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Title:
VERTICAL-TAKE-OFF AERIAL VEHICLE WITH AEROFOIL-SHAPED INTEGRATED FUSELAGE AND WINGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/067401
Kind Code:
A1
Abstract:
The present application relates essentially to a fixed-wing aircraft made up of a fuselage (02) in the shape of an aerofoil with four wings (10) having the same aerofoil shape with aerodynamic wing behaviour contributing to the lift and minimizing the drag of the aircraft, allowing it to have a larger payload and longer flight range.

Inventors:
FILHO ALBERTO CARLOS PEREIRA (BR)
Application Number:
PCT/BR2020/050388
Publication Date:
April 07, 2022
Filing Date:
September 29, 2020
Export Citation:
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Assignee:
FILHO ALBERTO CARLOS PEREIRA (BR)
International Classes:
B64C29/00; B64C1/00; B64C3/00; B64C3/10; B64C11/00; B64C15/00; B64C15/12; B64D27/00; B64D35/00
Foreign References:
US20190135424A12019-05-09
CN106741919A2017-05-31
US10640207B22020-05-05
US8720814B22014-05-13
CN204895858U2015-12-23
CN204998771U2016-01-27
US10773802B22020-09-15
US7159817B22007-01-09
US7159817B22007-01-09
Attorney, Agent or Firm:
SOCIEDADE CIVIL BRAXIL LTDA (BR)
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Claims:

REIVINDICAÇÕES

1) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por ser sua fuselagem (02) integradas as asas fixas moldadas a partir da geração de contorno de uma configuração definida por um aerofólio aeronáutico, ou perfil alar, com as asas dianteiras (10a e 10b) e traseiras (10c e 10d) instaladas nas laterais da fuselagem (02) e posicionadas de acordo com as condições e características essenciais do projeto;

2) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por ser um veículo aéreo híbrido com fuselagem (02) moldada a partir de um aerofólio aeronáutico composta de quatro de asas fixas, com capacidade de pouso e decolagem vertical (VTOL), ou de pista curta (STOL), capacidade de planeio, voo vertical, frontal e ré, e voo horizontal; não possuir superfícies móveis aerodinâmicas de controle de voo como ailerons, profundor, leme e flaps;

3) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por seus propulsores (35) poderem girar, inclinando de forma independente e atuarem coletivamente ou isoladamente sua tração, permitindo mudar atitude em arfagem (pitch), direcional, em guinada (yaw) e lateral, em rolamento (roll) em torno do sistema de eixo da aeronave, bem como a decolagem e o pouso vertical, flutuação (ou planeio) e o voo horizontal;

4) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por não possuir superfícies móveis de controle de voo tento todas as suas manobras feitas pelos propulsores posicionados na parte final de suas asas;

5) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por girarem em sentido contrário aos propulsores da esquerda para zerar o efeito de torque produzido por sua rotação e pelo efeito de vortex de ponta de asa;

6) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por possuir quatro motores elétricos de precisão de giro (30) para direção e posicionamento dos propulsores de forma independente, cada um conectado ao seu correspondente propulsor (35) através de um mecanismo de eixo de transmissão (34). Cada motor elétrico de precisão do giro (30), possui seu correspondente driver (42) sendo comandado por um Comando Central de Controle de Voo (41).

7) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por possuir um conjunto de trem de pouso, conforme descrito, que permita o pouso e decolagem vertical (VTOL) e de outra forma o pouso e decolagem de pista curta (STOL).

Description:
VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO Campo da invenção

[001] Fabricantes de aeronaves ao longo dos anos deram mais preferência a aeronaves de asa fixa, monomotor ou bimotor, por serem de fabricação menos complexas e econômicas e, portanto, apresentarem redução de custos operacionais.

[002] Veículos de decolagem e pouso vertical são conhecidos como máquinas de "decolagem e pouso verticais (VTOL)", mas de potência relativamente elevada, gerando alto consumo, baixa velocidade e baixa autonomia de voo.

[003] No quesito VTOL, o helicóptero dominou o mercado até os dias de hoje, em razão de uma série de vantagens e oportunidades que foram dominando a história de sua evolução. Até mesmo questões políticas da indústria aeronáutica, bem como dos clientes apontaram o uso do helicóptero como instrumento de deslocamento de curto alcance e decolagem e pouso vertical.

