KR101998237B1

KR101998237B1 - 항공기용 매트릭스 장치

Info

Publication number: KR101998237B1
Application number: KR1020160180062A
Authority: KR
Inventors: 김상현
Original assignee: 한국항공우주산업 주식회사
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2019-07-10
Also published as: KR20180076013A

Abstract

본 발명은 중량 및 부피가 절감되며 저비용으로 제작 가능한 항공기용 매트릭스 장치를 제공하기 위하여, PCB 기판 및 상기 PCB 기판에 마련되고, 상기 PCB 기판과 상기 항공기의 커넥터를 연결하여 상기 항공기로부터 입력신호가 제공될 수 있는 입력케이블 및 상기 PCB 기판의 일면에 배열된 복수 개의 릴레이 소켓 및 상기 릴레이 소켓 각각에 탈착 가능하게 마련되며, 상기 PCB 기판으로부터 제공되는 입력신호를 온/오프하여 상기 항공기의 동작이 제어되도록 하는 릴레이를 포함한다. 이에, 항공기용 매트릭스 장치는 저비용을 제작 가능할 뿐만 아니라 제작이 용이하고, 중량 및 부피를 절감시켜 항공기에 적용하기 용이한 효과가 있다.

Description

항공기용 매트릭스 장치{Matrix apparatus for aircraft}

본 발명은 항공기용 매트릭스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공기에 장착되어 항공기의 전기 신호를 제어 또는 분기하는 항공기용 매트릭스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 항공기에는 복수 개의 매트릭스(Matrix)가 장착된다. 매트릭스는 릴레이를 이용한 전기 신호 제어와 전기 신호를 분기하는 기능을 수행한다. 이러한 매트릭스는 관련 계통과의 인터페이스를 고려하여 구성품의 배치 및 장착 설계가 이루어진다. 일례로, 공군 훈련기의 경우에는 항공기 1대당 15종의 매트릭스가 장착되고 있다.

이러한 항공기용 매트릭스는 내부 소자가 표준 제품으로 등록된 수입 제품으로 제작을 위한 단가가 비쌀 뿐만 아니라, 제품 공수가 어렵고 제작 기간이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 항공기용 매트릭스는 내부 연결에서 와이어가 적용되는 바, 제작 및 유지보수 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 그리고 매트릭스의 과다한 무게와 부피로 인해 복수 개의 매트릭스를 항공기에 장착하기 어려웠다.

대한민국공개특허공보 제10-2016-0131680호(FBW 방식에 따른 항공기 비행 제어 신호라인 테스팅 장치, 2016.11.16.)

본 발명의 목적은 중량 및 부피가 절감되며, 저비용으로 제작 가능한 항공기용 매트릭스 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 항공기용 매트릭스 장치는 항공기용 매트릭스 장치에 있어서, PCB 기판 및 상기 PCB 기판에 마련되고, 상기 PCB 기판과 상기 항공기의 커넥터를 연결하여 상기 항공기로부터 입력신호가 제공될 수 있는 입력케이블 및 상기 PCB 기판의 일면에 배열된 복수 개의 릴레이 소켓 및 상기 릴레이 소켓 각각에 탈착 가능하게 마련되며, 상기 PCB 기판으로부터 제공되는 입력신호를 온/오프하여 상기 항공기의 동작이 제어되도록 하는 릴레이를 포함한다.

상기 항공기용 매트릭스 장치는 상기 PCB 기판을 지지하며, 상기 항공기에 체결되어 상기 PCB 기판이 상기 항공기에 접지되도록 하는 본체를 더 포함할 수 있다.

상기 PCB 기판에는 상기 릴레이 소켓에 연결되어 상기 릴레이로부터 상기 항공기로 제공되는 신호를 지연시키는 타임 딜레이패턴이 형성될 수 있다.

상기 PCB 기판에는 상기 릴레이 소켓에 연결되어 상기 릴레이의 전류 허용 범위를 보강하는 드라이브 패턴이 형성될 수 있다.

