KR102236111B1 - 광학 성능을 향상시킨 매립형 충돌방지등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공기의 공기역학 특성에 유리한 매립 형상을 기본으로 하면서 광원으로부터 조사되는 광의 손실을 최소화하여 광학 성능을 향상시킬 수 있고, 광원으로부터 조사되는 전체 광방출각중 특정범위의 광방출각에 대하여 유효조도를 높게 설정하는 것이 매우 용이하여 연방 항공 규정(FAR25.1401)에서 요구하는 광학 성능을 충족시킬 수 있는 매립형 충돌방지등을 제공한다.
본 발명의 매립형 충돌방지등은, 항공기의 동체 또는 날개에 매립 설치되는 것으로 본체와 본체 상단에 수평의 바깥쪽방향으로 연장 형성된 플랜지부를 구비하고 상기 플랜지부 상면에 본체의 중심수직축선을 중심으로 하는 원주방향으로 홈부를 형성한 하우징과, 하우징의 홈부에 원주방향으로 복수개 배치되어 상기 중심수직축선을 중심으로 하는 방사상으로 광을 조사하는 복수개의 광원과, 불투명 재질로 이루어져 상기 하우징의 상단에 고정설치되고 상기 홈부에 설치된 광원의 주변을 차단하는 상판 및 측판을 구비하며 상기 측판에 광원에 대응하여 광을 방출하기 위한 개방구가 형성된 커버체를 포함하여 이루어진다.

Description

광학 성능을 향상시킨 매립형 충돌방지등{Embedded type anti-collision light with improved optical performance}

본 발명은 매립형 충돌방지등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원 전송 경로를 최적화하여 광학 성능을 향상시킨 매립형 충돌방지등에 관한 것이다.

일반적으로 고속 운항 항공기를 육안으로 관측하여 충돌을 회피하는 것은 불가능에 가깝기 때문에 항공기는 다양한 충돌회피 장치를 탑재하여 운용하고 있다.

예를 들어 항공기 외부 조명 중의 하나인 충돌방지등(Anti-Collision Light, ACL)은 동체 상하면과 날개 끝단에 장착되며 분당 수십 회 점멸하여 타 항공기 혹은 지상 관제소에 자신의 위치를 알려주는 역할을 한다.

항공기 체계 업체는 연료효율 향상 방안에 대한 연구를 지속적으로 하고 있고, 특히 일부 항공사에서는 항공기 충돌방지등을 공기역학적 특성이 유리한 모델(매립형)로 변경하여 전체 항공기 연료효율을 2% 향상시키는 계획을 수립하였다.

이러한 매립형 충돌방지등의 종래예로서, 본 출원의 발명자가 제안한 등록특허 10-2007968호(이하, '선행기술' 이라함.)가 있다.

상기 선행기술은 도 1에 도시된 바와 같이, 항공기(2)의 내측에 매립되어 위치하는 광원부(110)와 광원부(110)로부터 방출되는 광을 유도하여 항공기(2)의 외측으로 출력하는 광가이드부(130)를 포함한다.

상기 광원부(110)는 항공기(2)의 상하로 연장되는 중심축을 기준으로 원형으로 배열되는 복수개의 광원(LED)으로 이루어지고, 상기 광가이드부(130)는 상기 중심축에 대하여 회전 대칭되도록 형성되어 입력면(135)을 통하여 입사되는 광을 소정의 경로로 반사시켜 출력면(137)을 통하여 중심축의 둘레를 따라 균일하게 방출하도록 되어 있다.

이와 같은 선행기술은 광원부(110)를 항공기(2)의 내측에 매립하고 매립된 광원부(110)의 광원으로부터 조사되는 광을 광가이드부(130)로 유도하여 항공기(2)의 외측으로 출력함으로써 항공기(2)의 표면으로부터 돌출되는 높이를 최소화하고, 운행중 저항 등의 발생을 최소화하여 연료 효율을 향상시킬 수 있다.

그러나 상기 선행기술은 도 2에서와 같이 광원부(110)의 광원으로부터 방출되는 광이 광가이드부(130)의 입력면(135)을 통하여 입사되는 과정에서 입력면(135)의 주변으로 일부 광이 누출되고, 또한 광가이드부(130)에 의한 광의 전송경로가 길어 전송되는 과정에서 많은 광에너지가 손실되므로 전체적으로 광학 성능을 극대화하기 어려운 단점이 있다.

