resistente a los esfuerzos de tracción-compresión, cortadura, flexión y torsión que deben resistir tanto las alas como el fuselaje.Another important feature of the invention is the lightness of the assembly, achieved thanks to the use of composite materials and to a greater extent by taking advantage of the mechanical properties of each of the elements that make up the aircraft, which, working together, create a compact block. and very resistant to the tensile-compression, shear, bending and torsion forces that both the wings and the fuselage must resist.
El cuerpo principal de la estructura de la alas y fuselaje está formado por:The main body of the wing and fuselage structure is made up of:
-Largueros y Costillas: Son estructuras planas de fibra de carbono, aligeradas con vaciados en su parte interna (próxima a la línea media), que además de dar ligereza al conjunto permiten el paso del aire por el interior de la estructura refrigerando de este modo las baterías.-Stringers and Ribs: They are flat carbon fiber structures, lightened with hollows in their internal part (close to the midline), which in addition to giving lightness to the whole allow the passage of air through the interior of the structure cooling in this way the batteries.
-Larguerillos: Otra característica importante de la invención es el aprovechamiento de la resistencia a tracción (y en menor medida a compresión) que poseen los cables semirrígidos de cobre empleados para la conexión de los distintos componentes eléctricos. Estos cables, convenientemente situados justo por debajo de la piel exterior y apoyados sobre cada una de las costillas permiten dar rigidez al conjunto. Además de esto, conforman una red longitudinal de cables sobre los que se apoya la piel exterior permitiendo reducir de forma considerable su espesor (y, en consecuencia, su peso) al desaparecer los efectos de pandeo local de la piel entre costillas y larguerillos.-Larguerillos: Another important characteristic of the invention is the use of the resistance to traction (and to a lesser extent to compression) that the semi-rigid copper cables used for the connection of the different electrical components have. These cables, conveniently located just below the outer skin and supported on each of the ribs, make it possible to give rigidity to the assembly. In addition to this, they form a longitudinal network of cables on which the outer skin rests, allowing its thickness (and, consequently, its weight) to be considerably reduced by eliminating the effects of local buckling of the skin between ribs and stringers.
-Baterías: Las baterías (por estar compuestas por celdas metálicas) tienen una alta rigidez (a torsión y a flexión). Estas representan un porcentaje alto del peso del conjunto que en esta invención deja de ser un "un peso muerto” colgado de la estructura, a formar parte de esta, aportando rigidez a la aeronave.-Batteries: Batteries (being made up of metal cells) have a high rigidity (torsional and bending). These represent a high percentage of the weight of the assembly that in this invention ceases to be a "dead weight" hanging from the structure, to form part of it, providing rigidity to the aircraft.
Para ello, las baterías se apoyan sobre unos larguerillos interiores capaces de transmitir los esfuerzos directamente hacia las costillas y de estas a toda la estructura.To do this, the batteries are supported by interior stringers capable of transmitting the forces directly to the ribs and from these to the entire structure.
Otra característica importante de esta invención es la robustez del conjunto que evita problemas de vibraciones que generan los propulsores. En esta invención, los propulsores se encuentran situados en los "nudos” (o nodos) de la estructura o en zonas donde la estructura tiene la suficiente rigidez sin necesidad de recurrir a refuerzos innecesarios.Another important characteristic of this invention is the robustness of the assembly, which avoids vibration problems generated by the propellers. In this invention, the thrusters are located in the "nodes" (or nodes) of the structure or in areas where the structure has sufficient rigidity without resorting to unnecessary reinforcements.
• FIABLE Y DE BAJO MANTENIMIENTO:• RELIABLE AND LOW MAINTENANCE:
La fiabilidad y el bajo mantenimiento de operación (y por consiguiente, bajo coste de operación) es otra de las características que aporta esta invención. Por ello se ha reducido el número de mecanismos utilizados para el funcionamiento de sus elementos.Reliability and low maintenance of operation (and consequently, low cost of operation) is another of the characteristics provided by this invention. For this reason, the number of mechanisms used to operate its elements has been reduced.
-Mecanismo de giro: Un único mecanismo centralizado (redundante en su funcionamiento) se encarga de hacer girar de forma coordinada todos los propulsores y todas las alas pivotantes a la hora de hacer la transición de vuelo vertical a vuelo horizontal, evitando de esta forma utilizar un mecanismo de giro por cada uno de los ocho propulsores que compone la aeronave. Además de reducir la probabilidad de fallo del sistema, simplifica enormemente su gestión electrónica.-Swing mechanism: A single centralized mechanism (redundant in its operation) is in charge of rotating all the propellers and all the pivoting wings in a coordinated way when making the transition from vertical flight to horizontal flight, thus avoiding the use of a turning mechanism for each of the eight thrusters that make up the aircraft. In addition to reducing the probability of system failure, it greatly simplifies your electronic management.