상기 항공기용 매트릭스 장치는 상기 PCB 기판에 마련되어 상기 릴레이를 확장시킬 수 있는 적어도 하나의 스페어(Spare) 릴레이를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 항공기용 매트릭스 장치는 저비용을 제작 가능할 뿐만 아니라 제작 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 항공기용 매트릭스 장치는 중량 및 부피를 절감시켜 항공기 적용에 적합한 효과가 있다.

이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 항공기용 매트릭스 장치를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 실시예에 따른 항공기용 매트릭스 장치를 나타낸 분해 사시도이고,
도 3은 본 실시예에 따른 항공기용 매트릭스 장치를 나타낸 블록 구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 본 실시예에 따른 항공기용 매트릭스 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 항공기용 매트릭스 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 그리고 도 3은 본 실시예에 따른 항공기용 매트릭스 장치를 나타낸 블록 구성도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 항공기용 매트릭스 장치(100, 이하, 매트릭스 장치라 칭한다.)는 항공기 내 적어도 하나로 장착되어 항공기 운용에 필요한 전기 신호가 제어 및 분기되도록 한다.

이러한 매트릭스 장치(100)는 정션 박스(Junction box) 형태로 마련되어, 종래의 매트릭스 장치와 비교하여 항공기 내 장착된 매트릭스 장치(100)의 개수를 줄일 수 있는 이점이 있다. 예컨대, 공군 훈련기의 경우 15개의 매트릭스 장치가 요구되나, 본 실시예에 따른 매트릭스 장치(100)를 장착할 경우 10개의 매트릭스 장치(100)로 축소 운용할 수 있다.

이러한 매트릭스 장치(100)는 PCB 기판(110)을 지지하는 본체(130)를 포함한다.

여기서, 본체(130)는 매트릭스 장치(100)가 항공기에 장착 가능하도록 하며, 금속 재질의 플레이트 형태로 마련될 수 있다. 이러한 본체(130)는 PCB 기판(110)을 상부에 지지하며 볼팅 등의 방법에 의해 항공기에 체결될 수 있다. 다만, 본 실시예서는 본체(130)가 플레이트 형태로 마련되는 실시예를 설명하고 있다. 그러나 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로, 본체(130)는 도어가 형성된 함체로 마련되어 내부에 PCB 기판(110)이 지지되도록 할 수 있다.

그리고 본체(130)에 지지되는 PCB 기판(110)에는 다수의 전자부품이 실장된다.

먼저, PCB 기판(110)의 일영역에는 입력 케이블(111)이 마련될 수 있다. 입력 케이블(111)은 항공기 커넥터와 연결되어, 항공기로부터 전기 입력 신호가 제공된다. 그리고 전기 입력 신호는 PCB 패턴에 의해 릴레이(113)로 전달될 수 있다.

여기서, 종래의 매트릭스 장치는 릴레이(113)로 전기 입력 신호를 전달하기 위하여 버스 바(Bus bar)형태의 터미널 블록(Terminal Block)을 장착하였다. 그러나 PCB 기판(110)은 PCB 패턴에 의해 전기 입력 신호를 릴레이(113)로 전달할 수 있어 매트릭스 장치(100)의 전체 무게를 저감시킬 수 있다.

또한, 종래의 매트릭스 장치에는 다이오드와 레지스터 어셈블리(Diode & Resistor Assembly)가 장착되어 있으나, 본 매트릭스 장치(100)는 PCB 기판(110)에 의해 다이오드와 레지스터 어셈블리가 소자화될 수 있다. 이에, 매트릭스 장치(100)는 무게가 저감될 뿐만 아니라 다이오드와 레지스터 어셈블리가 장착되는 장착영역을 축소할 수 있어, 종래 매트릭스 장치 대비 크기가 축소될 수 있다.