[004] Portanto, trata a presente invenção uma tecnologia inovadora aplicada em aeronaves, cuja configuração de fuselagem integrada com a asa (Blended Wing Body) é a partir de um modelo de aerofólio definido no projeto aerodinâmico da aeronave e suas condições de voo. O formato das asas e inclusive da fuselagem é baseado numa configuração única, que toma por base o respectivo aerofólio. Assim a fuselagem possui um comportamento aerodinâmico de asa contribuindo na sustentação e minimizando arrasto da aeronave.

[005] A configuração aplicada à invenção é do tipo quadrimotor com um conjunto de sistema de rotor em cada ponta de suas quatro asas. Cada conjunto é girável longitudinalmente entre a posição horizontal e a posição vertical, podendo ser do tipo elétrico (ducted fan) ou turbopropulsores, a jato, podendo ser tripulada ou não.

[006] Tais propulsores podem variar coletivamente ou isoladamente sua tração, bem como girar, para mudar a velocidade de voo e os movimentos da aeronave: longitudinal, em arfagem (pitch), direcional, em guinada (yaw) e lateral, em rolamento (roll) em torno do sistema de eixo da aeronave, permitindo a decolagem e o pouso vertical, flutuação (ou planeio), bem como o voo horizontal.

[007] Os propulsores, tanto os dois dianteiros quanto os dois traseiros possuem capacidade de giro longitudinal independente ou coletivo. Isto é importante para o controle de voo, uma vez que a aeronave aqui concebida não possui superfícies móveis de estabilidade e controle. Todo o controle da aeronave baseia-se no vetoramento e giro dos quatro propulsores, conforme será explicado mais adiante.

[008] Trata-se o presente invento de um veículo aéreo com asa fixa, decolagem e pouso vertical, tripulado ou não, podendo executar vários tipos de missões, dentre elas, monitoramento de área, levantamento aéreo fotográfico, agricultura, deliveries e busca, etc.

[009] Possui características de veículo híbrido, pois é dotado de recursos VTOL, podendo ser pilotado a distância, característica dos drones, bem como permite voos horizontais, cruzeiros, de longo alcance, flutuação (hover), decolagem e pouso vertical, Possui tanto as características de aeronave tipo drone VTOL, de helicóptero, como de aeronave de asa fixa, que voam a longas distancias devido a sustentação das asas que minimizam a propulsão, solicitada basicamente para vencer o arrasto a uma dada velocidade.

[010] Possui estrutura única integrando as quatro asas a fuselagem, configuradas a partir de um aerofólio aeronáutico estabelecido pelo projeto, com efeito de otimizar os coeficientes aerodinâmicos. Resumidamente, a aeronave tem comportamento versátil: pode decolar e pousar verticalmente ou horizontalmente em pistas curtas para economia de combustível, plainar, voar lento com propulsores na vertical, ou nas mesmas condições, fazer o voo de ré. E ainda, voar normalmente na horizontal como uma aeronave de asa fixa impulsionada pela tração dos quatros propulsores.

Estado da técnica

[011] A patente US 7159817 Aeronave de decolagem e pouso vertical (VTOL) com empuxo e controle distribuídos apresenta uma aeronave com um sistema de propulsão vertical de decolagem e aterrissagem (VTOL). A aeronave inclui uma fuselagem, o sistema de propulsão VTOL, pelo menos um propulsor dianteiro, uma fonte de energia usada para o sistema de propulsão VTOL e o propulsor dianteiro, asas dianteiras e traseiras e uma pluralidade de longarinas anexadas e abrangendo o espaço entre as duas asas. O sistema de propulsão VTOL inclui uma pluralidade de células VTOL (incluindo um motor, controlador de motor e hélice) fixadas em uma relação espaçada ao longo de cada longarina. As células VTOL são usadas exclusivamente para voo vertical ou pairando e são desligadas conforme a aeronave desenvolve velocidade de voo para frente e a sustentação da asa correspondente. Durante o voo para frente, as hélices do VTOL são articuladas para permitir que a aeronave assuma uma configuração de baixo arrasto. A presente invenção é adequada para uso em aeronaves tripuladas ou não tripuladas de qualquer escala.