-Tren de aterrizaje: El tren de aterrizaje de la aeronave de esta invención se compone de tres apoyos (en trípode). Uno de los apoyos es el propio estabilizador vertical invertido que funciona como pata fija trasera. Para los otros dos apoyos se compone de dos patas pivotantes delanteras (izquierda y derecha) que rotan gracias al propio mecanismo de giro centralizado, de forma que cuando la aeronave se encuentra en vuelo vertical, estas patas se encuentran extendidas. Cuando la aeronave pasa a vuelo horizontal, las dos patas delanteras rotan junto con los propulsores y se esconden dentro de los carenados longitudinales laterales sin la necesidad de emplear ningún mecanismo adicional.-Landing gear: The landing gear of the aircraft of this invention is made up of three supports (on a tripod). One of the supports is the inverted vertical stabilizer itself that functions as a fixed rear leg. For the other two supports, it consists of two front pivoting legs (left and right) that rotate thanks to the centralized turning mechanism itself, so that when the aircraft is in vertical flight, these legs are extended. When the aircraft goes to level flight, the two front legs rotate together with the thrusters and hide inside the longitudinal side fairings without the need for any additional mechanism.
-Para el movimiento del resto de partes móviles (alerones, timones de profundidad y timón de dirección) se emplean sencillos servos que mueven de forma independiente cada uno de los elementos. Estos componentes son fácilmente reemplazables y de bajo coste.-For the movement of the rest of the moving parts (ailerons, elevator and rudder) simple servos are used that move each of the elements independently. These components are easily replaceable and inexpensive.
• MODULAR Y ESCALABLE:• MODULAR AND SCALABLE:
Como se ha mencionado anteriormente, en una realización preferente el dispositivo puede incorporar adicionalmente compartimentos de carga independientes (para mercancías o personas). De esta forma, se permite colgar del fuselaje compartimentos de diferentes tamaños dependiendo de la misión a la que vaya destinado (sensores, cámaras, carga de distintos volúmenes, cabinas de pasajeros, etc.). Esto le da un carácter modular a la aeronave.As mentioned above, in a preferred embodiment the device can additionally incorporate independent cargo compartments (for goods or people). In this way, compartments of different sizes can be hung from the fuselage depending on the mission for which it is intended (sensors, cameras, cargo of different volumes, passenger cabins, etc.). This gives the aircraft a modular character.
Otra de las características de la invención es que se trata de una aeronave totalmente escalable.Another feature of the invention is that it is a fully scalable aircraft.
• SILENCIOSA:• SILENT:
A la hora de operar en entornos urbanos, la contaminación acústica puede llegar a ser un problema. Para minimizar este hecho, la aeronave de la invención, en la realización preferente, utiliza energía eléctrica para su funcionamiento. Los propulsores movidos por este tipo de energía son más silenciosos que los movidos por combustibles fósiles (además de aportar otras ventajas para el medio ambiente).When operating in urban environments, noise pollution can become a problem. To minimize this fact, the aircraft of the invention, in the preferred embodiment, uses electrical energy for its operation. The propellants powered by this type of energy are quieter than those powered by fossil fuels (in addition to providing other benefits for the environment).
De la misma forma, el empleo de hélices de gran tamaño reduce el nivel sonoro puesto que trabajan a menor velocidad de rotación si se comparan con hélices de menor tamaño.In the same way, the use of large propellers reduces the noise level since they work at a lower speed of rotation when compared to smaller propellers.
Con la combinación de todas las características anteriormente mencionadas se obtiene una aeronave segura para transportar mercancías y personas, autónoma, capaz de volar a grandes distancias, con autonomía extendida, silenciosa y con bajo coste de explotación.With the combination of all the aforementioned characteristics, a safe aircraft to transport goods and people is obtained, autonomous, capable of flying long distances, with extended autonomy, silent and with low cost of exploitation.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, 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 is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part of said description, in which, with an illustrative and non-limiting nature, the following has been represented. following:
Figura 1.- Muestra una vista isométrica de la aeronave de la invención en su configuración de vuelo vertical.Figure 1.- Shows an isometric view of the aircraft of the invention in its vertical flight configuration.
Figura 2.- Muestra una vista en planta de la aeronave de la invención en su configuración de vuelo vertical.Figure 2.- Shows a plan view of the aircraft of the invention in its vertical flight configuration.
Figura 3.- Muestra una vista lateral de la aeronave de la invención en su configuración de vuelo vertical.Figure 3.- Shows a side view of the aircraft of the invention in its vertical flight configuration.
Figura 4.- Muestra una vista isométrica de la aeronave de la invención en su configuración de vuelo horizontal.Figure 4.- Shows an isometric view of the aircraft of the invention in its horizontal flight configuration.
Figura 5.- Muestra una vista en planta de la aeronave de la invención en su configuración de vuelo horizontal.Figure 5.- Shows a plan view of the aircraft of the invention in its horizontal flight configuration.
Figura 6.- Muestra una vista delantera derecha de la aeronave de la invención en su configuración de vuelo horizontal.Figure 6.- Shows a right front view of the aircraft of the invention in its horizontal flight configuration.
Figura 7.- Muestra una vista isométrica de la estructura del ala centralFigure 7.- Shows an isometric view of the structure of the central wing
Figura 8.- Muestra una vista lateral de la estructura del ala centralFigure 8.- Shows a side view of the structure of the central wing
Figura 9.- Muestra un diagrama de bloques con alguno de los componentes de la electrónica de la invención.Figure 9.- Shows a block diagram with some of the components of the electronics of the invention.
Figura 10A.- Muestra un esquema de funcionamiento de la aeronave de la invención en su modo de vuelo vertical.Figure 10A.- Shows an operating diagram of the aircraft of the invention in its vertical flight mode.