또한 연방 항공 규정(FAR25.1401)에는 외부로 방출되는 광방출각에 따른 소정거리에서의 유효조도를 설정하고 있으며, 전체 광방출각 범위에서 일부 특정구간의 소정거리에서 유효조도가 가장 높게 유지되도록 요구하고 있는데, 상기 선행기술은 광가이드부(130)의 출사면(137)에서만 일정한 광방출각으로 조사되는 것이므로, 상기한 요구를 충족시키는데 많은 어려움이 따르는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 항공기의 공기역학 특성에 유리한 매립 형상을 기본으로 하면서 광원으로부터 조사되는 광의 손실을 최소화하여 광학 성능을 향상시킬 수 있고, 광원으로부터 조사되는 전체 광방출각중 특정범위의 소정거리에서 유효조도를 높게 설정하는 것이 매우 용이하여 연방 항공 규정(FAR25.1401)에서 요구하는 광학 성능을 충족시킬 수 있는 매립형 충돌방지등을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 항공기의 동체 또는 날개에 매립 설치되는 것으로, 본체와 본체 상단에 수평의 바깥쪽방향으로 연장 형성된 플랜지부를 구비하고, 상기 플랜지부 상면에 본체의 중심수직축선을 중심으로 하는 원주방향으로 홈부를 형성한 하우징; 상기 하우징의 홈부에 원주방향으로 복수개 배치되어 상기 중심수직축선을 중심으로 하는 방사상으로 광을 조사하는 복수개의 광원; 불투명 재질로 이루어져 상기 하우징의 상단에 고정설치되고, 상기 홈부에 설치된 광원의 주변을 차단하는 상판 및 측판을 구비하며, 상기 측판에 광원에 대응하여 광을 방출하기 위한 개방구가 형성된 커버체를 포함하는 매립형 충돌방지등에 특징이 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 중심수직축선에 대하여 직각이 되는 방향을 0도라고 할 때, 상기 개방구를 통한 광원의 광방출각은 -10~75도 범위로 설정된 매립형 충돌방지등에 특징이 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 커버체의 상판에는 광원으로부터 조사되는 광을 상기 개방구쪽으로 반사시키는 제1 반사면을 구비하고, 상기 하우징의 상면에는 광원으로부터 조사되는 광을 상기 개방구쪽으로 반사시키는 제2 반사면을 구비한 매립형 충돌방지등에 특징이 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 개방구는 광원으로부터 조사되어 직접 방출되는 광방출각이 -6~10도 범위가 되도록 형성하고, 상기 제1 반사면은 광원으로부터 조사되는 광을 반사시켜 개방구를 통해 방출되는 광방출각이 -10~2도 범위가 되도록 형성하고, 상기 제2 반사면은 광원으로부터 조사되는 광을 반사시켜 개방구를 통해 방출되는 광방출각이 10~75도 범위가 되도록 형성하여 광방출각이 소정거리의 특정범위에서 중첩되게 한 매립형 충돌방지등에 특징이 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 제1 반사면과 제2 반사면에는 니켈 코팅층을 형성한 매립형 충돌방지등에 특징이 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 커버체의 개방구 전방에 확산커버를 설치하여 개방구를 통해 조사되는 광이 확산되도록 한 매립형 충돌방지등에 특징이 있다.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 광원으로부터 조사되는 광이 개방구를 통해 직접 외부로 방출되거나 적어도 1회 반사되어 외부로 방출됨에 따라 광가이드부를 이용하는 종래기술에 비하여 광손실을 감소시킴과 동시에 광 반사로 인한 광에너지 손실을 최소화할 수 있고, 이로써 전체적으로 광학 성능을 크게 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 광원으로부터 직접 외부로 조사되는 광방출각과 제1 및 제2 반사면에 반사되어 외부로 방출되는 광방출각의 범위를 최적의 조건으로 설정하는 것이 용이하여 3개의 광방출각의 일부를 중첩되게 설정할 수 있고, 이로써 전체 광방출각중 일부 특정구간의 소정거리에서 유효조도를 높게 설정할 수 있어 연방 항공 규정(FAR25.1401)에서 요구하는 조건을 충족시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 매립형 충돌방지등을 나타낸 단면도.
도 2는 도 1에서 광 전송과정을 나타낸 주요부 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 매립형 충돌방지등을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 매립형 충돌방지등을 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 매립형 충돌방지등을 나타낸 주요부 종단면도.
도 6은 도 5에서 광방출부분을 확대하여 나타낸 주요부 확대도.
도 7은 도 6에서 광방출 상태도.
도 8은 본 발명에 따른 충돌방지등의 광학 성능을 나타낸 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 매립형 충돌방지등을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 매립형 충돌방지등은, 항공기에 매립 설치되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)에 설치된 복수개의 광원(20)과, 광원(20)으로부터 조사되는 광을 외부로 방출하기 위한 개방구(33)를 가지는 커버체(30)와, 상기 커버체(30)의 개방구(33) 전방에 설치되는 확산커버(40)를 구비한다.

