ES2784633A1 - Propellant arrangement (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Disposición propulsoraPropulsion arrangement
ObjetoObject
La presente invención se refiere a una disposición propulsora de una aeronave que comprende un detector y desviador de objetos extraños móviles dentro de la capa límite de aire formada por el perfil aerodinámico de la aeronave.The present invention relates to an aircraft propulsion arrangement comprising a detector and deflector for foreign objects moving within the boundary layer of air formed by the aerodynamic profile of the aircraft.
Estado de la técnicaState of the art
En la actualidad se conoce un tipo de aeronaves que montan un sistema de propulsión con dos hélices generadoras de empuje, que giran en sentido contrario la una a la otra; es decir, dos hélices contrarrotantes, donde las hélices de empuje están dispuestas en el extremo posterior del fuselaje de la aeronave.At present, a type of aircraft is known that assemble a propulsion system with two thrust-generating propellers, which rotate in the opposite direction to each other; that is, two counter-rotating propellers, where the thrust propellers are arranged at the rear end of the aircraft fuselage.
Sin embargo, no se conoce ningún sistema de propulsión con dos hélices contrarrotantes que comprenda un sistema para proteger las dos hélices contrarrotantes contra el deterioro que pudiera producirse por el impacto de fragmentos de objetos extraños móviles que podrían encontrarse sobre una pista de un aeropuerto.However, there is no known propulsion system with two counter-rotating propellers that comprises a system to protect the two counter-rotating propellers against damage that could occur from the impact of fragments of moving foreign objects that could be found on an airport runway.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
La presente invención busca resolver uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente mediante una disposición propulsora tal como es definida en las reivindicaciones.The present invention seeks to solve one or more of the drawbacks set forth above by means of a propellant arrangement as defined in the claims.
La disposición propulsora comprende al menos una hélice de empuje, que está situada en el extremo distal de la sección posterior o sección de cola del fuselaje de una aeronave.The thruster arrangement comprises at least one thrust propeller, which is located at the distal end of the rear section or tail section of the fuselage of an aircraft.
La disposición propulsora comprende un sistema de detección y desvío de objetos extraños móviles presentes en proximidad o en el interior de la capa límite de fluido (aire) que se forma en torno al fuselaje de la aeronave en movimiento.The propulsion arrangement comprises a system for detecting and deflecting mobile foreign objects present in the vicinity or inside the boundary layer of fluid (air) that forms around the fuselage of the moving aircraft.
El sistema de detección y desvío incluye:The detection and diversion system includes:
- una bomba de presurización de aire;- an air pressurization pump;
- un depósito de acumulación de aire a presión conectado a la bomba;- a pressurized air accumulation tank connected to the pump;
- al menos un conducto de salida de aire a presión, conectado al depósito de acumulación;- at least one pressurized air outlet duct, connected to the accumulation tank;
- al menos una válvula de descarga situada en el al menos un conducto de salida de aire a presión, y;- at least one discharge valve located in the at least one pressurized air outlet conduit, and;
- al menos a un orificio de descarga situado en el fuselaje de la aeronave aguas arriba de la al menos una hélice de empuje. El al menos un orificio de descarga conecta el al menos un conducto de salida con el exterior de la aeronave. - at least one discharge hole located in the fuselage of the aircraft upstream of the at least one thrust propeller. The at least one discharge port connects the at least one outlet conduit with the exterior of the aircraft.
De manera preferente, la conexión de la bomba de presurización con el depósito de aire a presión comprende una válvula. De esta forma, la bomba recarga el depósito preferentemente antes del despegue o aterrizaje, y no tiene en principio la responsabilidad de mover todo el aire requerido instantáneamente para desviar el objeto o fragmento; la responsabilidad recae más bien en el depósito de acumulación de aire a presión (previamente cargado con aire comprimido).Preferably, the connection of the pressurization pump with the pressurized air reservoir comprises a valve. In this way, the pump refills the tank preferably before take-off or landing, and does not have in principle the responsibility of moving all the air required instantaneously to deflect the object or fragment; rather the responsibility lies with the compressed air storage tank (previously charged with compressed air).
El sistema de detección y desvío está configurado para proporcionar un flujo de aire de descarga a una velocidad superior a la velocidad del aire en la capa límite, para desviar así la trayectoria de un objeto extraño móvil y evitar el impacto de este contra las hélices.The detection and deflection system is configured to provide a discharge air flow at a speed greater than the speed of the air in the boundary layer, thus deflecting the path of a moving foreign object and avoiding the impact of this against the propellers.
El sistema de detección y desvío está situado dentro de la sección posterior del fuselaje.The detection and deflection system is located within the rear section of the fuselage.