Figura 10B.- Muestra un esquema de funcionamiento de la aeronave de la invención en su modo de transición (de vuelo vertical a horizontal y viceversa).Figure 10B.- Shows an operating diagram of the aircraft of the invention in its transition mode (from vertical to horizontal flight and vice versa).
Figura 10C.- Muestra un esquema de funcionamiento de la aeronave de la invención en su modo de vuelo horizontal.Figure 10C.- Shows an operating diagram of the aircraft of the invention in its horizontal flight mode.
Figura 11.- Muestra la instalación sobre la parte baja del fuselaje de los compartimentos de carga intercambiables (para mercancías o personas) de manera que estos van colgados de la aeronave. Figure 11.- Shows the installation on the lower part of the fuselage of the interchangeable cargo compartments (for goods or people) so that these are hung from the aircraft.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación:In view of the aforementioned figures, and in accordance with the numbering adopted, an example of a preferred embodiment of the invention can be seen in them, which comprises the parts and elements that are indicated and described in detail below:
-Un FUSELAJE (9) alineado con el eje longitudinal de la aeronave que se extiende desde la parte más adelantada, dando soporte en el punto inicial al propulsor delantero (1), hasta la parte más retrasada dando soporte en el punto final al propulsor trasero (5).-A FUSELAGE (9) aligned with the longitudinal axis of the aircraft that extends from the most forward part, supporting the front propeller at the initial point (1), to the rearmost part supporting the rear propeller at the end point (5).
Este fuselaje (9) tiene una sección reducida, lo que permite mejorar la aerodinámica del conjunto. Todo el fuselaje forma un conducto de aire que circula por el interior y que permite refrigerar las baterías y otros elementos electrónicos durante el vuelo horizontal. Para tal fin dispone de una abertura en la parte delantera (40) por donde entra el flujo de aire y otra en la parte trasera (41) por donde sale a elevada velocidad debido a la succión generada a la salida.This fuselage (9) has a reduced section, which makes it possible to improve the aerodynamics of the assembly. The entire fuselage forms an air duct that circulates through the interior and allows the batteries and other electronic elements to be cooled during horizontal flight. For this purpose, it has an opening in the front part (40) through which the air flow enters and another in the rear part (41) through which it exits at high speed due to the suction generated at the outlet.
En su interior puede albergar tanto baterías auxiliares intercambiables (31) y (32), como otras cargas de pago de pequeño volumen como puedan ser cámaras, sensores u otras cargas de misión.Inside, it can house both interchangeable auxiliary batteries (31) and (32), as well as other small volume payloads such as cameras, sensors or other mission loads.
En la parte baja del mismo y alineadas con el centro de masas, se pueden acoplar compartimentos de carga intercambiables (14). Esto permitiría el transporte de mercancías de gran volumen o de cabinas de pasajeros, en el caso del transporte de personas. Ambas plataformas son soluciones a medida, que no forman parte de la propia aeronave y que deben ser estudiadas previamente (aerodinámica y estructuralmente) para no comprometer el comportamiento dinámico. Con esta solución se evita castigar el comportamiento de la aeronave en vacío (cuando viaja sin carga o en misiones donde toda la carga de pago viaje en el interior del reducido fuselaje) y le da una total polivalencia para que esta pueda ser utilizada en todo tipo de misiones.In the lower part of it and aligned with the center of mass, interchangeable load compartments (14) can be attached. This would allow the transport of large volume goods or passenger cabins, in the case of passenger transport. Both platforms are tailor-made solutions, which are not part of the aircraft itself and which must be previously studied (aerodynamically and structurally) so as not to compromise dynamic behavior. This solution avoids punishing the behavior of the aircraft when empty (when it travels without cargo or on missions where all the payload travels inside the reduced fuselage) and gives it total versatility so that it can be used in all types of missions.
-Dos CARENADOS LONGITUDINALES LATERALES (11) y (12), paralelos al plano de simetría de la aeronave y situados a ambos lados del fuselaje, forman un cierto ángulo “a” con respecto al plano de horizontal, de forma que el punto más bajo de ambos carenados se encuentre en la parte delantera y el punto más alto se encuentren en la parte trasera. -Two LATERAL LONGITUDINAL FAIRINGS (11) and (12), parallel to the plane of symmetry of the aircraft and located on both sides of the fuselage, form a certain angle "a" with respect to the horizontal plane, so that the lowest point of both fairings is at the front and the highest point is at the rear.
Estos carenados longitudinales tienen como misión principal la de soportar cuatro conjuntos propulsores (2), (4), (6) y (8) situados en los extremos de estos, donde el propulsor (2) se encontraría situado en el cuadrante delantero izquierdo, el propulsor (4) en el cuadrante trasero izquierdo, el propulsor (6) en el cuadrante trasero derecho y el propulsor (8) en el cuadrante delantero derecho.The main mission of these longitudinal fairings is to support four thruster assemblies (2), (4), (6) and (8) located at the ends of these, where the thruster (2) would be located in the left front quadrant, the impeller (4) in the left rear quadrant, the impeller (6) in the right rear quadrant and the impeller (8) in the right front quadrant.
En la parte delantera ambos carenados albergarán en su interior 2 patas del tren de aterrizaje delantero (26) y (27) cuando este está recogido (en posición de vuelo horizontal).In the front part, both fairings will house inside 2 legs of the front landing gear (26) and (27) when it is retracted (in horizontal flight position).