하우징(10)은 항공기에 매립 설치되는 것으로, 원통형상으로 형성된 본체(11)를 구비한다. 본체(11)는 항공기 동체의 상하부와 양쪽 날개의 끝단 내부에 위치하여 매립되고, 본체(11)의 상단 가장자리로부터 수평의 바깥방향으로 연장 형성된 플랜지부(12)는 항공기의 동체 또는 날개의 표면과 대략 일치시켜 설치함으로써 항공기 운항시 공기역학적 특성을 유리하게 하여 연료효율을 향상시키도록 되어 있다.

하우징(10)은 플랜지부(12)의 상면에 후술하는 광원(20)을 설치하기 위한 홈부(13)를 구비한다. 홈부(13)는 본체(11)의 상하방향의 중심수직축선을 중심으로 하는 원주방향으로 링형상으로 형성되고, 또한 대략 V자 형상의 단면구조로 이루어져 홈부(13) 내부에 광원(20)을 설치하기 위한 공간을 형성한다.

광원(20)은 상기 홈부(13)를 따라 원주방향으로 복수개 배치되어 본체(11)의 중심수직축선을 중심으로 하여 방사상으로 광을 조사할 수 있도록 설치된다.

즉, 도 6에 상세히 도시된 바와 같이 V자 형상 홈부(13)의 양쪽 내측벽중 본체(11)의 중심에 가까운 일측벽에 광원(20)이 구비된 기판(21)을 설치함으로써 광원(20)이 본체(11)의 바깥쪽인 개방구(33)을 향하게 할 수 있고, 광원(20)은 적색 LED인 것이 바람직하다.

기판(21)은 도 4에 도시된 바와 같이 장방형으로 형성하여 복수개의 광원(20)을 배치할 수 있도록 하고, 복수개의 광원(20)이 배치된 기판(21)을 홈부(13)를 따라 배치함으로써 광을 본체(11)의 중심수직축선을 중심으로 하는 방사상으로 조사할 수 있다.

커버체(30)는 하우징(10)의 본체(11) 상단에 나사(34)로 고정설치되는 것으로, 홈부(13)의 상부를 차단하는 상판(31)과, 이 상판(31)의 가장자리끝단에서 하방으로 연장형성된 측판(32)을 구비하고, 측판(32)에는 광원(20)에 대응하여 광을 외부로 방출하기 위한 개방구(33)가 형성된다.

커버체(30)는 불투명재질로 이루어져 홈부(13)의 상부를 차단하는 상판(31)과 측판(32)에 의해 광원(20)으로부터 조사되는 광이 원하지 않는 방향으로 누출되지 않고 개방구(33)쪽으로만 방출될 수 있도록 한 것으로, 개방구(33)는 광원(20)의 배치에 대응하여 측판(32)의 둘레방향을 따라 장방형으로 복수개 형성된다.

확산커버(40)는 상기 커버체(30)의 개방구(33)를 통해 방출되는 광이 균일하게 확산되도록 하는 것으로, 커버체(30)의 상판(31)을 외측에서 덮는 덮개부(41)와, 이 덮개부(41)의 가장자리끝단에서 하방으로 연장형성되어 커버체(30)의 측판(32)을 외측에서 덮는 확산부(42)로 이루어진다.

확산커버(40)는 확산부(42)의 끝단을 하우징(10)의 플랜지부(12)에 나사로 고정되는 링형상의 고정판에 의해 가압되어 하우징(10)의 플랜지부(12)에 고정된다.

확산커버(40)는 투명의 합성수지재로 제작하여 개방구(33)를 통해 조사되는 광을 확산부(42)에서 균일하게 확산될 수 있도록 하는 것이 바람직하고, 확산부(42)를 제외한 덮개부(41)에서는 광을 확산시킬 필요가 없으므로 덮개부(41)만 반투명 또는 불투명하게 구성하여도 좋다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 매립형 충돌방지등은, 커버체(30)의 상판(31) 내측에 제1 반사면(35)이 구비되어 광원(20)으로부터 조사되는 광을 개방구(33)쪽으로 반사시키는 제1 반사면(35)을 구비하고, 하우징(10)의 플랜지부(12) 상면에는 광원(20)으로부터 조사되는 광을 상기 개방구(33)쪽으로 반사시키는 제2 반사면(14)을 구비한다. 제1 반사면(35)과 제2 반사면(14)에는 광반사 효율을 높일 수 있도록 각각 니켈 코팅층(35a,14a)을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 도 7에서와 같이 하우징(10)의 중심수직축선에 대하여 직각이 되는 방향을 0도라고 할 때, 커버체(30)의 개방구(33)를 통한 광원(20)의 광방출각(θ)은 -10~75도 범위로 설정하되, 커버체(30)의 개방구(33) 높이는 광원(20)으로부터 조사되어 개방구(33)를 통해 직접 방출되는 광방출각(θ1)이 -6~10도 범위로 통과하도록 설정하고, 제1 반사면(35)은 광원(20)으로부터 조사되는 광을 반사시켜 개방구(33)를 통해 방출되는 광방출각(θ2)이 -10~2도 범위가 되도록 그 기울기를 설정하며, 상기 제2 반사면(14)은 광원(20)으로부터 조사되는 광을 반사시켜 개방구(33)를 통해 방출되는 광방출각(θ3)이 10~75도 범위가 되도록 그 기울기를 설정한다.

