ITTO20080169A1

ITTO20080169A1 - VEHICLE ACTING TO TRANSPORT PEOPLE ON THE ROAD TO FLIGHT

Info

Publication number: ITTO20080169A1
Authority: IT
Inventors: Angelo Salvatore D
Original assignee: Torino Politecnico
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-09-06

Description

“Veicolo atto sia al trasporto di persone su strada sia al volo”, "Vehicle suitable for both road and flight transport",

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce al campo dei veicoli atti sia al trasporto di persone su strada sia al volo. Veicoli di questo tipo sono stati già proposti in passato. In particolare sono stati già proposti veicoli idonei sia alla marcia su strada sia al volo e ciononostante privi di superfici aerodinamiche fisse o mobili sporgenti lateralmente dall’ingombro generale del corpo del veicolo, così da non risultare di ostacolo all’uso come veicolo stradale e non richiedere l’adozione di complicati meccanismi di ripiegamento di ali. Un veicolo di questo tipo è ad esempio descritto e illustrato nel documento US 6 745 977 B1. The present invention relates to the field of vehicles suitable both for transporting people on the road and for flying. Vehicles of this type have already been proposed in the past. In particular, vehicles have already been proposed that are suitable for both road and flight travel and yet without fixed or mobile aerodynamic surfaces protruding laterally from the overall dimensions of the vehicle body, so as not to be an obstacle to use as a road vehicle and not. require the adoption of complicated wing folding mechanisms. A vehicle of this type is for example described and illustrated in US 6 745 977 B1.

Nonostante la necessità di realizzare un autoveicolo volante sia stata quindi avvertita da tempo, tutte le proposte sinora avanzate in questa direzione sono rimaste senza un esito soddisfacente, o per la complicazione delle soluzioni o per la scarsa efficienza e affidabilità nell’impiego in volo o per la scarsa idoneità ad un uso concreto come autoveicolo su strada, o ancora per più di una delle suddette ragioni. Although the need to create a flying vehicle has been felt for some time, all the proposals so far advanced in this direction have remained without a satisfactory outcome, either due to the complication of the solutions or to the poor efficiency and reliability in use in flight or for the poor suitability for concrete use as a vehicle on the road, or for more than one of the aforementioned reasons.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un veicolo del tipo sopra specificato che risulti di costruzione relativamente semplice e di impiego affidabile ed efficiente sia su strada sia in volo. The object of the present invention is to provide a vehicle of the type specified above which is relatively simple in construction and reliable and efficient in use both on the road and in flight.

In vista di raggiungere tale scopo, l’invenzione ha per oggetto un veicolo atto sia al trasposto di persone su strada sia al volo, caratterizzato dal fatto che comprende: In order to achieve this purpose, the invention relates to a vehicle suitable both for transporting people on the road and for flying, characterized by the fact that it includes:

- un corpo di veicolo privo di superfici aerodinamiche fisse o mobili sporgenti lateralmente dall’ingombro generale di detto corpo, e dotato di almeno una ruota anteriore e di ruote posteriori e di mezzi motori per il comando di dette ruote anteriori e/o posteriori, per la marcia su strada, - un unico gruppo rotorico per il sostentamento, la propulsione, la manovra ed il controllo della stabilità in volo, disposto entro una cavità estendentesi in una direzione sostanzialmente verticale attraverso il corpo del veicolo, con riferimento all’assetto in hovering (O.G.E), detto gruppo rotorico comprendendo almeno due rotori controrotanti fra loro coassiali e verticalmente sovrapposti, - a vehicle body without fixed or mobile aerodynamic surfaces projecting laterally from the general dimensions of said body, and equipped with at least one front wheel and rear wheels and motor means for controlling said front and / or rear wheels, for driving on the road, - a single rotor assembly for support, propulsion, maneuvering and stability control in flight, arranged within a cavity extending in a substantially vertical direction through the body of the vehicle, with reference to the hovering attitude (O.G.E), said rotor group comprising at least two counter-rotating rotors coaxial and vertically superimposed together,

- mezzi motori per l’azionamento del gruppo rotorico, e - motor means for driving the rotor group, e

- mezzi di controllo del passo collettivo e del passo ciclico indipendenti per ciascuno dei rotori di detto gruppo rotorico. - independent collective pitch and cyclic pitch control means for each of the rotors of said rotor group.

Secondo un’ulteriore caratteristica preferita, il veicolo secondo l’invenzione è caratterizzato dal fatto che, con riferimento alla posizione del veicolo nella marcia su strada, l’asse del gruppo rotorico risulta inclinato superiormente in avanti rispetto ad un asse verticale ortogonale al suolo, tale inclinazione essendo scelta in modo tale per cui sia nella condizione di hovering, sia nella condizione di volo orizzontale ad una velocità predeterminata di crociera, il veicolo si mantiene in equilibrio per effetto della sola spinta prodotta dal gruppo rotorico che compensa la forza peso e la risultante di tutte le azioni che in tale circostanza il fluido esercita sulle superfici del corpo (comprendendo anche le azioni dei gas di scarico e delle prese di aria dei turbomotori) e questo senza la necessità di produrre, in queste due circostanze, momenti correttivi equilibranti mediante il controllo del passo ciclico dei due rotori pur avendone la possibilità, il che consente di evitare del tutto o quasi le vibrazioni che si possono manifestare quando il rotore esercita sul veicolo una coppia di equilibramento . According to a further preferred characteristic, the vehicle according to the invention is characterized by the fact that, with reference to the position of the vehicle when traveling on the road, the axis of the rotor assembly is inclined superiorly forward with respect to a vertical axis orthogonal to the ground, this inclination being chosen in such a way that both in the hovering condition and in the horizontal flight condition at a predetermined cruising speed, the vehicle remains in equilibrium due to the effect of the thrust produced by the rotor unit alone which compensates the weight force and the resulting from all the actions that in this circumstance the fluid exerts on the surfaces of the body (also including the actions of the exhaust gases and the air intakes of the turbine engines) and this without the need to produce, in these two circumstances, balancing corrective moments by means of the control of the cyclic pitch of the two rotors while having the possibility, which allows to avoid the all or almost all the vibrations that can occur when the rotor exerts a balancing torque on the vehicle.