-Un ALA FIJA CENTRAL (10), que transcurre a lo largo del eje transversal de la aeronave y que pasa por un punto próximo al centro de masas de todo el conjunto. Esta sección del ala está sólidamente unida al fuselaje (9) en la parte central y se extiende hasta cada uno de los carenados longitudinales (11) y (12) anteriormente mencionados formando una unión solida con cada uno de ellos.-A CENTRAL FIXED WING (10), which runs along the transverse axis of the aircraft and passes through a point close to the center of mass of the entire assembly. This section of the wing is solidly attached to the fuselage (9) in the central part and extends to each of the aforementioned longitudinal fairings (11) and (12) forming a solid connection with each of them.
Se trata de la superficie aerodinámica principal, puesto que, en este tramo es donde se genera el mayor porcentaje de la fuerza de sustentación de la aeronave. En el interior del ala fija central se sitúan las dos baterías principales. Una en el lado izquierdo (29) y otra en el lado derecho (30). Estas ocupan la mayor parte del volumen del ala fija central (10). En el espacio restante se sitúa la controladora de vuelo (42) haciendo coincidir esta con la intersección teórica de los tres ejes (alabeo, cabeceo y guiñada) para que los giróscopos de la controladora puedan tener lecturas precisas del comportamiento de la aeronave.It is the main aerodynamic surface, since this section is where the highest percentage of the aircraft's lift force is generated. Inside the central fixed wing are located the two main batteries. One on the left side (29) and one on the right side (30). These occupy most of the volume of the central fixed flange (10). In the remaining space, the flight controller (42) is located, making it coincide with the theoretical intersection of the three axes (roll, pitch and yaw) so that the gyroscopes of the controller can have accurate readings of the behavior of the aircraft.
El fuselaje central (9), junto con los carenados longitudinales laterales (11),(12) y el ala fija central (10) forman un conjunto fijo sólidamente unido que es la base sobre la que se apoyan el resto de los componentes móviles que se nombran a continuación:The central fuselage (9), together with the lateral longitudinal fairings (11), (12) and the central fixed wing (10) form a solidly united fixed assembly that is the base on which the rest of the mobile components rest. are named below:
-Dos ALAS PIVOTANTES CENTRALES (17) y (18), son las superficies sustentadoras aerodinámicas que se encuentran en la parte central a ambos lados del fuselaje (9). Son una continuación del ala fija central (10) que empiezan en los carenados longitudinales laterales (11), (12) y terminan dando forma a las puntas de ala (43).-Two CENTRAL PIVOTING WINGS (17) and (18), are the aerodynamic support surfaces found in the central part on both sides of the fuselage (9). They are a continuation of the central fixed wing (10) that begin in the lateral longitudinal fairings (11), (12) and end by shaping the wing tips (43).
Estas se unen al fuselaje (9) por medio de unos cojinetes que le permiten girar libremente en torno a un eje central común. These are attached to the fuselage (9) by means of bearings that allow it to rotate freely around a common central axis.
Son desmontables para reducir la envergadura de la estructura y de ese modo poder facilitar las labores de transporte y almacenaje.They are removable to reduce the size of the structure and thus facilitate transport and storage tasks.
Sobre las alas pivotantes centrales se apoyan los dos propulsores restantes (3) y (7) que van a estar unidos a las anteriores, de forma que puedan rotar conjuntamente en torno a un eje de giro central.The two remaining propellers (3) and (7) that will be connected to the previous ones are supported on the central pivoting wings, so that they can rotate together around a central axis of rotation.
Las alas pivotantes centrales (17) y (18), contienen al menos un alerón a cada lado de la aeronave (21) y (22). Estos son los encargados de controlar el alabeo (roll) de la aeronave cuando esta vuela horizontalmente y la guiñada (yaw) cuando vuela verticalmente.The central pivoting wings (17) and (18) contain at least one aileron on each side of the aircraft (21) and (22). These are responsible for controlling the roll (roll) of the aircraft when it flies horizontally and the yaw (yaw) when it flies vertically.
-Dos ALAS PIVOTANTES DELANTERAS (15) y (16): Son las superficies sustentadoras aerodinámicas que se encuentran en la parte delantera a ambos lados del fuselaje (9). En su parte interior se unen a este por medio de cojinetes que le permiten girar libremente en torno a un eje delantero común. En su parte central se unen a los carenados longitudinales laterales (11) y (12) y a los propulsores (2) y (8). En este punto se unen también a las patas delanteras del tren de aterrizaje (26) y (27) de forma que cuando la aeronave se encuentra despegando o aterrizando estas apuntan hacia abajo. Para el vuelo horizontal estas rotan 90° (juntamente con los propulsores y alas) quedando escondidas dentro de los carenados longitudinales transversales evitando castigar el comportamiento aerodinámico.-Two FRONT PIVOTING WINGS (15) and (16): These are the aerodynamic bearing surfaces found in the front part on both sides of the fuselage (9). Inside they are joined to it by means of bearings that allow it to rotate freely around a common front axle. In their central part they join the lateral longitudinal fairings (11) and (12) and the thrusters (2) and (8). At this point they are also attached to the front legs of the landing gear (26) and (27) so that when the aircraft is taking off or landing they point downwards. For horizontal flight these rotate 90 ° (together with the propellers and wings) being hidden inside the transverse longitudinal fairings, avoiding punishing the aerodynamic behavior.