El depósito de acumulación está situado dentro de la sección de cola del fuselaje, aguas arriba de la hélice de empuje. El depósito de acumulación está conectado al compresor o bomba de presurización, de alta presión; de manera que, el depósito de acumulación almacena aire a presión en su interior.The accumulation tank is located within the tail section of the fuselage, upstream of the thrust propeller. The accumulation tank is connected to the high-pressure pressurization compressor or pump; so, the accumulation tank stores air under pressure inside.
El orificio de descarga presenta una forma del tipo ranura longitudinal, tubo troncocónico, mini tobera circular o longitudinal o similar.The discharge orifice has a shape of the longitudinal groove type, frustoconical tube, mini circular or longitudinal nozzle or the like.
Según una posible forma de realización, el sistema de detección y desvío comprende una pluralidad de orificios de descarga, estando los orificios de descarga distribuidos en forma de arco sobre el perímetro del fuselaje de la aeronave, formando un semicírculo.According to a possible embodiment, the detection and deflection system comprises a plurality of discharge holes, the discharge holes being distributed in the shape of an arc on the perimeter of the aircraft fuselage, forming a semicircle.
El depósito de acumulación está conectado a un módulo de detección configurado para detectar objetos extraños móviles en proximidad o dentro de la capa límite del fuselaje de la aeronave.The accumulation tank is connected to a detection module configured to detect moving foreign objects in proximity or within the boundary layer of the aircraft fuselage.
El módulo de detección está localizado en el fuselaje aguas arriba de los orificios de descarga, de manera que, si el módulo de detección determina la presencia de al menos un objeto extraño móvil en proximidad o dentro de la anchura de la capa límite del fuselaje durante el despegue o aterrizaje de la aeronave, el módulo de detección transmite una señal de mando hacia la al menos una válvula de descarga para la apertura de dicha al menos una válvula para la descarga de un flujo de aire a presión desde el depósito de acumulación hacia los orificios de descarga para desviar la trayectoria del objeto extraño móvil detectado a la altura de la sección de cola del fuselaje para evitar que el objeto extraño móvil impacte contra la al menos una hélice de empuje.The detection module is located in the fuselage upstream of the discharge ports, so that, if the detection module determines the presence of at least one mobile foreign object in proximity or within the width of the fuselage boundary layer during the take-off or landing of the aircraft, the detection module transmits a command signal towards the at least one discharge valve for opening said at least one valve for the discharge of a flow of pressurized air from the accumulation tank towards the discharge ports to deflect the trajectory of the detected moving foreign object at the height of the tail section of the fuselage to prevent the moving foreign object from impacting the at least one thrust propeller.
El módulo de detección está configurado para medir una señal electromagnética reflejada por el objeto extraño móvil en proximidad o dentro de la capa límite del fuselaje de la aeronave. La señal electromagnética es reflejada por un objeto extraño móvil que presenta unas dimensiones superiores a un valor umbral de tamaño.The detection module is configured to measure an electromagnetic signal reflected by the moving foreign object in proximity to or within the boundary layer of the aircraft fuselage. The electromagnetic signal is reflected by a moving foreign object that has dimensions greater than a threshold size value.
Se considera que si el objeto extraño móvil tiene dimensiones inferiores a dicho umbral de tamaño, los daños que puede producir el objeto extraño de reducidas dimensiones sobre la hélice de empuje no afectan al funcionamiento de la hélice de empuje.It is considered that if the mobile foreign object has dimensions less than said size threshold, the damage that the small foreign object can produce on the thrust propeller does not affect the operation of the thrust propeller.
La disposición propulsora objeto de la presente invención puede también ayudar a evitar o mitigar (gracias a la expulsión de aire comprimido que actúa a modo de colchón) el impacto de la cola con la pista en caso de sobre rotación en aterrizaje o despegue (Tailstrike). The propulsion arrangement object of the present invention can also help to avoid or mitigate (thanks to the expulsion of compressed air that acts as a cushion) the impact of the tail with the runway in case of over-rotation on landing or take-off (Tailstrike) .
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Una explicación más detallada se da en la descripción que sigue y que se basa en las figuras adjuntas:A more detailed explanation is given in the description that follows and is based on the attached figures:
Figura 1: muestra una vista esquemática lateral del fuselaje de cola de un avión con una disposición de hélice contrarrotante en la posición más distal de dicho fuselaje de cola.Figure 1: shows a schematic side view of the tail fuselage of an aircraft with a counter-rotating propeller arrangement in the most distal position of said tail fuselage.
Figura 2: muestra en una vista en perfil una disposición propulsora montada en la sección posterior del fuselaje de una aeronave.Figure 2: shows in a profile view a propulsion arrangement mounted in the rear section of the fuselage of an aircraft.
Figura 3: muestra una vista esquemática de la bomba de presión, el depósito de acumulación y las válvulas de descarga.Figure 3: shows a schematic view of the pressure pump, the accumulation tank and the discharge valves.