I mezzi di controllo del passo ciclico e del passo collettivo dei due rotori sono predisposti per controllare, in ogni caso, i movimenti di rollio e beccheggio attraverso un’attuazione del passo ciclico dei rotori ed i movimenti di imbardata attraverso un’attuazione differenziale del passo collettivo dei due rotori, consistente nell’incremento dell’angolo di calettamento delle pale di un rotore contemporaneamente al decremento dell’angolo di calettamento delle pale dell’altro rotore, realizzando in tal modo una coppia libera di imbardata, a parità di trazione (passo collettivo differenziale). The control means of the cyclic pitch and the collective pitch of the two rotors are arranged to control, in any case, the rolling and pitching movements through an implementation of the cyclic pitch of the rotors and the yaw movements through a differential pitch actuation. collective of the two rotors, consisting in the increase of the pitch angle of the blades of one rotor at the same time as the decrease of the pitch angle of the blades of the other rotor, thus realizing a free yaw torque, with the same traction (pitch differential collective).

Grazie alle caratteristiche sopra indicate, il veicolo secondo l’invenzione presenta il vantaggio che il gruppo rotorico è in grado di funzionare con il minimo livello vibrazionale, nelle due situazioni critiche costituite nel volo in avanti ad alta velocità e nella condizione di hovering. Tale vantaggio è ottenuto principalmente grazie alla disposizione inclinata dall’asse del gruppo rotorico, tale inclinazione essendo scelta in funzione della velocità di crociera di progetto, in modo tale da far si che la spinta generata dal gruppo rotorico sia perfettamente equilibrante nei confronti della forza peso e delle forze aerodinamiche agenti sulla superficie del veicolo, senza necessità di indurre momenti correttivi mediante un intervento sul passo ciclico. Thanks to the characteristics indicated above, the vehicle according to the invention has the advantage that the rotor unit is able to operate with the minimum vibrational level, in the two critical situations constituted in the forward flight at high speed and in the hovering condition. This advantage is mainly obtained thanks to the inclined arrangement of the rotor unit axis, this inclination being chosen according to the design cruising speed, in such a way as to ensure that the thrust generated by the rotor unit is perfectly balanced against the weight force. and of the aerodynamic forces acting on the vehicle surface, without the need to induce corrective moments by means of an intervention on the cyclic wheelbase.

I suddetti risultati vengono peraltro raggiunti senza la necessità di predisporre superfici aerodinamiche fisse o mobili sporgenti lateralmente dal corpo del veicolo. In tal modo, il veicolo può avere dimensioni compatibili con quelle omologabili per un’automobile (lunghezza di circa 5 metri e larghezza inferiore a 2,20 metri) garantendo nello stesso tempo soddisfacenti caratteristiche aerodinamiche sia nella marcia su strada sia nel volo. The above results are also achieved without the need to provide fixed or mobile aerodynamic surfaces projecting laterally from the vehicle body. In this way, the vehicle can have dimensions compatible with those that can be approved for a car (length of about 5 meters and width of less than 2.20 meters) while ensuring satisfactory aerodynamic characteristics both in road travel and in flight.

Nella forma preferita di attuazione, i mezzi motori per l’azionamento del gruppo rotorico sono costituiti da almeno un motore a turbina. Preferibilmente è prevista una coppia di motori a turbina i cui alberi di uscita sono connessi ad un gruppo riduttore comune da cui esce l’albero motore che a sua volta trasmette la coppia motrice al primo rotore del gruppo rotorico. Quest’ultimo a sua volta comanda in rotazione il secondo rotore ad esso coassiale in una direzione di rotazione opposta, tramite un gruppo inversore. Tutti gli elementi rotanti sono molto rigidi torsionalmente eludendo così ogni problema relativo alle velocità critiche di alberi rotanti. In the preferred embodiment, the motor means for driving the rotor group consist of at least one turbine motor. Preferably, a pair of turbine engines is provided, the output shafts of which are connected to a common reduction unit from which the drive shaft exits, which in turn transmits the drive torque to the first rotor of the rotor group. The latter in turn controls the rotation of the second rotor coaxial to it in an opposite direction of rotation, through a reverser unit. All the rotating elements are very rigid torsionally thus avoiding any problem related to the critical speeds of rotating shafts.

L’adozione di due motori a turbina, di potenza relativamente elevata (ad esempio nell’ordine di 500 kW l’uno) è preferita, per una irrinunciabile prestazione di sicurezza che a tutt’oggi pochi elicotteri posseggono. In caso di avaria di un motore l’altro può ancora consentire il volo, l’atterraggio e il decollo in categoria A. The adoption of two turbine engines, of relatively high power (for example in the order of 500 kW each) is preferred, for an indispensable safety performance that few helicopters have to date. In case of failure of one engine, the other can still allow the flight, landing and take-off in category A.

Inoltre per il caso di un’avaria grave del gruppo rotorico può essere previsto un paracadute ad espulsione rapida. In addition, in the case of a serious failure of the rotor group, a rapid ejection parachute can be provided.