[012] A patente US 7159817 B2 Aeronave VTOL com três asas e seis unidades de propulsão inclináveis, apresenta uma aeronave de decolagem e pouso vertical com pelo menos três asas e pelo menos seis unidades de propulsão, cada uma das quais localizada radialmente a partir de duas unidades de propulsão adjacentes, em ângulos iguais ou substancialmente iguais. As pelo menos seis unidades de propulsão juntas sendo localizadas simetricamente, ou em posições substancialmente simétricas, em torno do centro de gravidade aproximado da aeronave, quando visto de cima. Um estabilizador vertical pode ou não ser empregado. Se nenhum estabilizador vertical for empregado, o controle de guinada durante o voo horizontal pode ser alcançado por meio de empuxo diferencial usando pelo menos seis unidades de propulsão. O controle de guinada durante o voo vertical pode ser fornecido por uma pluralidade de painéis de controle de guinada. Painéis de controle de guinada ausentes, controle de guinada durante o voo vertical podem ser fornecidos usando ângulos de inclinação da unidade de propulsão diferencial.

Pontos deficientes do estado da técnica [013] Sabe-se que a grande desvantagem de veículos VTOL é que para voar horizontalmente, pois sem asas, precisam de muita potência para se manterem no ar, diminuindo assim o alcance, nesse tipo de aeronave.

[014] Por outro lado, aviões de asa fixa fazem esse papel, minimizando o consumo de combustível para manter o voo horizontal, mas não decolam nem pousam verticalmente. Ademais, a fuselagem dessas aeronaves, muita das vezes, em pouco contribuem no seu desempenho durante o voo e são responsáveis por boa parte do arrasto produzido.

[015] Outras propostas de aeronaves VTOL com asas para voo horizontal possuem dois conjuntos propulsores distintos, um para a função VTOL, e outro para o voo horizontal, o que acarreta em maior peso, custo, menor autonomia de voo e menor capacidade de carga, visto que na maior parte do voo um dos sistemas de propulsão estará ocioso, contribuindo apenas para o aumento de peso da aeronave.

[016] Algumas propostas de aeronaves VTOL dotadas de asa fixa, com capacidade de voo horizontal, utilizam fuselagens convencionais, comumente encontradas na aviação, sem explorar os benefícios de uma fuselagem no formato de aerofólio aeronáutico, que diminui o arrasto e gera sustentação para a aeronave.

[017] Existem ainda propostas que apresentam superfícies de controle convencionais para a manobrabilidade da aeronave, o que aumenta o custo, o peso e a complexidade da aeronave, e ainda diminui a sua confiabilidade, devido à quantidade de peças móveis.

Solução proposta

[018] Atualmente, com o avanço da tecnologia de fabricação, melhores propulsores, baterias e melhor sistema eletrônico de controle, veículos tipo VTOL, munidos de asas, com propulsão quadrimotores ganham atratividade por unirem vantagens consideráveis: capacidade de decolagem e pouso vertical, planeio, voo a ré, maior velocidade horizontal e maior autonomia de voo, quando comparados a veículos VTOL sem asas.

[019] O presente modelo de aeronave se enquadra nos critérios que definem a inovação tecnológica, apresentando duas principais vantagens da dinâmica do voo: a decolagem VTOL aliada a maior autonomia e velocidade.

[020] Trata-se a aeronave aqui proposta de uma nova concepção de com uma fuselagem integrada as asas, projetados em harmonia a partir de um aerofólio de voo, como veremos no decorrer deste documento. Esse aerofólio que define o contorno da fuselagem é escolhido a partir da especificação do desempenho da aeronave.

[021] Trata-se então de uma aeronave híbrida com ambas as características, de voo de um helicóptero e de uma aeronave de asa fixa, ou seja, é dotada da capacidade de voar fazendo uso da flutuação aérea gerada pelos quatro propulsores em posição vertical ou voar alterando essa condição para horizontal.