한편, 릴레이(113)는 PCB 기판(110)에 탈착될 수 있다. 이를 위해, PCB 기판(110)의 일면에는 배열된 복수 개의 릴레이 소켓(113a)이 장착될 수 있다. 릴레이 소켓(113a)은 PCB 기판(110)에 고정 설치되며 PCB 패턴을 통해 전기 입력 신호를 전달받을 수 있다. 이에, 릴레이(113)는 복수 개의 릴레이 소켓(113a)에 각각 연결된다. 여기서, 릴레이(113)는 전기 입력 신호를 기반으로 전기 출력 신호를 생성하여 항공기 동작이 제어되도록 할 수 있다.

다만, 본 실시예서는 릴레이 소켓(113a)이 PCB 기판(110)에 고정 설치되고 있는 것을 설명하고 있으나, 릴레이 소켓(113a)은 PCB 기판(110)에 탈착 가능하게 마련될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 릴레이(113)를 탈착 방식으로 구성한 이유는 PCB 기판(110)에 복수 개의 릴레이(113)가 고정 배치될 경우 복수 개의 릴레이(113) 중 하나의 릴레이(113)에 이상이 발생되더라도 PCB 기판(110) 전체를 교체해야 되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

즉, PCB 기판(110)에 장착되는 복수 개의 릴레이(113)는 서로 동작되는 회수가 상이할 수 있고 이에, 동작 횟수가 상대적으로 많은 릴레이(113)의 경우에는 상대적으로 빠른 교체가 이루어져야 한다. 이에, 릴레이(113)가 PCB 기판(110)에 고정 배치된다면 하나의 릴레이(113)만을 교체하기 위해서도 PCB 기판(110) 전체를 교체하여야 한다.

다만, 매트릭스 장치(100)는 릴레이(113)가 릴레이 소켓(113a)에 의해 PCB 기판(110)으로부터 탈착 가능하도록 마련된다. 이에, 매트릭스 장치(100)는 이상 릴레이가 발생될 경우 종래 PCB 기판(110)을 유지한 상태로 이상 릴레이만을 교체할 수 있다. 따라서 매트릭스 장치(100)는 장비의 유지보수 편의성을 제공하고 교체 비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.

한편, PCB 기판(110)에는 타임 딜레이 PCB 패턴(P1)이 형성될 수 있다. 타임 딜레이 PCB 패턴(P1)은 릴레이(113)로부터 항공기로 제공되는 전기 출력 신호가 제어되도록 하여 전기 출력 신호에 따른 항공기 동작이 지연되도록 할 수 있다. 즉, 타임 딜레이 PCB 패턴(P1)은 신호의 지연시간이 발생되도록 한다.

종래의 매트릭스 장치의 경우에는 지연시간을 발생시키기 위하여 별도의 타임 딜레이용 릴레이를 구비하여야 한다. 타임 딜레이용 릴레이의 경우 일반적인 릴레이 대비 가격이 비싸고 큰 부피를 갖는다. 그러나 PCB 기판(110)은 단순히 타임 딜레이 PCB 패턴(P1)이 형성되는 것에 의해 일반 릴레이(113)를 이용하여 시간 지열을 발생시킬 수 있다. 이에, 매트릭스 장치(100)는 종래의 매트릭스 장치 대비 가격이 절감되고 크기를 축소할 수 있는 이점이 있다.

또한, 종래의 매트릭스 장치에는 드라이브 어셈블리가 장착될 수 있었다. 드라이브 어셈블리는 일반적인 릴레이(113)의 전류 허용 범위를 초과하는 항공기 광원 등과 같은 전력장치로 전력을 제공하여 전력장치가 구동되도록 한다. 그러나 PCB 기판(110)에는 드라이브 어셈블리의 장착없이 드라이브 PCB 패턴(P2)이 형성될 수 있다. 드라이브 PCB 패턴(P2)은 PCB 기판(110)에 장착된 릴레이(113)의 전류 허용 범위를 보강할 수 있으며, 이를 위해 PCB 기판(110)에는 별도의 칩 모듈이 장착될 수 있다.