Sempre nel caso della suddetta forma preferita di attuazione, il veicolo è provvisto di una massa di bilanciamento posizionabile in modo regolabile lungo la direzione longitudinale del veicolo, mediante mezzi attuatori controllati elettronicamente. e automaticamente. Again in the case of the aforementioned preferred embodiment, the vehicle is provided with a balancing mass which can be positioned in an adjustable manner along the longitudinal direction of the vehicle, by means of electronically controlled actuator means. and automatically.

In generale tutti i dispostivi attuatori preposti al controllo del sostentamento, della propulsione, delle manovre e della stabilità del veicolo in volo sono governati da una o più unità elettroniche di controllo, sulla base di logiche predeterminate ed in funzione dei comandi del pilota e dei segnali in uscita da una pluralità di mezzi sensori atti a segnalare le condizioni operative del veicolo. Come verrà illustrato più in dettaglio nel seguito, i mezzi elettronici di controllo sono in particolare programmati per controllare in modo automatico le manovre di atterraggio e di decollo. In general, all the actuator devices responsible for controlling the support, propulsion, maneuvers and stability of the vehicle in flight are governed by one or more electronic control units, on the basis of predetermined logics and according to the pilot's commands and signals. at the output of a plurality of sensor means adapted to signal the operating conditions of the vehicle. As will be illustrated in greater detail below, the electronic control means are in particular programmed to automatically control the landing and take-off maneuvers.

Le ruote dell’autoveicolo sono preferibilmente retrattili e azionate in rotazione da un motore elettrico. In una soluzione particolarmente preferita, è previsto un motore elettrico in associazione a ciascuna ruota. The wheels of the vehicle are preferably retractable and rotated by an electric motor. In a particularly preferred solution, an electric motor is provided in association with each wheel.

Secondo un’ulteriore caratteristica preferita dell’invenzione, nella suddetta cavità entro la quale è disposto il gruppo rotorico è previsto un deflettore mobile posizionabile in una posizione operativa in cui esso devia almeno parte del flusso di aria generato dal gruppo rotorico. Tale deflettore è attivabile in fase di atterraggio per deviare in avanti il flusso di aria generato dal gruppo rotorico, che altrimenti tenderebbe, a causa della suddetta disposizione inclinata del gruppo stesso, a provocare un avanzamento del veicolo dopo il contatto col suolo delle ruote posteriori, e prima che il veicolo appoggi al suolo anche con le ruote anteriori. Nella manovra suddetta, in cui il veicolo ruota intorno alla retta di appoggio delle ruote posteriori sul suolo, la trazione assume infatti una forte componente orizzontale che non può essere compensata dalla forza di attrito sulle ruote posteriori. According to a further preferred feature of the invention, in the aforementioned cavity within which the rotor group is arranged there is a movable deflector that can be positioned in an operating position in which it deflects at least part of the air flow generated by the rotor group. This deflector can be activated during landing to divert the air flow generated by the rotor unit forward, which would otherwise tend, due to the aforementioned inclined arrangement of the unit itself, to cause the vehicle to advance after contact with the ground of the rear wheels. and before the vehicle even lands on the ground with the front wheels. In the above maneuver, in which the vehicle rotates around the straight line of support of the rear wheels on the ground, the traction in fact assumes a strong horizontal component which cannot be compensated by the friction force on the rear wheels.

Un’ulteriore caratteristica preferita dell’invenzione risiede nel fatto che al motore, o ai motori predisposti per l’azionamento del gruppo rotorico sono associati mezzi generatori di energia elettrica. A further preferred feature of the invention resides in the fact that the motor, or the motors designed to drive the rotor group, are associated with means of generating electricity.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: Further features and advantages of the invention will emerge from the following description with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 è una vista prospettica di una forma preferita di attuazione del veicolo secondo l’invenzione, - Figure 1 is a perspective view of a preferred embodiment of the vehicle according to the invention,

- la figura 2 è una vista in pianta del veicolo di figura 1, Figure 2 is a plan view of the vehicle of Figure 1,

- la figura 3 è una vista prospettica da dietro del veicolo della figura 1, in assetto di volo, - figure 3 is a perspective view from the rear of the vehicle of figure 1, in flight attitude,

- la figura 4 è una vista schematica in sezione del gruppo rotorico facente parte del veicolo secondo l’invenzione, - Figure 4 is a schematic sectional view of the rotor assembly forming part of the vehicle according to the invention,

- la figura 4A è un ingrandimento della figura 4, - figure 4A is an enlargement of figure 4,

- la figura 5 illustra schematicamente in sezione longitudinale la forma preferita di attuazione del veicolo secondo l’invenzione nella condizione di marcia su strada, - Figure 5 schematically illustrates in longitudinal section the preferred embodiment of the vehicle according to the invention in the road running condition,

- la figura 6 illustra il veicolo in condizione di hovering, ad una altezza sufficiente per escludere l’ effetto suolo (hovering O.G.E.) - Figure 6 illustrates the vehicle in hovering condition, at a height sufficient to exclude the ground effect (hovering O.G.E.)

- la figura 7 è una vista in sezione schematica del veicolo nella condizione di volo orizzontale a velocità di regime, - figure 7 is a schematic sectional view of the vehicle in the horizontal flight condition at full speed,

- la figura 8 è una vista in sezione schematica del veicolo nella condizione di hovering con le ruote posteriori in incipiente contatto con il suolo ed in presenza dell’effetto suolo, e - Figure 8 is a schematic sectional view of the vehicle in the hovering condition with the rear wheels in incipient contact with the ground and in the presence of ground effect, and

- la figura 9 è un’ulteriore vista in sezione del veicolo in condizione di hovering con effetto suolo, nella fase di atterraggio, prima del contatto delle ruote anteriori con il suolo. - Figure 9 is a further sectional view of the vehicle in hovering condition with ground effect, in the landing phase, before contact of the front wheels with the ground.