En la parte final de las alas pivotantes delanteras se colocan wingtips para mejorar el comportamiento aerodinámico.Wingtips are placed at the end of the front pivoting wings to improve aerodynamic behavior.
Las alas pivotantes delanteras (15) y (16) se sitúan en la cota más baja de la aeronave para evitar que el flujo de aire que sale de estas durante el vuelo horizontal, pueda interferir en el que entra en el ala fija central (10).The front pivoting wings (15) and (16) are located at the lowest elevation of the aircraft to avoid that the airflow that leaves these during horizontal flight, can interfere with the one that enters the central fixed wing (10 ).
Por otra parte, las alas pivotante delanteras (15) y (16) tienen un ángulo de ataque ligeramente mayor con respecto a las centrales (10), (17) y (18) y las traseras (19) y (20) para garantizar que, en caso de entrada en pérdida, se recupere fácilmente el control de la misma por el hecho de "caerse” en un primer momento de la parte delantera (reestableciendo el equilibrio).On the other hand, the front pivoting wings (15) and (16) have a slightly greater angle of attack with respect to the central ones (10), (17) and (18) and the rear ones (19) and (20) to guarantee that, in the event of a loss, control of the loss is easily regained by the fact of "falling" at first from the front (re-establishing balance).
-Dos ALAS PIVOTANTES TRASERAS (19) y (20): Son las superficies sustentadoras aerodinámicas que se encuentran en la parte trasera a ambos lados del fuselaje (9). En su parte interior se unen a este por medio de cojinetes que le permiten girar libremente en torno a un eje trasero común. En su parte central se unen a los carenados longitudinales laterales (11) y (12) y a los propulsores (4) y (6).-Two REAR PIVOTING WINGS (19) and (20): These are the aerodynamic bearing surfaces found at the rear on both sides from the fuselage (9). Inside they are attached to it by means of bearings that allow it to rotate freely around a common rear axle. In their central part they join the lateral longitudinal fairings (11) and (12) and the thrusters (4) and (6).
En la parte final de las alas pivotantes traseras se colocan wingtips para mejorar el comportamiento aerodinámico.Wingtips are placed at the end of the rear pivoting wings to improve aerodynamic behavior.
Las alas pivotantes traseras (19) y (20) se sitúan en la cota más alta de la aeronave para evitar que el flujo de aire que sale de las centrales (10), (17) y (18) durante el vuelo horizontal, pueda interferir en el que entra en las traseras (19) y (20).The rear pivoting wings (19) and (20) are located at the highest elevation of the aircraft to prevent the air flow coming out of the centrals (10), (17) and (18) during horizontal flight, from being able to interfere with the one that enters the rear (19) and (20).
Las alas pivotantes traseras (19) y (20), contienen un timón de profundidad trasero a cada lado de la aeronave (23) y (24). Estos son los encargados de controlar el cabecero (pitch) de la aeronave cuando esta vuela horizontalmente.The rear pivot wings (19) and (20) contain a rear elevator on each side of the aircraft (23) and (24). These are in charge of controlling the headland (pitch) of the aircraft when it flies horizontally.
-Un ESTABILIZADOR VERTICAL invertido (13) se encuentra en la parte trasera de la aeronave a la distancia mínima con respecto al final del fuselaje que garantice que el propulsor trasero (5) no interfiera con este en la configuración de vuelo vertical.-An inverted VERTICAL STABILIZER (13) is located at the rear of the aircraft at the minimum distance from the end of the fuselage that ensures that the rear thruster (5) does not interfere with it in the vertical flight configuration.
Este está invertido porque el propio estabilizador (13) forma parte del tren de aterrizaje (en trípode), es decir, cuando la aeronave aterriza se apoya en la parte baja del estabilizador. De esta forma se evitan complejos y pesados mecanismos retráctiles.This is inverted because the stabilizer (13) itself is part of the landing gear (on a tripod), that is, when the aircraft lands it rests on the lower part of the stabilizer. In this way, complex and heavy retractable mechanisms are avoided.
El estabilizador vertical (13) contiene un timón de dirección (25) encargado del control de la guiñada de la aeronave durante el vuelo horizontal.The vertical stabilizer (13) contains a rudder (25) in charge of controlling the yaw of the aircraft during horizontal flight.
-Un MECANISMO DE GIRO centralizado, encargado de hacer rotar todas partes móviles (propulsores, alas y tren de aterrizaje) de forma coordinada. Este se encuentra situado en la parte central del fuselaje. Por medio de levas y barras de control hace girar coordinadamente el eje delantero, central y trasero en la misma dirección.-A centralized SWING MECHANISM, in charge of rotating all moving parts (thrusters, wings and landing gear) in a coordinated way. This is located in the central part of the fuselage. By means of cams and control rods, it rotates the front, center and rear axle in the same direction.
Este mecanismo de giro (servo) es redundante puesto que se considera crítico para el control de la aeronave: Incorpora dos buses de entrada, gestión del estado de la redundancia para alertar en caso de que una entrada falle y aporta una lectura de la posición capaz de informar, en cada momento, del ángulo de posición actual con respecto al origen. This turning mechanism (servo) is redundant since it is considered critical for the control of the aircraft: It incorporates two input buses, redundancy status management to alert in case an input fails and provides a capable position reading to inform, at all times, the current position angle with respect to the origin.
