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.
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.
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