Nei disegni, il numero 1 indica nel suo insieme un veicolo idoneo al trasporto di persone su strada e atto anche al volo. Il veicolo 1 comprende un corpo 2 costituito da una scocca realizzata con un qualsiasi materiale adatto, con una parte frontale definente una cabina 3 per il pilota ed un eventuale passeggero, ed una parte posteriore dotata di superfici aerodinamiche di coda, includenti due impennaggi verticali laterali 4 uniti superiormente da un impennaggio orizzontale 5. Il veicolo 1 è provvisto di due ruote anteriori 6 e di due ruote posteriori 7, per la marcia su strada, anche se non è esclusa la configurazione a triciclo, con un’unica ruota anteriore (nel caso che risultasse opportuno limitare di molto la prestazione della velocità massima su strada). Tutte le ruote 6,7 sono dotate di rispettivi motori elettrici di azionamento (non illustrati) ad esse associati, che possono anche essere ad esempio del tipo “in-wheel”. Tuttavia, il tipo di motorizzazione delle ruote del veicolo può anche essere diverso ed in particolare può anche comprendere un unico motore elettrico o a combustione interna. E’ naturalmente anche possibile prevedere la motorizzazione soltanto delle ruote posteriori o soltanto delle ruote anteriori 6. Preferibilmente, sia le ruote anteriori 6, sia le ruote posteriori 7 sono di tipo retrattile, così da assumere una adeguata posizione all’interno del corpo del veicolo durante il volo. In the drawings, the number 1 indicates as a whole a vehicle suitable for transporting people by road and also suitable for flying. The vehicle 1 comprises a body 2 consisting of a body made of any suitable material, with a front part defining a cabin 3 for the pilot and a possible passenger, and a rear part equipped with aerodynamic tail surfaces, including two lateral vertical tailings. 4 joined at the top by a horizontal tail 5. The vehicle 1 is equipped with two front wheels 6 and two rear wheels 7, for driving on the road, even if the tricycle configuration is not excluded, with a single front wheel (in the in the event that it is appropriate to greatly limit the performance of the maximum speed on the road). All the wheels 6, 7 are equipped with respective electric drive motors (not shown) associated with them, which can also be, for example, of the "in-wheel" type. However, the type of motorization of the vehicle wheels can also be different and in particular it can also comprise a single electric or internal combustion motor. It is of course also possible to provide for the motorization of only the rear wheels or only the front wheels 6. Preferably, both the front wheels 6 and the rear wheels 7 are of the retractable type, so as to assume an adequate position inside the body of the vehicle. during the flight.

La presente descrizione e i disegni annessi non illustrano la struttura e disposizione dei mezzi di sospensione interposti fra ruote e struttura portante del veicolo, né dei mezzi per la sterzatura delle ruote anteriori, né dei comandi di guida del veicolo nella marcia su strada, dal momento che esse possono essere realizzate in un qualunque modo noto e dal momento che esse non rientrano, prese a sé stanti, nell’ambito della presente invenzione. Inoltre, l’eliminazione di tali particolari dai disegni rende questi ultimi di più pronta e facile comprensione. The present description and the annexed drawings do not illustrate the structure and arrangement of the suspension means interposed between the wheels and the supporting structure of the vehicle, nor of the means for steering the front wheels, nor of the controls for driving the vehicle when traveling on the road, since they can be made in any known way and since they do not fall, taken alone, within the scope of the present invention. Furthermore, the elimination of these details from the drawings makes the latter more ready and easy to understand.

Come chiaramente visibile nelle figure 1-3, il veicolo secondo l’invenzione è privo di ali o superfici aerodinamiche di qualunque tipo, fisse o mobili, sporgenti lateralmente dall’ingombro generale del corpo 2 del veicolo, il che naturalmente lo rende immediatamente adatto all’uso come veicolo per la marcia su strada, senza la necessità di predisporre complicati sistemi per il ripiegamento di ali o simili superfici, come avviene invece nel caso di alcuni dei sistemi di autoveicoli volanti precedentemente proposti. As clearly visible in figures 1-3, the vehicle according to the invention is devoid of wings or aerodynamic surfaces of any type, fixed or mobile, protruding laterally from the general dimensions of the body 2 of the vehicle, which naturally makes it immediately suitable for use as a vehicle for driving on the road, without the need to provide complicated systems for folding wings or similar surfaces, as occurs instead in the case of some of the previously proposed flying motor vehicle systems.

Nel caso del veicolo secondo l’invenzione, durante il volo la propulsione, il sostentamento, la manovra e il controllo di stabilità sono ottenuti mediante un unico gruppo rotorico 8 che è inglobato entro una cavità cilindrica 9 che attraversa completamente il corpo 2 del veicolo in una direzione verticale nell’assetto di hovering. Il gruppo rotorico 8 comprende due rotori controrotanti 10, 11 fra loro coassiali e verticalmente sovrapposti (figura 4). In the case of the vehicle according to the invention, during flight, propulsion, support, maneuvering and stability control are obtained by means of a single rotor assembly 8 which is incorporated into a cylindrical cavity 9 which completely passes through the body 2 of the vehicle in a vertical direction in the hovering attitude. The rotor assembly 8 comprises two counter-rotating rotors 10, 11 coaxial with each other and vertically superimposed (Figure 4).