[022] Possuindo asa fixa, voa através da flutuação de ar gerada por uma diferença de pressão formada entre a superfície superior e a inferior da mesma, gerada pelo aerofólio. Nessa configuração aerodinâmica, além das asas contribuírem para o aumento da sustentação com o mínimo de arrasto, também a própria fuselagem com mesmo perfil, dá ao veículo proposto mais vantagens do que os veículos aéreos da categoria. A segurança é outro item fundamental, pois na presente invenção a elevada sustentação produzida pelas asas e a própria fuselagem é um item destacado.

[023] Quando a aeronave está em decolagem e pouso vertical, o eixo do rotor é perpendicular à superfície do solo, fazendo a aeronave voar como um helicóptero e fazer todas as manobras características a ele. [024] Ao atingir uma altura e velocidade predeterminada de voo, o eixo do rotor pode ser inclinado para a frente, assumindo uma condição horizontal, então os rotores tornam-se propulsores que tracionam a aeronave horizontalmente para frente. Em tal condição, de asa fixa e com propulsores na horizontal, a aeronave pode voar em velocidade, alcançando maiores distâncias, pois requer menor empuxo dos propulsores uma vez que a sustentação, aliada ao baixo arrasto, minimizam esforços.

[025] Tradicionalmente, as aeronaves possuem uma fuselagem definida a partir de um cilindro ou mesmo uma forma geométrica próxima disso, um elipsoide, por exemplo, com suas asas duplas (canard ou conjunto asa dianteira e traseira) ou simplesmente asa delta (mono). No modelo proposto, a fuselagem é gerada a partir de um aerofólio aeronáutico, adequado para compor com a asa a configuração aerodinâmica capaz atender o voo horizontal, com menor esforço propulsivo.

[026] O centro da aeronave tem como linha mestra o aerofólio definido no projeto. Esse formato vai se estendendo ate a ponta das asas, de forma a compor um único corpo gerado a partir de um mesmo aerofólio. Ademais, pelo fato de a fuselagem e asas serem definidas por um aerofólio, minimiza-se o arrasto de forma contundente, o que provoca uma economia substancial no consumo de combustível, durante o voo horizontal.

[027] Sendo mais robusto permite ser submetido a condições mais severas, pois não possuem superfícies móveis de controle de voo e por sua configuração estrutural permite plainar - é mais seguro.

Breve descrição dos desenhos da disposição

[028] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, um conjunto de desenhos, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou o seguinte:

A FIG. 1 - Mostra a configuração de modelo de aeronave gerado a partir de aerofólio.

A FIG. 2 - Mostra a aeronave com propulsores na posição vertical.

A FIG. 3 - Mostra a aeronave com propulsores na posição horizontal.

A FIG. 4 - Mostra detalhes dos principais componentes da aeronave.

A FIG. 5 - Mostra o diagrama esquemático do sistema de transmissão da aeronave.

A FIG. 6 - Mostra o diagrama esquemático do sistema de comando e controle da aeronave.

A FIG. 7 - Mostra a direção de giro dos propulsores.

A FIG. 8 - Mostra um aerofólio.

A FIG. 9 - Mostra a aeronave com os propulsores em posição inclinada (tilt).

Descrição detalhada da invenção

[029] Trata-se, portanto, de um veículo aéreo hibrido, conforme apresentado na figura 2, de decolagem e pouso vertical (VTOL), concebido através de uma fuselagem (02) integrada as asas fixas (10) e seus respectivos propulsores (35), operáveis para levantar ou baixar o veículo aéreo verticalmente, podendo pairar, fazer voo cruzeiro horizontal e, em seguida, retornar para o voo vertical para pousar verticalmente. Pela sua versatilidade o veículo pode também decolar e pousar em pista curtas (STOL- Short Take-off and Landing). Opção esta que reduz consumo de combustível durante pouso e decolagem.

[030] Durante o voo vertical, os propulsores (35) são orientados verticalmente para decolagem vertical (figura 2). Quando em voo cruzeiro horizontal, o veículo aéreo pode usar seus propulsores (35) em posição horizontal (figura 3). Pode também voar com propulsores (35) na posição vertical ou levemente inclinada (figura 9) em voo de planeio a baixa velocidade.

