Melchor Duran

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 Queridos amigos:

                              Todavía  muy recientemente mi hermano Pepe (José Luis Duran Ortega) se tronchaba de risa conmigo cuando charlando acerca de mis extravagantes inventos me indicaba que porqué no se podía obtener una ayudita de CASA, de Aae o del IFA para hacer una investigación pobretona pero interesante.

Él, que me quería entrañablemente me explicaba, sin necesidad pues yo soy loco pero no tonto, que el Mundo Romántico en el que yo flotaba y el de las Estructuras de Poder y las Multinacionales son tan radicalmente opuestos que es impensable ninguna interacción.

Me aconsejó que escribiese lo que había hecho en forma de Cómic o TBO ameno para todos los lectores y él me ayudaría a publicarlo.

Curiosamente yo ya había comenzado el Cómic y he aquí el resultado, en forma de Web

Sólo están las ideas referentes  a las Máquinas Volantes. Mi hermano no pudo llegar a publicarlo

No hay ninguna intencionalidad en estos escritos. Se hicieron para ser publicadas en revistas infantiles  o de interés general.

Sólo deseo que lo pasen bien con su lectura y marginalmente si consigo que algún joven ingeniero o técnico piense que a lo mejor NO TODO está ya inventado, mejor.

Todavía mejor sería que saliese un aficionado aeromodelista que se atreviese a "perder" su tiempo (El dinero aquí es insignificante) en hacer conmigo modelos demostrativos de los principios en que se basan algunas de las ideas que presento.

Lejos están los tiempos en que los Modelos de Ingeniería eran un método eficaz de comprobar si un extraño artefacto iba a volar, a desbaratarse, a caer en picado o a volar al revés.

Ya se sabe que los aviones actuales y los que se están diseñando, que son pequeñas variaciones sobre lo ya muy conocido, van a volar y los modelos excepto quizás los de túnel aerodinámico no son necesarios.

Pero para estos artefactos que presento, al desviarse mucho del avión estándar, sí que buenos modelos dirigidos por Radio y con la necesaria instrumentación casera,  establecerían un punto de inflexión entre su posibilidad o su imposibilidad.     

Tómenselo como una lectura distraída.

No obstante ,si consigo atraer la atención de alguien que quiera darme su opinión me encantaría el asunto. Si su visión es negativa, mejor que mejor.

Me gustan las controversias inteligentemente llevadas.

Estos escritos están llenos de ideas, infantiles o no tan infantiles que son patentables.

Me agradaría que este Web llegue a muchas manos pero siempre de mano en mano, lo que no produce legalmente una Publicación, por si alguien quiere patentar algo de ellas que pueda hacerlo sin problemas

Melchor Duran

Castilleja de Guzman

95-5728442

Marzo2001.

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Ignoro si alguien ha hecho alguna vez un buen estudio sobre la aerodinámica de las alas batientes.
Supongo que no, por un motivo muy simple.
Me imagino que desde el primer momento en que algún inventor comenzara a pensar sobre este asunto, se toparía con un hecho duro de roer: Que incluso para el pequeño peso de una persona, el tamaño y la masa correspondiente de las alas necesarias harían el batido sencillamente imposible. Debido a las fuerzas inerciales, se romperían las alas.


Así que pensar en aviones grandes de alas batientes era absolutamente “impensable”.
Y es una pena. No tienes que ser un especialista en Aerodinámica para ver directamente, sin Matemáticas la formidable eficacia del vuelo batiente, observando a las aves.
En el Tajo de mi Ronda y en otros precipicios cercanos pasé cientos de horas viendo pasar frente o incluso por debajo de mí toda clase de aves, a veces tan cerca que parecía que se pudiesen agarrar con la mano.
Yo era un fanático aeromodelista y ya comprendía cuan superiores eran especialmente las águilas y buitres a mis mejores modelos, sobre todo en eficiencia energética.
Hay un hecho, simple de comprender por simple intuición, del porqué el aleteo es tan bueno.
Nuestros aviones tienen alas y medios de propulsión separados. Todos producen un chorro de aire hacia atrás que propulsa por reacción.