Come visibile nella figura 5, che mostra il veicolo in contatto con il suolo nella condizione di marcia su strada, l’asse 12 dei due rotori 10,11, che si estende nel piano verticale longitudinale del veicolo, è inclinato superiormente verso l’avanti, ossia nella direzione di avanzamento, rispetto ad una direzione verticale ortogonale al suolo. Tale disposizione è scelta affinché nella condizione di volo orizzontale ad una velocità di crociera predeterminata (vedere figura 7) ad esempio nell’ordine di 300 km/h, il peso del veicolo e la risultante delle azioni fluidodinamiche sulla superficie del veicolo stesso, siano equilibrate dalla sola spinta generata dal gruppo rotorico 8 senza la necessità di indurre momenti equilibranti tramite il gruppo rotorico, il che consente di evitare sostanzialmente la comparsa di vibrazioni. La stessa condizione di assenza di vibrazioni si può ottenere, per lo stesso motivo, anche nella condizione di hovering, come verrà illustrato più in dettaglio nel seguito. As can be seen in figure 5, which shows the vehicle in contact with the ground in the road running condition, the axis 12 of the two rotors 10,11, which extends in the longitudinal vertical plane of the vehicle, is inclined upwards towards the front. , ie in the direction of advancement, with respect to a vertical direction orthogonal to the ground. This arrangement is chosen so that in the horizontal flight condition at a predetermined cruising speed (see figure 7) for example in the order of 300 km / h, the weight of the vehicle and the resultant of the fluid dynamic actions on the surface of the vehicle itself, are balanced by the thrust generated by the rotor assembly 8 alone without the need to induce balancing moments by means of the rotor assembly, which substantially avoids the appearance of vibrations. The same condition of absence of vibrations can be obtained, for the same reason, also in the hovering condition, as will be illustrated in more detail below.

Durante il volo, sia il sostentamento, sia la propulsione, sia la manovra sia il controllo di stabilità sono ottenuti mediante il gruppo rotorico 8. I momenti di rollio e di beccheggio sono ottenuti con il passo ciclico, il momento di imbardata mediante il passo collettivo differenziale che consiste nell’incremento di calettamento della pale di un rotore contemporaneamente ad decremento del calettamento dei quelle dell’altro, realizzando in tal modo una coppia libera di imbardata a parità di trazione. During flight, both support, propulsion, maneuvering and stability control are obtained by means of the rotor group 8. The rolling and pitching moments are obtained with the cyclic pitch, the yaw moment by the collective pitch differential which consists in increasing the keying of the blades of one rotor at the same time as decreasing the keying of those of the other, thus creating a free yaw torque with the same traction.

Con riferimento alle figure 4, 4A, il gruppo rotorico 8 (che nella figura 4 è illustrato con il suo asse 12 orientato verticalmente, così come si verifica nella condizione di hovering illustrata nella figura 6 ) presenta un albero fisso di supporto 13, definente l’asse 12 del gruppo, che è sostenuto alla sua estremità superiore e alla sua estremità inferiore da due travi longitudinali 14, 15 disposte in corrispondenza della bocca superiore e della bocca inferiore della cavità 9 e dirette diametralmente attraverso di essa, sostanzialmente in corrispondenza del piano mediano del veicolo. Sull’asse fisso 13 sono montati girevoli i mozzi 10a,11a dei due rotori 10,11. Il mozzo 11a del rotore inferiore 11 viene comandato in rotazione da un albero di azionamento 16, che prende il moto da mezzi motori descritti più estesamente nel seguito, tramite una coppia di ruote coniche 17,18 (o altro equivalente ingranaggio), la seconda delle quali è solidale ad una campana 19. Il mantello cilindrico della campana 19 è unito al mozzo 11a del rotore inferiore 11. Tale rotore ha pale 11b predisposte per la variazione del loro angolo di calettamento. A tal fine, e in modo per sé convenzionale, al mozzo 11a sono associate biellette 20 di collegamento alla parte rotante 21 di un gruppo di piatto oscillante 22. With reference to Figures 4, 4A, the rotor assembly 8 (which in Figure 4 is shown with its axis 12 oriented vertically, as occurs in the hovering condition illustrated in Figure 6) has a fixed support shaft 13, defining the axis 12 of the unit, which is supported at its upper end and at its lower end by two longitudinal beams 14, 15 arranged in correspondence with the upper and lower mouth of the cavity 9 and directed diametrically through it, substantially in correspondence with the plane median of the vehicle. The hubs 10a, 11a of the two rotors 10, 11 are rotatably mounted on the fixed axis 13. The hub 11a of the lower rotor 11 is rotated by an actuation shaft 16, which takes motion from motor means described more fully in the following, by means of a pair of bevel wheels 17,18 (or other equivalent gear), the second of the which is integral with a bell 19. The cylindrical shell of the bell 19 is joined to the hub 11a of the lower rotor 11. This rotor has blades 11b arranged for the variation of their keying angle. For this purpose, and in a conventional way per se, connecting rods 20 are associated with the hub 11a for connection to the rotating part 21 of an oscillating plate assembly 22.

Nei disegni annessi, tanto il gruppo di piatto oscillante 22, quanto l’analogo gruppo 26 che verrà più sotto menzionato e le parti che li costituiscono sono illustrati solo schematicamente, per semplicità di illustrazione, dal momento che ciascuno di tali gruppi è di per sè convenzionale nel campo dei rotori per elicotteri e può essere realizzato in qualunque modo noto. In the accompanying drawings, both the swashplate assembly 22 and the similar assembly 26 which will be mentioned below and the parts that constitute them are illustrated only schematically, for simplicity of illustration, since each of these assemblies is in itself conventional in the field of rotors for helicopters and can be made in any known way.