Tal y como se observa en las figuras 7 y 8, la estructura interior de la aeronave (de las alas y fuselaje), se compone de los mismos elementos que el resto de aeroestructuras que forman parte del estado de la técnica: Largueros, costillas, larguerillos y una piel exterior. Estas se fabrican en fibra de carbono (o material similar).As can be seen in Figures 7 and 8, the interior structure of the aircraft (wings and fuselage) is made up of the same elements as the rest of the aerostructures that are part of the state of the art: spars, ribs, stringers and an outer skin. These are made of carbon fiber (or similar material).
En esta invención, además de los anteriores, se consideran como elementos estructurales las baterías y los cables eléctricos semirrígidos, que convenientemente situados aportan rigidez al conjunto, en vez de ser masas que cuelgan de la estructura. En el caso del ala central, esta contiene los siguientes elementos:In this invention, in addition to the previous ones, batteries and semi-rigid electric cables are considered structural elements, which conveniently located provide rigidity to the assembly, instead of being masses that hang from the structure. In the case of the central wing, it contains the following elements:
-LARGUERO BORDE DE ATAQUE (33) y LARGUERO BORDE DE SALIDA (34), que son los largueros convenientemente aligerados, que además de tener un peso reducido permite el paso de la corriente de aire en el interior del ala, lo que ayuda a la refrigeración de las baterías.-LEADING EDGE LENGTH (33) and STARTING EDGE LENGTH (34), which are suitably lightened spars, which in addition to having a reduced weight allow the passage of the air stream inside the wing, which helps the battery cooling.
-COSTILLAS (35), limitadas en su contorno exterior por la superficie aerodinámica (skin). El contorno exterior contiene pequeños taladros (concéntricos entre todas las costillas) sobre los que se apoyarán los cables eléctricos semirrígidos (38) y larguerillos (36). Los taladros interiores de aligeramiento son del tamaño de las baterías (29) y (30). Además, en ese contorno interior también se mecanizan pequeños taladros (concéntricos entre todas las costillas) sobre los que se apoyarán los largueros guía interiores (37) que servirán de apoyo para las baterías (29) y (30) y pasarán las reacciones a las costillas (35). Sobre estos contornos interiores también se mecanizan pequeños pasos de aire para permitir que este pueda circular libremente entre las costillas refrigerando de este modo la superficie de las baterías (29) y (30).-SHEADS (35), limited in their outer contour by the aerodynamic surface (skin). The outer contour contains small holes (concentric between all the ribs) on which the semi-rigid electrical cables (38) and stringers (36) will rest. The internal lightening holes are the size of batteries (29) and (30). In addition, small holes (concentric between all the ribs) are also machined in this inner contour, on which the inner guide beams (37) will rest, which will serve as support for the batteries (29) and (30) and will pass the reactions to the ribs (35). Small air passages are also machined on these inner contours to allow it to circulate freely between the ribs, thereby cooling the surface of the batteries (29) and (30).
- BATERÍAS (29) y (30), que representan un porcentaje muy alto con respecto al peso total de la estructura (entre un 35% y un 65% del peso total). Por el hecho de estar compuestas por celdas metálicas, resisten grandes esfuerzos de torsión y flexión. En esta invención, están alojadas en el interior de ala, en contacto con los larguerillos guía (37) y las costillas (35) lo que le permite transmitir las cargas y reacciones entre todos los componentes de la estructura.- BATTERIES (29) and (30), which represent a very high percentage with respect to the total weight of the structure (between 35% and 65% of the total weight). Due to the fact that they are composed of metal cells, they resist great torsional and bending forces. In this invention, they are housed inside the wing, in contact with the guide stringers (37) and the ribs (35), which allows it to transmit the loads and reactions between all the components of the structure.
- CABLES ELECTRICOS SEMIRRIGIDOS (38), necesarios para la interconexión de los componentes electrónicos distribuidos por toda la aeronave. - SEMIRRIGID ELECTRIC CABLES (38), necessary for the interconnection of the electronic components distributed throughout the aircraft.
En la invención que se presenta existe duplicidad de señales, haciendo pasar los cables (que llevan una misma señal) por distintas zonas (ej. parte del extradós e intradós) para tener la seguridad de que, aun en caso de recibir un daño en una zona de la aeronave, esta se pueda aterrizar de forma segura.In the invention presented there is duplication of signals, making the cables (which carry the same signal) pass through different areas (eg part of the upper and lower surface) to ensure that, even in the event of receiving damage to a area of the aircraft, it can be safely landed.
Estos cables semirrígidos (38), soportan pequeños esfuerzos de tracción (y en menor medida compresión). Todos juntos, convenientemente colocados sobre el contorno exterior de las costillas (35), contribuyen a reaccionar la flexión del ala. Por otro lado, forman una nube de cables longitudinales, sobre los que se apoyará la piel exterior (unida a estos por medio de adhesivos). Esta nube de cables mejora el comportamiento de pandeo local de la piel exterior, pudiendo de esta forma reducir el espesor de esta.These semi-rigid cables (38), support small tensile forces (and to a lesser extent compression). All together, conveniently placed on the outer contour of the ribs (35), they contribute to reacting the flexion of the wing. On the other hand, they form a cloud of longitudinal cables, on which the outer skin will rest (attached to these by means of adhesives). This cloud of cables improves the local buckling behavior of the outer skin, thus reducing its thickness.