 

  

   

Estos videos de una extrañísima máquina voladora que es aerodinámicamente hablando el mejor de los inventos que aquí se muestran, no se explica pues está en proceso de Patente Mundial. Considérenlos como banners .

 


La velocidad del chorro en el aire es su velocidad al salir del avión menos la velocidad del propio avión.
Toda la energía asociada a esta velocidad residual se pierde en su totalidad.
Se puede tener el mismo empuje con un chorro de pequeño diámetro a gran velocidad u otro de gran diámetro a pequeña velocidad.
A velocidades de vuelo relativamente lentas es evidente que necesitamos que el chorro sea del mayor diámetro posible.
El avión ideal tendría una hélice al menos tan grande como sus alas. Pero esto es una locura técnica.
Mas como el ala batiente es su propio propulsor, parece evidente que, incluso admitiendo una eficacia algo inferior a la hélice, todavía queda una gran ventaja para el ala batiente.
Y ahora viene la gran pregunta: ¿Se le puede meter mano a los efectos de esa imbatible Inercia?.
Parece sorprendente que existan varios modos de hacerlo.
Aquí quiero exponer varios de estos métodos que inventamos en Pantech, Long Island, Nueva York
Como sucede corrientemente, nos enteramos después que la mayoría ya habían sido patentados. Pero en muchos casos nuestras ideas tenían ventajas sobre las antiguas patentes, probablemente porque usábamos una tecnología mucho más madura.
En todos los casos no quiero hacer de esto una cuestión de “Quien inventó qué” y sólo quiero mostrar a futuros inventores que hay más posibilidades de las que usualmente se admiten.

 

 BIPLANO BATIENTE

  

 

 MOON FLIGHT

  

 

Tiene dos discos rotativos, uno a cada lado, unidos por un fuerte eje en el fuselaje. Cada una de las cuatro medias alas tiene un eje interior a todo su largo, de tal modo que al rotar los discos en una dirección las alas rotan en dirección contraria y así mantienen un ángulo constante en al dirección del vuelo.
Una fuerte barra une los extremos de los ejes interiores de las alas, de tal manera que el disco los ejes de las alas y las barras de unión a sus extremos, forman un rectángulo muy resistente. Que gira como un bate huevos y resiste muy bien la fuerza centrífuga, que es en este caso la única fuerza inercial.
El pequeño punto que pueden ver en el centro de los discos, que es el gran eje central, se puede prolongar hasta el extremo de las alas y unirlo a la barra de unión, aumentando grandemente la resistencia del conjunto. Si la rotación de los discos es a contra reloj, entonces este eje adicional es un rotor Flettner que no sólo no empeora la aerodinámica sino que la mejora en gran medida.

  

 THE SPIRIT OF SAINT-EXUPERY FLIES OVER THE SAHARA

  

  

 