Il gruppo di piatto oscillante 22 include uno snodo sferico 23 sui cui sono montate la parte rotante 21 e la parte non rotante 24 del gruppo 22. Quest’ultima è connessa ad una pluralità di attuatori 25 del passo ciclico e del passo collettivo del rotore inferiore 11, connessi ad un piatto 27 fissato all’albero 13. The swash plate assembly 22 includes a ball joint 23 on which the rotating part 21 and the non-rotating part 24 of the assembly 22 are mounted. The latter is connected to a plurality of actuators 25 of the cyclic pitch and of the collective pitch of the lower rotor 11, connected to a plate 27 fixed to shaft 13.

Il mozzo 11a del rotore inferiore 11 comanda in rotazione il rotore superiore 10, in una direzione opposta alla direzione di rotazione del rotore 11, mediante un gruppo inversore ad ingranaggi 40, solo schematicamente rappresentato nella figura 4, dal momento che anch’esso può essere realizzato in qualunque modo noto. A sua volta, al mozzo 10a del rotore superiore 10 sono associate la biellette 20 di un gruppo di piatto oscillante superiore 26 includente una parte rotante 21 ed una parte non rotante 24 montate su uno snodo sferico 23, la parte non rotante 24 essendo a sua volta collegata ad attuatori 25 portati da un piatto 27 fissato all’albero 13. The hub 11a of the lower rotor 11 rotates the upper rotor 10, in a direction opposite to the direction of rotation of the rotor 11, by means of a gear reverser assembly 40, only schematically represented in Figure 4, since it too can be made in any known way. In turn, the connecting rods 20 of an upper swash plate assembly 26 including a rotating part 21 and a non-rotating part 24 mounted on a ball joint 23 are associated with the hub 10a of the upper rotor 10, the non-rotating part 24 being in its turn once connected to actuators 25 carried by a plate 27 fixed to shaft 13.

L’intero gruppo rotorico è inoltre protetto, al di sopra e al di sotto dei due rotori 10, 11 da due mantelli cilindrici 28 e 29 montati rigidamente sulle travi 14, 15. The entire rotor group is also protected, above and below the two rotors 10, 11 by two cylindrical shells 28 and 29 rigidly mounted on the beams 14, 15.

Con riferimento ancora alla figura 5, l’albero 16 che trasmette il moto al gruppo rotorico è comandato da un gruppo propulsore includente una coppia di motori a turbina 30, uno solo dei quali è visibile nella figura 5, avente asse di rotazione 31. I due motori hanno i loro assi 31 disposti a V, in un piano perpendicolare al piano della figura 5 e contenente l’asse 31, e convergono in un gruppo riduttore-disingaggiatore 32, per sé di tipo noto, che in uscita comanda l’albero 16. Ai due motori a turbina 30 sono anche associati mezzi generatori 33 per la generazione di energia elettrica. Il flusso d’aria in alimentazione ai motori 30 entra nella camera 34 dei motori, situata posteriormente al gruppo rotorico, mediante prese d’aria definite da alette 35 disposte nella parte superiore del veicolo. I gas di scarico dei motori a turbina, che possono essere ad esempio motori della potenza ciascuno di 500 kW, fuoriescono dal veicolo attraverso diffusori definiti da alette 36 (visibili anche nella figura 3) disposte nella parete posteriore del veicolo. With reference again to Figure 5, the shaft 16 which transmits motion to the rotor unit is controlled by a propulsion unit including a pair of turbine engines 30, only one of which is visible in Figure 5, having a rotation axis 31. two motors have their axes 31 arranged in a V shape, in a plane perpendicular to the plane of Figure 5 and containing the axis 31, and converge in a reduction gear-disengaging unit 32, per se of a known type, which controls the shaft at the output 16. Generator means 33 for generating electrical energy are also associated with the two turbine engines 30. The air flow feeding the motors 30 enters the engine chamber 34, located behind the rotor group, through air intakes defined by fins 35 arranged in the upper part of the vehicle. The exhaust gases of the turbine engines, which can be for example engines with a power of 500 kW each, exit the vehicle through diffusers defined by fins 36 (also visible in Figure 3) arranged in the rear wall of the vehicle.

Sempre con riferimento alla figura 5, nella cabina 3, ricavata anteriormente al gruppo rotorico 8, è predisposta una massa di bilanciamento 37 (solo schematicamente illustrata nei disegni), che può essere costituita ad esempio da una traversa guidata in rotaie laterali ricavate entro il corpo del veicolo e movimentabile mediante mezzi attuatori di qualunque tipo, controllati elettronicamente in modo da regolare di volta in volta la posizione della massa di bilanciamento 37 nella direzione longitudinale del veicolo al fine di equilibrare residualmente il veicolo e minimizzare le vibrazioni come verrà illustrato ulteriormente nel seguito. Again with reference to figure 5, in the cabin 3, obtained in front of the rotor assembly 8, a balancing mass 37 is provided (only schematically illustrated in the drawings), which can be constituted for example by a crossbar guided in lateral rails obtained within the body. of the vehicle and can be moved by actuator means of any type, electronically controlled so as to adjust the position of the balancing mass 37 in the longitudinal direction of the vehicle each time in order to residually balance the vehicle and minimize vibrations as will be further illustrated below. .