Todos los elementos anteriormente mencionados, trabajando de forma conjunta contribuyen a reducir de forma considerable el peso de la estructura.All the aforementioned elements, working together, contribute to considerably reduce the weight of the structure.
Para el control del vuelo, navegación, comunicaciones, detección y esquiva de obstáculos la invención contiene los siguientes elementos:For the control of flight, navigation, communications, detection and avoidance of obstacles, the invention contains the following elements:
-BATERIAS PRINCIPALES (29) y (30) y BATERIAS AUXILIARES INTERCAMBIABLES (31) y (32), son la fuente de energía de la aeronave. Las principales se alojan en el interior del ala fija central y las auxiliares intercambiables en el interior del fuselaje (con acceso por la parte inferior de la aeronave).-MAIN BATTERIES (29) and (30) and INTERCHANGEABLE AUXILIARY BATTERIES (31) and (32) are the power source for the aircraft. The main ones are housed inside the central fixed wing and the interchangeable auxiliary ones inside the fuselage (with access through the lower part of the aircraft).
-CONTROLADORA DE BATERÍAS ó BMS (Battery Management System), Entre otras funciones, controlan y monitorizan el flujo de corriente y la temperatura de cada una de de las baterías, balancean la carga y descarga de las mismas para evitar que unas celdas se carguen más que otras, y suministran electricidad a todos los componentes electrónicos de la aeronave.-BATTERY CONTROLLER or BMS (Battery Management System), among other functions, they control and monitor the current flow and the temperature of each of the batteries, balance the charge and discharge of the batteries to prevent some cells from being charged more than others, and supply electricity to all electronic components of the aircraft.
Está situada en la parte central de la aeronave.It is located in the central part of the aircraft.
-CONTROLADORA DE VUELO (42): Es el cerebro de la aeronave. Recibe las órdenes del operador por medio del receptor RF (u otro dispositivo de mayor alcance), los compara con los datos que recibe de los distintos sensores (Giróscopos, magnetómetros, acelerómetros, GPS, sensor barométrico, sonda de velocidad del aire, sistema anticolisión, ...) y los procesa. Una vez procesados envía las ordenes necesarias, entre otros, a los variadores de velocidad de los ocho motores, al mecanismo central de giro y a los distintos actuadores que gobiernan los alerones y timones de profundidad y dirección asegurándose de que la aeronave sigue las instrucciones previamente marcadas por el operador. Se sitúa en el centro del ala fija.-FLIGHT CONTROLLER (42): It is the brain of the aircraft. It receives the operator's orders through the RF receiver (or another device with a longer range), compares them with the data it receives from the different sensors (gyroscopes, magnetometers, accelerometers, GPS, barometric sensor, air speed, anti-collision system, ...) and processes them. Once processed, it sends the necessary orders, among others, to the variable speed drives of the eight engines, to the central turning mechanism and to the different actuators that govern the ailerons and elevator and steering rudders, making sure that the aircraft follows the instructions previously marked. by the operator. It is located in the center of the fixed wing.
-PROCESADOR auxiliar, (independiente del de la controladora de vuelo), que procesa la enorme cantidad de datos recibidos de los elementos opcionales de misión, como pueden ser cámaras, cámaras térmicas, LIDAR,... Este procesador es el encargado de procesar también la información proveniente del resto de sistemas de comunicación (encriptando los d a to s ,.) . Se sitúa al lado de la controladora de vuelo.-Auxiliary PROCESSOR, (independent of the flight controller), which processes the enormous amount of data received from the optional mission elements, such as cameras, thermal cameras, LIDAR, ... This processor is also in charge of processing the information coming from the rest of the communication systems (encrypting the data,.). It is located next to the flight controller.
-VARIADORES DE VELOCIDAD de cada uno de los motores. Reciben directamente la energía eléctrica del BMS (puesto que los motores son los que consumen la mayor parte de la energía) y las órdenes de gobierno de la controladora de vuelo. Son los encargados de variar la velocidad de los motores en función de las órdenes recibidas. Se sitúan próximos a cada uno de los motores (en el fuselaje y los carenados longitudinales laterales) en zonas donde existe corriente de aire para estar convenientemente refrigerados.-VARIATORS OF SPEED of each one of the motors. They receive the electrical energy directly from the BMS (since the motors consume most of the energy) and the steering orders from the flight controller. They are in charge of varying the speed of the engines based on the orders received. They are located close to each of the engines (in the fuselage and the longitudinal side fairings) in areas where there is a current of air to be conveniently cooled.
-ACTUADORES, situados en las alas pivotantes centrales, las alas pivotantes traseras y el estabilizador vertical. Son los encargados de mover los alerones y timones siguiendo las ordenes de la controladora de vuelo.-ACTUATORS, located on the central pivot wings, the rear pivot wings and the vertical stabilizer. They are in charge of moving the ailerons and rudders following the orders of the flight controller.
-SENSORES de recogida de datos. Se encuentran distribuidos a lo largo de toda la aeronave. Recogen información del vuelo y la envían a la controladora.-SENSORS for data collection. They are distributed throughout the entire aircraft. They collect flight information and send it to the controller.