[031] Os propulsores (35) são colocados nas extremidades das asas (10), o veículo que é desprovido de superfícies de controle, tornando-o mais eficiente aerodinamicamente minimizando o arrasto.

[032] Sendo os respectivos propulsores (35), operáveis independentemente, para desenvolver tração conjunta ou diferencial, utilizando controle de rotação e/ou giro, para permitir manobras de arfagem, guinada e rolamento e acelerações, bem como o deslocamento vertical.

[033] A patente aqui apresentada de um veículo aéreo consiste ainda de quatro subsistemas compostos por: fuselagem (02) em forma de um aerofólio aeronáutico, conforme figura 1, conjunto das asas (10), conjunto de propulsores (35) e Sistema de Comando e Controle de Voo (41), figura 6.

[034] O nariz da aeronave (01), frente da fuselagem, tem o formato tridimensional formado pela junção dos bordos de ataque (94) dos aerofólios que compõem a fuselagem; a cauda (05), por sua vez, parte traseira da fuselagem, é definida pela forma tridimensional dos bordos de fuga (98) desses aerofólios que compõem a fuselagem (02).

[035] No interior da fuselagem (02) são instalados os quatro motores elétricos (30) de controle de giro dos propulsores (35) todos iguais, bem como bateria (40) e demais mecanismos e acessórios necessários para o voo da aeronave.

[036] Conforme a Figura 5, o conjunto de asas dianteiras (10a e 10b) instalada nas laterais esquerda e direita da fuselagem (02), posição esta definida a partir dos cálculos básicos aerodinâmicos. Ainda de acordo com a Figura 5, na extremidade traseira da fuselagem (02), situam-se as asas traseiras (10c e 10d) que diferem ligeiramente dos modelos de asa fixa convencionais devido a característica hibrida que exige maior área das mesmas de forma a estabilizar a aeronave nas duas condições VTOL e voo horizontal. Cada uma possui seu propulsor (35), e sistema de transmissão de torque de giro, respectivamente.

[037] Possui ainda dois estabilizadores verticais, (06) e (07), em formato barbatanas no extradorso da fuselagem (02), para melhor estabilização lateral em voos horizontais.

[038] A estrutura interna acomoda quatro motores elétricos (30), um para cada propulsor (35), os drivers (42), que tem a função de comandar os motores elétricos de precisão do giro (30) dos propulsores (35), o conjunto de baterias (40) ou tanque de combustíveis (para o caso de propulsão a jato) e acessórios suplementares.

[039] A parte superior possui duas tampas: uma tampa menor traseira (04) para inspeção de acessórios traseiros e uma tampa maior dianteira (03) que serve para inspeção de acessórios dianteiros e colocação de carga útil. Ambas as tampas podem ser operadas facilmente. Um sistema de trem de pouso, composto de um trem de pouso dianteiro e dois trens de pouso traseiros, permite o pouso VTOL ou STOL da aeronave.

[040] A presente proposta consiste de um veículo aéreo configurado a partir de um fuselagem (02) integrada a asas (10) fixas, formando um conjunto de asas frontais (10a e 10b) e um conjunto de asas traseiras (10c e 10d), terminando com uma cauda (05) finalizada pelo contorno dos bordos de fuga (98) dos perfis que modelam a fuselagem (02). Essas asas são confeccionadas em material resistente e leve, tendo sua estrutura dimensionada e fabricada de forma convencional e que atenda requisitos de projeto voo.

[041] Pela longarina principal (33) passa o eixo de transmissão (34) em cada asa que permite transmitir o torque de giro ao propulsor (35) correspondente, produzido pelo motor elétrico (30) de precisão de giro em cada asa no interior da fuselagem (02). Cada motor elétrico (30) é comandado, de forma independente, pelo seu respectivo driver (42) a partir de uma resposta à ordem do Comando Central de Controle de Voo (41). Todo o sistema elétrico é alimentado pelo conjunto de baterias (40).

[042] O eixo de transmissão (34) é responsável por transmitir torque preciso de giro aos seus respectivos propulsores e situam-se no interior da longarina (33) de cada asa, de forma a atender o propulsor (35) correspondente na extremidade das asas, ao motor elétrico (30) localizado na fuselagem (02) da aeronave.