Con riferimento alla figura 5, durante la marcia del veicolo le ruote 6,7 vengono azionate mediante i motori elettrici (non illustrati) ad esse associati. In tali condizioni i motori a turbina non sono più collegati meccanicamente al gruppo rotorico e lavorano a potenza ridotta, ma sufficiente ad alimentare i mezzi generatori elettrici 33. La potenza elettrica erogata dai generatori alimenta i motori elettrici associati alle ruote. La velocità nella marcia su strada può raggiungere valori ad esempio intorno ai 130 km/h. With reference to Figure 5, while the vehicle is running, the wheels 6, 7 are driven by means of the electric motors (not shown) associated with them. In these conditions the turbine motors are no longer mechanically connected to the rotor assembly and work at reduced power, but sufficient to power the electric generating means 33. The electric power supplied by the generators powers the electric motors associated with the wheels. The speed when driving on the road can reach values for example around 130 km / h.

Nella situazione di hovering fuori dall’effetto suolo (figura 6) il gruppo rotorico è orientato con il suo asse verticalmente. In questa condizione la spinta generata dal gruppo rotorico equilibra perfettamente la risultante dei pesi e di tutte le forze aerodinamiche agenti sul veicolo, in modo da limitare l’intervento in coppia di beccheggio del gruppo rotorico alle sole necessità legate al controllo dell’equilibrio longitudinale. Nel caso di presenza di un solo passeggero, il sedile viene spostato in una posizione più prodiera, tale che, grazie anche ad un posizionamento avanzato della massa di bilanciamento 37, l’equilibrio statico viene mantenuto, assicurando un hovering privo di vibrazioni. In the hovering situation outside the ground effect (Figure 6) the rotor group is oriented with its axis vertically. In this condition, the thrust generated by the rotor group perfectly balances the resultant of the weights and all the aerodynamic forces acting on the vehicle, so as to limit the intervention in pitching torque of the rotor group to the sole needs related to the control of the longitudinal balance. In the case of the presence of only one passenger, the seat is moved to a forward position, such that, thanks also to an advanced positioning of the balancing mass 37, the static balance is maintained, ensuring vibration-free hovering.

Nella condizione di volo livellato, ottimizzato ad esempio per una velocità nell’ordine di 300 km/h (figura 7), il corpo del veicolo è orientato nell’assetto di minima resistenza. In tale condizione, il veicolo è perfettamente equilibrato ed il motore non è chiamato ad esercitare coppie di stabilizzazione longitudinale perché la stabilità longitudinale viene assicurata dallo stabilizzatore aerodinamico 5. In level flight conditions, optimized for example for a speed in the order of 300 km / h (Figure 7), the vehicle body is oriented in the attitude of minimum resistance. In this condition, the vehicle is perfectly balanced and the engine is not required to exert longitudinal stabilization torques because longitudinal stability is ensured by the aerodynamic stabilizer 5.

Nella condizione di hovering in adiacenza al suolo, e quindi in presenza di effetto suolo (figura 8) l’asse del gruppo rotorico è orientato verticalmente. Nel caso di presenza di un pilota ed un passeggero, la massa di bilanciamento 37 si trova in una posizione più arretrata per assicurare l’equilibrio, la stabilità dello stesso è invece assicurata dalla coppia di controllo fornibile dal gruppo rotorico, il progetto aerodinamico essendo tale da minimizzare tale intervento. Durante la manovra di atterraggio, la capacità del gruppo rotorico di generare coppie di controllo longitudinale viene attivata, preferibilmente con un controllo automatico mediante computer. La manovra di atterraggio automatica si conclude al contatto con il suolo delle ruote anteriori. Un’ampia finestra è preferibilmente prevista nel pavimento della cabina, per favorire la visuale del pilota in atterraggio. In the hovering condition adjacent to the ground, and therefore in the presence of ground effect (Figure 8), the axis of the rotor group is oriented vertically. In the case of the presence of a rider and a passenger, the balancing mass 37 is in a more rearward position to ensure balance, its stability is instead ensured by the control torque that can be supplied by the rotor assembly, the aerodynamic design being such to minimize this intervention. During the landing maneuver, the ability of the rotor assembly to generate longitudinal control torques is activated, preferably with automatic computer control. The automatic landing maneuver ends when the front wheels make contact with the ground. A large window is preferably provided in the cabin floor, to facilitate the view of the landing pilot.

Durante la manovra di atterraggio, poco prima del contatto delle ruote anteriori con il suolo (figura 9) viene attivato un deflettore 38. Durante la manovra di atterraggio le ruote posteriori 7 sono bloccate ed il veicolo ruota intorno al punto di appoggio delle ruote posteriori con il suolo. Così facendo la trazione generata dal gruppo rotorico oltre a decrescere si inclina in avanti il ché tenderebbe a far perdere aderenza alle ruote posteriori trascinando il veicolo in avanti. L’azione del deflettore 38 realizza una spinta uguale e contraria alla componente orizzontale della trazione così da evitare il suddetto inconveniente. During the landing maneuver, just before the front wheels come into contact with the ground (figure 9), a deflector 38 is activated. During the landing maneuver, the rear wheels 7 are locked and the vehicle rotates around the support point of the rear wheels with the soil. In doing so, the traction generated by the rotor unit, in addition to decreasing, tilts forward which would tend to cause the rear wheels to lose grip by dragging the vehicle forward. The action of the deflector 38 creates a thrust equal and opposite to the horizontal component of the traction so as to avoid the aforementioned drawback.

I sedili del veicolo sono predisposti, come già indicato per essere regolati nella loro posizione longitudinale. Tale regolazione può essere motorizzata e controllata automaticamente dai mezzi elettronici di controllo del veicolo per ottenere la necessaria stabilità, in funzione della presenza del solo pilota o anche di un passeggero ed in funzione del loro peso. The vehicle seats are prepared, as already indicated, to be adjusted in their longitudinal position. This adjustment can be motorized and automatically controlled by the electronic control means of the vehicle to obtain the necessary stability, depending on the presence of the rider alone or even a passenger and according to their weight.