이에, 매트릭스 장치(100)는 별도의 드라이브 어셈블리를 장착할 필요가 없어 종래의 매트릭스 장치 대비 가격이 절감되고 크기를 축소할 수 있는 이점이 있다.

그리고 PCB 기판(110)에는 별도의 스페어(Spare) 릴레이(115)가 장착될 수 있다. 스페어 릴레이(115)는 PCB 기판(110)에 고정 배치될 수 있다. 다만, 스페어 릴레이(115)는 릴레이 소켓(113a) 방식으로 PCB 기판(110)에 탈착되어도 무방하다. 이러한 스페어 릴레이(115)는 릴레이(113)에 이상이 발생되었을 경우 대체 사용될 수 있으며, 필요 시 릴레이(113) 개수를 확장시키기 위해 마련될 수 있다.

한편, 종래의 매트릭스의 경우에는 그라운드 블록(Ground Block)을 별도로 마련하여 매트릭스 장치에 연결된 와이어 하네스(Wire Harness)를 통해 매트릭스 장치를 항공기에 접지를 시켜야 한다. 그러나 본 매트릭스 장치(100)는 와이어 실장을 배제하였음에도 불구하고 단순히 본체(130)가 항공기에 볼팅되는 것에 의해 항공기에 접지될 수 있다. 이에, PCB 기판(110)은 그라운드 블록 설치를 배제할 수 있어 매트릭스 장치(100)의 무게가 저감되고 장치가 단순화될 수 있다.

이와 같이, 매트릭스 장치(100)는 종래의 그라운드 블록, 터미널 블록, 타임 딜레이용 릴레이, 및 드라이브 어셈블리 등을 PCB 패턴으로 대체할 수 있다. 이에, 매트릭스 장치(100)는 제조비용이 절감되고, 매트릭스 장치(100)의 전체 크기가 종래 80% 수준의 크기로 축소될 수 있다.

또한, 매트릭스 장치(100)는 필요에 따라 종래 2개의 매트릭스 장치를 단일의 PCB 기판(110)에 구성할 수 있어, 항공기의 전체 무게 및 매트릭스 장치의 설치 공간을 줄일 수 있는 이점이 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 항공기용 매트릭스 장치는 저비용을 제작 가능할 뿐만 아니라 제작 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

100 : 항공기용 매트릭스 장치
110 : PCB 기판
111 : 입력 케이블
113 : 릴레이
115 : 스페어 릴레이
130 : 본체

Claims

항공기용 매트릭스 장치에 있어서,
PCB 기판;
상기 PCB 기판에 마련되고, 상기 PCB 기판과 상기 항공기의 커넥터를 연결하여 상기 항공기로부터 입력신호가 제공될 수 있는 입력케이블;
상기 PCB 기판의 일면에 배열된 복수 개의 릴레이 소켓; 및
상기 릴레이 소켓 각각에 탈착 가능하게 마련되며, 상기 PCB 기판으로부터 제공되는 입력신호를 온/오프하여 상기 항공기의 동작이 제어되도록 하는 릴레이를 포함하고,
상기 PCB 기판에는
상기 릴레이 소켓에 연결되어 상기 릴레이로부터 상기 항공기로 제공되는 신호를 지연시키는 타임 딜레이패턴과,
상기 릴레이 소켓에 연결되어 상기 릴레이의 전류 허용 범위를 보강하는 드라이브 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 항공기용 매트릭스 장치.
제1 항에 있어서,
상기 PCB 기판을 지지하며, 상기 항공기에 체결되어 상기 PCB 기판이 상기 항공기에 접지되도록 하는 본체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 매트릭스 장치.
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 PCB 기판에 마련되어 상기 릴레이를 확장시킬 수 있는 적어도 하나의 스페어(Spare) 릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 매트릭스 장치.