[043] Trata-se de um mecanismo pivotado pelo eixo de transmissão (34) situado na longarina (33) de cada asa e apoiado por rolamentos (32) que permitem esse giro sem gerar esforço por atrito. Com isso, os propulsores (35) são dotados de capacidade de giro longitudinal para condição de mudanças de atitude exigida para o tipo de voo definido a partir do comando central de voo (41). Um sistema de acoplamento (31) garante a ligação do eixo de transmissão (34) ao motor elétrico (30) correspondente.

[044] O sistema propulsor representado nas figuras 04, 05 e 06, mostra um conjunto propulsivo composto de quatro unidades de propulsores (35). Para cancelar o torque produzido pela rotação propulsor, para melhor estabilidade da aeronave, os propulsores da direita operam girando em direções opostas aos propulsores da esquerda e no sentido de anular efeitos aerodinâmicos de vortex de ponta de asa. Ajustes na rotação de cada propulsor (30), comandados pela Central de Comando e Controle de Voo (41), produzindo tração desejada que possa ser simultânea ou independente.

[045] Conforme demonstrado na Figura 02, durante a decolagem e o pouso, os quatro propulsores (35) se encontram na posição vertical, e todos com valor de tração definido pelo Comando Central de Controle de Voo, correspondendo a tração necessária para superar a gravidade (decolagem) ou ser menor (caso de pouso), ou igual a força de gravidade - condição necessária para planeio. Os propulsores (35) podem ainda executar a manobra de reverso, ou seja, podem executar voo de ré da aeronave, com a posição dos reatores em ângulo de giro superior a 90 graus.

[046] O Comando Central de Controle de Voo (41) comanda os quatro motores elétricos (30) e a tração dos propulsores (35). O controle de giro acionado pelos motores elétricos (30) pode ser de forma independente, o que permite o posicionamento individual, dois a dois (direito e esquerdo) ou simultâneos dos propulsores (35) com precisão, promovendo estabilidade e atitude, especialmente em rolamento. Ademais, o Comando Central de Controle de Voo (41) controla também a tração dos propulsores (35) de forma individual ou combinada (dois a dois) ou simultânea, de forma que a aeronave possa executar suas manobras e voos programados.

[047] O Comando Central de Controle de Voo (41) da aeronave é responsável por todo o comando de decolagem, pouso, planeio e voo, composta de sistema de navegação e controle, tais como giros e acelerômetros, é responsável por cumprir a missão e a estabilidade de voo da aeronave, ou seja, pela velocidade imprimida à aeronave, pela execução de curvas e pela estabilidade do veículo a todo instante nos três eixos de coordenadas: guinada, arfagem e rolamento.

[048] Uma peculiaridade da presente invenção é que não há comando de controle por superfícies, as asas são fixas sem superfícies moveis de controle. Esse controle opera comandando a tração dos quatro propulsores (35), de forma coletiva ou individual, e comandando, de forma independente, a posição individual ou simultânea do giro desses quatro propulsores (35). Dessa forma, os controles de arfagem, guinada e rolamento são fornecidos durante o voo vertical e horizontal pela tração e posição de giro de cada propulsor, comandados de forma coletiva ou independente pelo Comando Central de Controle de Voo (41).

[049] O veículo aéreo, constante na presente patente, pode executar os mais diversos tipos de manobras. Durante o voo cruzeiro horizontal, o Comando Central de Controle de Voo (41) posiciona os quatro propulsores (35) simultaneamente, com tração e posição horizontal, de forma suficiente e eficiente a superar o arrasto da aeronave, para a velocidade requerida.

[050] É certo que quando o presente invento for colocado em prática, poderão ser introduzidas modificações no que se refere a certos detalhes de construção e forma, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada teve a finalidade de descrição e não de limitação.