También aquí se encontró que el invento ya estaba patentado, pero tenía dos grandes discos con unas dieciséis alas muy cortas para evitar flexiones por la fuerza centrífuga; así es que el inventor no dio con la principal ventaja del sistema: Las barras de interconexión entre alas, que varían radicalmente la posible eficacia del invento.
No hay ave, excepto el colibrí que pueda mantener un vuelo en vertical. Los cernícalos que aparentemente se paran en el aire, lo hacen porque tienen un asombroso GPS (Sistema de Posicionamiento respecto al Terreno) pero  realmente necesitan un mínimo de viento para realizar tal hazaña.
Pero todas las aves, excepto el Albatros que siempre se estrella al aterrizar, pueden hacer un aterrizaje a velocidad cero en la rama de un árbol Todo el conocimiento que tengo del asunto se basa en mis propias observaciones.
El vuelo del colibrí es interesantísimo y creo que se podrían hacer pequeños aeromodelos imitándolos, todo se basa en su especial articulación del hombro. Como siempre ya la CIA esta fabricando aviones del tamaño de una mosca común para meterlos sin que nadie los detecte en habitaciones "sospechosas". Se basan en el batido de alas de las moscas reales, muy parecido al del colibrí
Pero las otras aves, que no tienen dicha articulación, lo que hacen es iniciar un fuerte batido con una excelente combinación de movimientos arriba/abajo y adelante/atrás que aumentan enormemente la resistencia al avance hasta llegar a pararse, pero manteniendo una suficiente sustentación para un aterrizaje blando.
Precisamente este biplano tiene esa combinación de movimientos y es posible que un buen piloto pueda realizar aterrizajes sin rodaje alguno.
Ni intento siquiera explicar cómo se haría esto. Es demasiado complejo.  Habría que variar la sincronización  preestablecida Disco/Alas para adaptarla a este especial batido. Pero cambio de opinión y sí lo indico por si algún joven Ingeniero, Modelista o Inventor quiere probar esta idea, extraña, pero perfectamente posible con las leyes de la Mecánica y la Aerodinámica en las manos, (Y el coco sobre los hombros).
Así es que pensándolo mejor, sí que voy a describir un método de hacer vuelos completamente verticales que es aerodinámicamente casi perfecto. También es muy simple mecánicamente de una manera teórica pero seguramente muy difícil de realizar en la práctica.


 
 
 
 
  En el primer esquema se ve al disco giratorio con un ala en cuatro posiciones consecutivas y en rápido avance hacia la izquierda. Para una muy buena aerodinámica basta que las perpendiculares al plano del ala pasen siempre por un punto fijo por debajo del rotor. Una condición geométrica muy sencilla pero de difícil realización práctica, no vas a poner un punto fijo a 20 metros por debajo del avión. En el segundo esquema, el disco está rotando en un punto fijo en el aire y el punto donde se encuentran las consecutivas perpendiculares está donde se muestra en la figura. El aire es soplado hacia abajo con mayor velocidad a medida que el punto P se desplaza hacia la izquierda sobre un eje horizontal.
El control en vuelo vertical es inmejorable.
Punto P hacia la izquierda o la derecha = más o menos empuje vertical.
Punto P hacia arriba o abajo = Vector de empuje hacia la izquierda o la derecha.
Como el avión tiene dos rotores, uno a cada lado, montados sobre un eje común, se ve estupendamente que este avión va a ser de lo más manejable que se pueda desear.
Pilotar este avión con un joystick en cada mano debe ser una auténtica gozada, además de ser muy intuitivo.
Para radio control se van a necesitar muchos canales.
Una enorme ventaja de esta máquina volante es que se la puede hacer absolutamente silenciosa. Es muy difícil oír el ruido de una cigüeña o un buitre batiendo alas. Y el silenciar motores, engranajes etc es ya un viejo arte.
Un evidente defecto es la traslación hacia delante y hacia atrás del centro de sustentación de las alas durante el funcionamiento. Se lo podría contrarrestar con contrapesos como en los cigüeñales o con medios puramente aerodinámicos.

                               

A la simple mención  de esta expresión, todo el mundo piensa en el típico Helicóptero o Autogiro (Gyrocóptero) de rotor horizontal.
Esta es una buena ocasión de recordar cómo La Cierva ha sido ignorado por la historia en el mundo anglosajón, que es el que la está haciendo ahora, hasta el punto de que incluso el nombre que él le dio a su invento ha sido casi universalmente cambiado al de Girocóptero.
La idea de poner una gran hélice en sentido horizontal y colgar algo de ella es extremadamente antigua. (Da Vinci). Pero una desproporcionada cantidad de inventores se estrellaron o no pudieron despegar, porque la estabilidad intrínseca de esos enormes rotores es muy mala, e incluso peor si se quiere volar hacia delante.
El grandísimo mérito de La Cierva fue el resolver todos estos problemas de estabilidad. Es por lo que, gracias a él había muchos Helicópteros volando a la perfección, pocos años después.
Pero hay otras posibilidades de realizar máquinas de alas rotativas. Precisamente un descendiente de Juan de la Cierva de nombre Juan de la Ciervs ha inventado un estupendo descendiente del Autogiro que resuelve todos los problemas del helicóptero y del autogiro