Descripción detalladaDetailed description
En las Figuras se muestra una disposición propulsora montada en el extremo distal de la sección posterior o sección de cola del fuselaje (3) de una aeronave (1).In the Figures, a propellant arrangement mounted at the distal end of the rear section or tail section of the fuselage (3) of an aircraft (1) is shown.
La disposición propulsora comprende al menos una hélice (2).The propelling arrangement comprises at least one propeller (2).
Según una posible forma de realización (mostrada en las Figuras), la disposición propulsora comprende dos hélices (2) contrarrotantes.According to a possible embodiment (shown in the Figures), the thruster arrangement comprises two counter-rotating propellers (2).
Según formas de realización alternativas (no mostradas en las Figuras), la disposición propulsora comprende al menos un turbohélice y/o un motor eléctrico o similar para el accionamiento de las hélices (2). Según posibles configuraciones, existen dos motores eléctricos y cada uno acciona una hélice.According to alternative embodiments (not shown in the Figures), the propulsion arrangement comprises at least one turboprop and / or an electric motor or the like for driving the propellers (2). According to possible configurations, there are two electric motors and each one drives a propeller.
Cuando la aeronave (1) está en movimiento, a lo largo de la superficie exterior del fuselaje (3) se forma una capa límite (4) de aire. El espesor de dicha capa límite (4) de aire puede ser variable, y la velocidad relativa (marcada en la Figura 2 con flechas y un perfil creciente de velocidades) del fluido (aire) en dicha capa límite (4) con respecto a la aeronave (1) varía desde cero (fluido en contacto con el fuselaje (3) de la aeronave (1)) hasta el 99 % de la velocidad del fluido fuera de dicha capa límite (4). La velocidad media del aire dentro de dicha capa límite (4) depende, entre otros factores, de la propia velocidad de la aeronave (1).When the aircraft (1) is in motion, a boundary layer (4) of air is formed along the outer surface of the fuselage (3). The thickness of said boundary layer (4) of air can be variable, and the relative speed (marked in Figure 2 with arrows and an increasing velocity profile) of the fluid (air) in said boundary layer (4) with respect to the aircraft (1) varies from zero (fluid in contact with the fuselage (3) of the aircraft (1)) to 99% of the speed of the fluid outside said boundary layer (4). The average air speed within said boundary layer (4) depends, among other factors, on the speed of the aircraft (1).
La disposición propulsora objeto de la presente invención se encuentra inmersa dentro de dicha capa límite (4) de aire e incorpora un sistema de detección y desvío de objetos extraños que invaden la capa límite (4) de aire con el riesgo de impactar contra la al menos una hélice (2) de cola, ocasionando con ello grandes daños.The propulsion arrangement object of the present invention is immersed within said boundary layer (4) of air and incorporates a system for detecting and diverting foreign objects that invade the boundary layer (4) of air with the risk of impacting against the air. minus one tail propeller (2), thereby causing great damage.
Dicho sistema de detección y desvío comprende un compresor o bomba (5) de alta presión conectada mediante un conducto de entrada (51) a un depósito (6) de acumulación, que almacena aire comprimido en su interior.Said detection and diversion system comprises a high pressure compressor or pump (5) connected by an inlet conduit (51) to an accumulation tank (6), which stores compressed air inside.
El depósito (6) de acumulación está conectado a una pluralidad de orificios (7) de descarga a través correspondientes conductos de salida (8), de manera que los conductos de salida (8) transportan un flujo de aire a presión desde el depósito (6) de acumulación hacia los orificios (7) de salida cuando las correspondientes válvulas (9) de salida están abiertas para permitir la descarga del aire comprimido almacenado. En cuanto a los conductos de salida (8), según una posible forma de realización, existen ramificaciones adicionales entre el depósito (6) de acumulación y los conductos de salida (8), de manera que se equilibren presiones.The accumulation tank (6) is connected to a plurality of discharge holes (7) through corresponding outlet conduits (8), so that the outlet conduits (8) carry a flow of pressurized air from the tank ( 6) accumulation towards the outlet ports (7) when the corresponding outlet valves (9) are open to allow the discharge of the stored compressed air. Regarding the outlet ducts (8), according to a Possible embodiment, there are additional branches between the accumulation tank (6) and the outlet conduits (8), so that pressures are balanced.