Naturalmente, fermo restando il principio dell’invenzione, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Naturally, without prejudice to the principle of the invention, the construction details and the embodiments may vary widely with respect to what is described and illustrated purely by way of example, without thereby departing from the scope of the present invention.

E’ evidente ad esempio che la struttura e la conformazione del gruppo rotorico, come pure la disposizione dei mezzi motori che lo azionano possono essere realizzate anche in modo del tutto diverso da quanto qui illustrato. It is evident, for example, that the structure and conformation of the rotor group, as well as the arrangement of the motor means that drive it, can also be made in a completely different way from what is illustrated here.

Non è neppure escluso che il gruppo rotorico (8) preveda più di due rotori, anche se la soluzione con due rotori qui illustrata risulta essere quella ottimale. Nor is it excluded that the rotor assembly (8) includes more than two rotors, even if the solution with two rotors illustrated here is the optimal one.

Pure non è escluso l’uso in volo come veicolo provvisoriamente senza pilota, con controllo a distanza o in missioni completamente automatiche. Also, the use in flight as a provisionally unmanned vehicle, with remote control or in fully automatic missions is not excluded.

Claims

CLAIMS 1. Vehicle suitable both for transporting people on the road and for flying, comprising: - a vehicle body (2) without fixed or mobile aerodynamic surfaces projecting laterally from the general dimensions of said body, and equipped with at least one front wheel (6) and rear wheels (7) and motor means for controlling said front and / or rear wheels, for road travel, - a single rotor assembly (8) for support, propulsion, maneuvering and stability control in flight, arranged within a cavity (9) extending in one direction substantially vertical through the body, with reference to the hoverig setting (2) of the vehicle, said rotor assembly (8) comprising at least two counter-rotating rotors (10, 11) coaxial and vertically overlapping one another, - motor means (30) for driving the rotor group (8), e - independent collective pitch and cyclic pitch control means (22,26) for each of the rotors (10,11) of said rotor group.

2. Vehicle according to claim 1, characterized in that, with reference to the position of the vehicle when traveling on the road, the axis (12) of the rotor assembly (8) is inclined superiorly forward with respect to a vertical axis orthogonal to the ground, the inclination of said axis (12) of the rotor assembly (8) being chosen in such a way that it is in the hovering condition. both in the condition of horizontal flight at a predetermined cruising speed, the vehicle remains in equilibrium due to the effect of the thrust produced by the rotor group (8) alone, without the need to induce corrective moments by controlling the cyclic pitch of the two rotors (10, 11).

3. Vehicle according to claim 1, characterized in that said collective pitch and cyclic pitch control means (22,26) of the two rotors (10, 11) are arranged to control the rolling and pitching movements through an actuation of the cyclic pitch of the two rotors, and the yaw movements through a differential actuation of the collective pitch of the two rotors (10,11), which produces an increase in the pitch angle of the blades of one of the two rotors and a corresponding decrease in the pitch angle of the blades of the other rotor.

4. Vehicle according to claim 1, characterized in that the motor means for driving the rotor group (8) include at least one turbine motor (30).

5. Vehicle according to claim 4, characterized in that said motor means (30) rotate a first rotor (11) and the latter in turn rotates the second rotor (10) in an opposite direction of rotation, by means of a reversing unit (40).

6. Vehicle according to claim 4, characterized in that the motor drive means of the rotor assembly (8) comprise a pair of turbine motors (30) whose output shafts are connected to a common reduction unit (32) whose outlet (16) is connected to said rotor group (8).

7. Vehicle according to claim 6, characterized in that the two turbine engines (30) have their axes (31) arranged in a V-shape in a transverse plane with respect to the longitudinal direction of the vehicle.

8. Vehicle according to claim 1, characterized in that it comprises a balancing mass (37) which can be positioned in an adjustable manner along the longitudinal direction of the vehicle, by means of electronically controlled actuator means.

Vehicle according to claim 1, characterized in that the driving wheels (6, 7) of the vehicle are driven by an electric motor.

10. Vehicle according to claim 9, characterized in that each drive wheel (6, 7) is provided with a respective electric drive motor.

11. Vehicle according to claim 1, characterized in that the wheels (6, 7) are retractable.

12. Vehicle according to claim 1, characterized in that the cavity (9) within which the rotor assembly (8) is arranged is positioned behind the cockpit (3).

13. Vehicle according to claim 1, characterized in that within the cavity (9) in which the rotor assembly (8) is arranged there is a movable deflector (38) which can be positioned in an operative position in which it deviates at least part of the flow of air generated by the rotor group (8).

14. Vehicle according to claim 1, characterized by the fact that electrical energy generating means (33) are connected to the motor means for driving the rotor group (8).

15. Vehicle according to claim 1, characterized in that the vehicle body (2) has a front section defining a cockpit (3), a rear section (34) defining a chamber in which motor means (30) are housed of the rotor assembly (8), said through cavity (9) in which the rotor assembly (8) is arranged being positioned between said front section and said rear section.

16. Vehicle according to claim 15, characterized in that the chamber (34) where said motor means (30) are housed for the actuation of the rotor assembly (8) has openings for the supply of air to said motor means obtained in the upper part of the body (2) of the vehicle and openings for discharging the gases coming out of said motor means, obtained in a rear wall of said body (2). All substantially as described and illustrated and for the specified purposes.