Mírenlo en Google

Hay dos maneras de innovar. Una que es la más corriente, que consiste en hacer una Tabla con todos los inconvenientes que un invento existente tiene y resolverlos uno por uno por procedimientos ya bien experimentados con anterioridad. Se suele tener éxito pero a veces el resultado es muy complejo porque el conjunto de resultados no forma un bloque homogéneo. Ese es el caso de este Heligiro en el que para despegar hay que realizar muchísimas acciones distintas, una detrás de la otra. Este procedimiento es el que se suele usar por las Multinacionales que se horrorizan ante la verdadera innovación.

El otro modo de innovar, que es el que prefiero, es olvidar lo que hay y tratar de descubrir algo nunca antes visto

                         

También estas máquinas suelen ser del tipo de hélice. Con dos grandes inconvenientes: La necesidad de orientarse al viento y la gran altura y resistencia necesaria de la estructura soportante. Esto es complejo y caro.
Pero,¿Qué sucedería si instalásemos una máquina de eje vertical directamente sobre el suelo y expuesta al viento?.

El sentido común nos indica que no va a suceder nada.
Pero como sabíamos que el sentido común y la Aerodinámica no se llevan bien, hicimos un pequeño modelo y lo expusimos al viento de Long Island.
Y efectivamente no pasó nada, hasta que alguien cabreado le dio un impulso y aquello; no solamente no se paraba, sino que era difícil pararlo. O sea: Que estaba produciendo una gran energía.
Ventajas: acepta el viento indiferentemente de cualquier dirección y cuado éste se hace huracanado el molinete entra en pérdida y se para automáticamente. Esto es otro gran inconveniente de los molinos corrientes, que tienen que quitar trapo, como en tiempos de Don Quijote, o mover las aspas para ponerlas paralelas al viento, mecanismo complejo y costoso.
Como no hay nada que sea bueno en todo, este sistema tiene el inconveniente de que su rendimiento aerodinámico es bueno en sólo un estrecho margen de la relación viento/rotación.
Muy pronto se nos ocurrió que sería una magnífica idea el hacer las paletas curvadas en forma de catenaria, para resistir la fuerza centrífuga.

Como ya nos sucedía siempre, también encontramos que esta idea ya había sido patentada, pero esta vez sólo unos meses antes por una Compañía Canadiense, que a su vez le vendió la patente a la potentísima Alcoa Aluminium . Este es el gran molino que se probó en Sandía Alburquerque.

 

Como es lógico abandonamos todo trabajo en este proyecto

Pero la gran ironía es que, ojeando antiguas patentes, un día descubrí que el invento, exactamente tal y como lo estaba fabricando Alcoa, con toda su potentísima I + D detrás, había sido inventado en Francia por el genial Monsieur Darrieus, en la década de los treinta. Lo que anula todas las patentes posteriores.
Creo que hay varios de estos aerogeneradores instalados en Tarifa.

Este es un caso muy muy gracioso pero que se da con gran frecuencia.
Si Vd. cree que ninguna Multinacional mueve un simple dedo antes de haber investigado todas las patentes en el Mundo Mundial sobre el asunto que se trate, está Vd. en lo cierto.
Pero existe una situación muy curiosa, que conozco bien, por lo que me tocó vivir.