El sistema de detección y desvío está configurado para que el flujo de aire a presión descargado desde los orificios (7) de descarga presente un valor de velocidad de descarga superior al valor de la velocidad del aire en la capa límite (4); de manera que, el flujo de aire a presión descargado está dimensionado para proporcionar un empuje suficiente para impulsar o mover fuera de la capa límite (4) de aire de la sección de cola del fuselaje (3) un objeto extraño móvil que hubiese penetrado dentro de dicha capa límite (4). Típicamente, la velocidad de descarga del aire debe ser supersónica.The detection and deflection system is configured so that the flow of pressurized air discharged from the discharge ports (7) has a discharge velocity value greater than the value of the air velocity in the boundary layer (4); so that, the flow of air under pressure discharged is dimensioned to provide a sufficient thrust to propel or move out of the boundary layer (4) of air of the tail section of the fuselage (3) a mobile foreign object that had penetrated inside of said boundary layer (4). Typically, the air discharge velocity should be supersonic.
Consecuentemente, se evita que el objeto extraño móvil impacte contra la al menos una hélice (2) de empuje de la disposición propulsora de la aeronave (1).Consequently, the mobile foreign object is prevented from impacting against the at least one thrust propeller (2) of the aircraft propulsion arrangement (1).
Los orificios (7) de descarga están localizados aguas arriba de las hélices (2) de empuje de la disposición propulsora, dentro de la sección de cola del fuselaje (3) de la aeronave (1). Según una posible forma de realización de la disposición propulsora, la distancia de los orificios (7) de descarga a las hélices (2) es igual a una vez el diámetro de hélice (2).The discharge holes (7) are located upstream of the thrust propellers (2) of the propulsion arrangement, within the tail section of the fuselage (3) of the aircraft (1). According to a possible embodiment of the propeller arrangement, the distance from the discharge holes (7) to the propellers (2) is equal to once the diameter of the propeller (2).
Según una posible forma de realización de la disposición propulsora, los orificios (7) de descarga están dispuestos en forma de semicírculo sobre el fuselaje (3) de la aeronave (1). According to a possible embodiment of the propulsion arrangement, the discharge holes (7) are arranged in the form of a semicircle on the fuselage (3) of the aircraft (1).
Los orificios (7) de descarga presentan un tamaño y/o forma para optimizar la descarga del flujo de aire a presión descargado dentro de la capa límite (4) de aire.The discharge holes (7) are sized and / or shaped to optimize the discharge of the flow of pressure air discharged within the boundary layer (4) of air.
Según distintas formas de realización posibles, cada orificio (7) de descarga puede presentar una forma del tipo ranura longitudinal, tubo troncocónico, mini toberas circulares o longitudinales o similar. Típicamente, existen varias decenas de mini toberas de descarga super sónica.According to different possible embodiments, each discharge hole (7) can have a shape of the longitudinal slot type, frustoconical tube, circular or longitudinal mini nozzles or the like. Typically, there are several dozen mini super sonic discharge nozzles.
El sistema de detección y desvío incorpora un módulo de detección (10) que presenta una posición de activación, que corresponde a la etapa de rodaje, despegue o aterrizaje de la aeronave (1), y una posición de desactivada, que corresponde a la etapa de vuelo o crucero de la aeronave (1).The detection and deviation system incorporates a detection module (10) that has an activation position, which corresponds to the taxiing, take-off or landing stage of the aircraft (1), and a deactivated position, which corresponds to the stage flight or cruise of the aircraft (1).
El módulo de detección (10) está configurado para localizar el objeto extraño móvil en proximidad o dentro de la capa límite (4) de aire de la sección de cola del fuselaje (3) durante la posición de activación de éste. El módulo de detección (10) está dispuesto aguas arriba de los orificios (7) de descarga del flujo de aire a presión descargado.The detection module (10) is configured to locate the moving foreign object in proximity or within the air boundary layer (4) of the tail section of the fuselage (3) during the activation position of the latter. The detection module (10) is arranged upstream of the discharge ports (7) of the flow of discharged pressurized air.
El módulo de detección (10) está configurado para medir una señal electromagnética reflejada por el objeto extraño móvil en proximidad o dentro de la capa límite (4) de aire de la sección de cola de la aeronave (1). La señal electromagnética es reflejada por un objeto extraño móvil que presenta unas dimensiones superiores a un valor umbral de tamaño predeterminado.The detection module (10) is configured to measure an electromagnetic signal reflected by the moving foreign object in proximity or within the boundary layer (4) of air of the tail section of the aircraft (1). The electromagnetic signal is reflected by a moving foreign object having dimensions greater than a predetermined size threshold value.
Según otras realizaciones posibles, en lugar de una señal electromagnética, el módulo de detección (10) trabaja con ultrasonido, láser, señal óptica u otras opciones posibles que permitan medir la reflexión de la señal emitida. According to other possible embodiments, instead of an electromagnetic signal, the detection module (10) works with ultrasound, laser, optical signal or other possible options that allow the reflection of the emitted signal to be measured.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ES2784633A1 true ES2784633A1 (en) | 2020-09-29 |
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Citations (4)
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2019
- 2019-03-27 ES ES201900047A patent/ES2784633A1/en not_active Withdrawn
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Effective date: 20210115 |