A continuación, se describen las tres fases de un procedimiento de utilización de la aeronave:The three phases of an aircraft operating procedure are described below:
- FASE DE ASCENSO Y DESCENSO (Fig. 10A):- ASCENT AND DESCENT PHASE (Fig. 10A):
Para la fase de ascenso, todas las alas (15), (16), (17), (18), (19) y (20), a excepción del ala fija central (10) se encuentran apuntando hacia arriba. De igual modo, los equipos propulsores delanteros (1), (2) y (8) y centrales (3) y (7) se encuentran apuntando hacia arriba. Por el contrario, los equipos propulsores traseros (4), (5) y (6) se encuentran apuntando hacia abajo. Todos en su conjunto "aspiran” aire de arriba y lo "impulsan” hacia abajo. De esta forma, se consigue elevar la aeronave.For the ascent phase, all wings (15), (16), (17), (18), (19) and (20), with the exception of the central fixed wing (10) are pointing upwards. Similarly, the front (1), (2) and (8) and central (3) and (7) thrusters are They are pointing upwards. On the contrary, the rear thrusters (4), (5) and (6) are pointing downwards. As a whole, they all "suck in" air from above and "propel" it downwards. In this way, it is possible to raise the aircraft.
Las patas del tren de aterrizaje (26) y (27) apuntan hacia abajo, preparadas para apoyar el peso de la aeronave (y cargas de aterrizaje) sobre ellas.The landing gear legs (26) and (27) point downward, ready to support the weight of the aircraft (and landing loads) on them.
En esta fase, para el control del cabeceo (pitch) y del balanceo (roll) se utiliza el control selectivo de los propulsores. Para el control de la guiñada se utilizan los alerones (21) y (22) de las alas pivotantes laterales (17) y (18) y el control selectivo de los propulsores, todos ellos gobernados por la controladora de vuelo.In this phase, selective control of the thrusters is used to control pitch and roll. For the yaw control, the ailerons (21) and (22) of the lateral pivoting wings (17) and (18) and the selective control of the thrusters are used, all of them governed by the flight controller.
Una vez que la aeronave se encuentra a cierta altura y con el rumbo correcto se pasa a la siguiente fase:Once the aircraft is at a certain height and with the correct heading, it proceeds to the next phase:
-FASE DE TRANSICION (Fig. 10B):- TRANSITION PHASE (Fig. 10B):
En esta fase todas las partes móviles (alas pivotantes, propulsores y patas de tren de aterrizaje) movidas por el mecanismo de rotación central empiezan a rotar con una velocidad de rotación no superior a los 10°/Seg. En este momento la aeronave comienza a desplazarse horizontalmente (debido a la componente horizontal de la fuerza que ejercen los propulsores). En esta fase empieza a aparecer una corriente de aire pasando por los perfiles aerodinámicos.In this phase all the moving parts (pivot wings, thrusters and landing gear legs) moved by the central rotation mechanism begin to rotate with a rotation speed not exceeding 10 ° / Sec. At this moment the aircraft begins to move horizontally (due to the horizontal component of the force exerted by the thrusters). In this phase, a stream of air begins to appear passing through the aerodynamic profiles.
En este momento, para el control del cabeceo (pitch) se utilizan conjuntamente el control selectivo de los propulsores junto con los timones de profundidad (23) y (24); Para el control de balanceo se utilizan conjuntamente el control selectivo de los propulsores junto con los alerones (21) y (22); Para el control de guiñada se utilizan conjuntamente el control selectivo de los propulsores junto con el timón de dirección (25).At this time, for pitch control, the selective control of the thrusters is used together with the elevator (23) and (24); For roll control, the selective thruster control is used together with the ailerons (21) and (22); For yaw control, selective thruster control is used together with the rudder (25).
Cuando la controladora estima que la velocidad relativa de aire que pasa por las alas es suficiente para crear por sí solas la sustentación necesaria para mantener la aeronave en el aire, el mecanismo de rotación rota completamente (90°) para pasar a la siguiente fase:When the controller estimates that the relative velocity of air passing through the wings is sufficient to create the lift necessary to keep the aircraft in the air by itself, the rotation mechanism rotates completely (90 °) to proceed to the next phase:
-FASE DE VUELO HORIZONTAL O VUELO EFICIENTE (Fig. 10C):-HORIZONTAL FLIGHT PHASE OR EFFICIENT FLIGHT (Fig. 10C):
En esta fase todas las alas se encuentran prácticamente en dirección horizontal (con cierto ángulo de ataque). Los propulsores delanteros (1), (2) y (8), centrales (3) y (7), y traseros (4), (5) y (6) se encuentran perfectamente alineados con respecto al eje longitudinal (eje de balanceo). Las patas delanteras del tren de aterrizaje (26) y (27) se encuentran en posición horizontal metidas en el interior de los carenados longitudinales laterales (11) y (12).In this phase all the wings are practically in a horizontal direction (with a certain angle of attack). The front thrusters (1), (2) and (8), central (3) and (7), and rear (4), (5) and (6) are perfectly aligned with respect to the longitudinal axis (roll axis ). The front legs of the landing gear (26) and (27) are in a horizontal position inserted inside the lateral longitudinal fairings (11) and (12).
En este momento, para el control del cabeceo (pitch) se utilizan los timones de profundidad (23) y (24); Para el control de balanceo se utilizan los alerones (21) y (22); Para el control de guiñada se utiliza el timón de dirección (25).At this time, for pitch control, the elevator (23) and (24) are used; For roll control, the ailerons (21) and (22) are used; For yaw control the rudder (25) is used.
En esta fase se produce un descenso considerable del consumo de energía. In this phase there is a considerable decrease in energy consumption.
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