Todas las Oficinas de Patentes han informatizado o microfichado éstas sólo a partir de una cierta fecha, relativamente reciente.
¿Porqué se da este extraño fenómeno de dejadez?. Supongo que han pensado que las ideas antiguas ya forman parte del acervo del conocimiento universal en Ciencia e Ingeniería. Y nadie que no sea un historiador, necesita consultarlas.
Si bien eso es cierto, hay algunos casos en que maravillosas ideas fueron patentadas muy por delante de su tiempo y precisamente por esa causa, han sido totalmente olvidadas.
Están en los polvorientos anaqueles de las Oficinas de Patentes en Libros de varios Kg de peso y además con un pésimo índice.
Hay que ser un héroe para intentar seguir el rastro de una idea en esas condiciones.
Las Grandes Empresas, envían, algunas veces, a jóvenes e inexpertos ingenieros o estudiantes mal pagados y claro, no encuentran nunca nada.
Pero hay una ley, creo que internacional, de que una patente, por antigua que sea, invalida todas las posteriores que describan esencialmente la misma idea.
Una patente antigua convierte la idea en que se basa en objeto de Dominio Público y entonces le sucede un hecho curioso: Su valor de mercado es negativo. Al pobre inventor que le va a una Gran Empresa con uno de estos inventos, que podrían tener alguna posibilidad de ser patentados, pues las ideas originales es difícil que sean exactamente iguales, indefectiblemente se le contesta, que ELLOS no van a lanzar una idea por maravillosa que sea, que inmediatamente se iba a averiguar que cualquier competidor la puede adquirir como quien coge agua del Mar. Y ¿Qué si lo hacen mejor que ELLOS?.
      

 

Pronto se nos ocurrió que sería una gran idea el proveer a este molino de un paso cíclico variable, para adaptarse mejor al aprovechamiento del viento.
El asunto es sencillo pero para mi sorpresa, encontré que haciendo un análisis vectorial resultaba que la condición para una perfecta adaptación de las paletas a las distintas velocidades de rotación o del viento era tan sencilla, que daba risa.
Esta condición es que las perpendiculares a las aspas pasen siempre por un punto fijo, que estaba precisamente en una recta horizontal perpendicular al viento. Variando ése punto se varia el paso genérico del rotor, incluso llegando al paso cero para vientos huracanados.
También son capaces de arrancar con muy poco viento.

 

 

Se trata de una multitud de molinos Darrieus de un solo aspa, conectados en serie y con las aspas desfasadas 180º. Sus ejes se unen por medio de juntas muy resistentes pero ligeramente flexibles.
Una, dos o hasta tres tiras de estos multirrotores, se cuelgan tensadas entre dos altas torres. Las tiras tomarán naturalmente la forma de una Catenaria. Cada línea rotará en siempre la misma dirección sea cual sea el viento, excepto cuando sea paralelo a la línea de torres,
El equilibrado dinámico es casi perfecto y la energía producida se recoge mediante un generador coaxial en cada torre. Los generadores se pueden conectar en serie, usando las propias tiras de molinetes como líneas de transmisión eléctrica, Así es que los voltajes pueden ser muy considerables.
Este invento parece, a primera vista completamente estúpido, mayormente porque no se puede orientar al viento.
Pero, pensándolo mejor, puede tener ventajas. En la mayor parte de las regiones de alta capacidad eólica, los vientos de dirección prevalente son abrumadoramente más importantes que los secundarios, considerando largos periodos de tiempo.
También podría suceder que las Grandes Compañías de transporte eléctrico estudiasen el sistema y se encontrasen con la sorpresa de que montando estas líneas, que son más caras y además no en la dirección más recta sino en la más adecuada para los vientos en las regiones que atraviesen, haciendo tontos zig-zags, si fuese necesario, le saliesen las cuentas y el ahorro anual en energía les hiciesen cuadrar las cuentas favorablemente, contra los costes.
La teóricamente gran superioridad de este sistema depende de un hecho elemental: Sea cual sea el sistema de adquisición de la energía de viento por una máquina cualquiera, al final todo depende del área que le presenta a dicho viento. Y ésta máquina presenta un área enorme respecto al coste. Así es que incluso mal orientada, puede ser superior a las otras.

Hay que considerar que el coste del típico aerogenerador tipo molino de viento es elevadísimo, por lo que ya se ha explicado, y aún así se instalan muchos, no sé si ganan dinero o todo es pura política, pero si lo ganan, entonces este sistema que propongo merecería por lo menos un estudio  en serio.

Continua

 

 

 

 

  


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