REIVINDICAÇÕES

1) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por ser sua fuselagem (02) integradas as asas fixas moldadas a partir da geração de contorno de uma configuração definida por um aerofólio aeronáutico, ou perfil alar, com as asas dianteiras (10a e 10b) e traseiras (10c e 10d) instaladas nas laterais da fuselagem (02) e posicionadas de acordo com as condições e características essenciais do projeto;

2) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por ser um veículo aéreo híbrido com fuselagem (02) moldada a partir de um aerofólio aeronáutico composta de quatro de asas fixas, com capacidade de pouso e decolagem vertical (VTOL), ou de pista curta (STOL), capacidade de planeio, voo vertical, frontal e ré, e voo horizontal; não possuir superfícies móveis aerodinâmicas de controle de voo como ailerons, profundor, leme e flaps; 3) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por seus propulsores (35) poderem girar, inclinando de forma independente e atuarem coletivamente ou isoladamente sua tração, permitindo mudar atitude em arfagem (pitch), direcional, em guinada (yaw) e lateral, em rolamento (roll) em torno do sistema de eixo da aeronave, bem como a decolagem e o pouso vertical, flutuação (ou planeio) e o voo horizontal;

4) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por não possuir superfícies móveis de controle de voo tento todas as suas manobras feitas pelos propulsores posicionados na parte final de suas asas;

5) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por girarem em sentido contrário aos propulsores da esquerda para zerar o efeito de torque produzido por sua rotação e pelo efeito de vortex de ponta de asa;

6) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por possuir quatro motores elétricos de precisão de giro (30) para direção e posicionamento dos propulsores de forma independente, cada um conectado ao seu correspondente propulsor (35) através de um mecanismo de eixo de transmissão (34). Cada motor elétrico de precisão do giro (30), possui seu correspondente driver (42) sendo comandado por um Comando Central de Controle de Voo (41).

7) “VEÍCULO AÉREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO” cujo estado da técnica antecipa uma aeronave de decolagem e pouso vertical com quatro propulsores caracterizado por possuir um conjunto de trem de pouso, conforme descrito, que permita o pouso e decolagem vertical (VTOL) e de outra forma o pouso e decolagem de pista curta (STOL).

FIG. 1

FIG. 2

FIG. 3

FIG. 4

85

FIG. 5

030

FIG. 6

FIG. 7

FIG. 8 096

098

FIG. 9

RESUMO:

“VEÍCULO AEREO DE DECOLAGEM VERTICAL COM FUSELAGEM E ASAS INTEGRADAS EM AEROFÓLIO”, objeto desta solicitação, consiste essencialmente de uma aeronave de asa fixa composta de uma fuselagem (02) em formato de aerofólio com quatro asas (10) formatadas pelo mesmo aerofólio. Assim, a fuselagem possui um comportamento aerodinâmico de asa contribuindo na sustentação e minimizando o arrasto da aeronave, o que lhe permite maior carga útil e maior autonomia de voo, além de uma boa segurança de voo devido ao seu planeio durante o voo horizontal. Em cada ponta de asa é instalado um propulsor (35) (elétrico, ducted fan, turbojato/fan, ou mesmo a hélice) capaz de girar, inclinando longitudinalmente em relação ao eixo da aeronave, de forma independente, por meio de um sistema de controle de giro dos propulsores (35). Este sistema é composto um por um eixo de transmissão (34) instalado em cada asa e seu correspondente motor elétrico (30). Os propulsores (35) são todos iguais em desempenho peso e dimensões, como forma de minimizar custos de fabricação, mas os propulsores das asas à esquerda giram em sentido contrário aos das asas à direita para estabilizar (neutralizar) o efeito de vortex de ponta de asa e torque devido aos momentos rotativos provocados pelo conjunto rotativo de cada propulsor. Uma central de controle única comanda tanto o giro dos propulsores quanto a sua tração, proporcionando o controle total da aeronave por vetoração e giro, sem necessidade de uso de superfícies de controle. O presente modelo possui inovação pelo seu design gerado a partir de um aerofólio que integra toda sua fuselagem e as asas, apresentando um comportamento híbrido, pois cumpre as tarefas de um veículo VTOL, de um helicóptero, assim como de uma aeronave convencional de asas fixas, sendo versátil pelas capacidades de pouso/decolagem vertical, planeio, voo vertical de frente e de ré, e voo horizontal com o máximo de economia.