이러한 설정은, 개방구(33)를 통한 광방출각(θ)이 -10~75도를 유지하면서 이 특정구간인 -6~5도 범위의 소정거리에서 유효조도를 연방 항공 규정(FAR25.1401)에서 요구하는 조건을 충족시키기 위한 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 매립형 충돌방지등은 하우징(10)의 상단 가장자리부에 형성된 플랜지부(12)에 광원(20)이 설치됨에 따라, 광을 최종적으로 방출하는 개방구(33)와 광원(20) 사이의 거리를 최소화하여 광의 전송경로를 단축시킬 수 있고, 이로써 광에너지 손실을 최소화할 수 있으며, 광원(20)이 설치된 플랜지부(12)의 홈부(13)는 개방구(33)를 제외하고 커버체(30)의 상판(31)과 측판(32)에 의해 차단되어 광원(20)으로부터 조사되는 광의 손실을 최소화하기 때문에 전체적으로 광학 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 광이 방출되는 개방구(33)의 높이와 제1 및 제2 반사면(35,14)의 반사각을 설정하는 것에 의해 연방 항공 규정(FAR25.1401)에서 요구하는 광방출각(θ)과 이 광방출각(θ) 분포에 대응하는 유효조도를 충족시킴은 물론, 그 이상으로 광학 성능을 향상시킬 수 있다.

즉, 연방 항공 규정(FAR25.1401)을 충족시키는 광방출각(θ)과 광방출각(θ)에 따른 소정거리에서의 유효조도는, 도 8의 그래프에 나타낸 바와 같이 전체 광방출각(θ)은 -10~75도이고, 특정구간인 -6~5도 범위에서 유효조도가 400cd로서 가장 높은 광학 성능을 보이고 있다.

이에 대하여 본 발명은 도 7에서와 같이 개방구(33)를 통해 직접 방출되어 조도가 비교적 높은 광방출각(θ1)을 -6~10도로 설정하고, 제1 반사면(35)에 의해 반사되어 비교적 조도가 낮은 광방출각(θ2)을 -10~2도 범위가 되도록 설정하고, 제2 반사면(14)에 의해 반사되어 비교적 조도가 낮은 광방출각(θ3)을 10~75도 범위가 되도록 설정하게 되면, 개방구(33)를 통해 직접 방출되는 광방출각(θ1)과 제1 반사면(35)에서 반사되는 광방출각(θ2)이 소정거리에서 중첩되고, 또한 개방구(33)를 통해 직접 방출되는 광방출각(θ1)과 제2 반사면(14)에서 반사되는 광방출각(θ3)이 소정거리에서 중첩되므로, 도 8의 그래프에서 나타낸 바와 같이 전체 광방출각(θ)중 특정구간인 -6~5도의 소정거리에서 유효조도를 600cd 이상으로 높일 수 있어 연방 항공 규정(FAR25.1401)을 충족시킬 수 있다.

상기에서 예시한 광방출각(θ1,θ2,θ3)은, 개방구(33)의 높이, 제1 및 제2 반사면(35,14)의 반사각 설정에 의해 다르게 설정하는 것이 가능하므로, 전체 광방출각(θ)과, 특정구간의 소정거리에서 중첩되는 영역을 필요에 따라 다르게 설정할 수 있다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 하우징 11 : 본체
12 : 플랜지부 13 : 홈부
14 : 제2 반사면 14a,35a : 니켈 코팅층
20 : 광원 30 : 커버체
31 : 상판 32 : 측판
33 : 개방구 35 : 제1 반사면
40 : 확산판

Claims (6)

1. 항공기의 동체 또는 날개에 매립 설치되는 것으로, 본체와 본체 상단에 수평의 바깥쪽방향으로 연장 형성된 플랜지부를 구비하고, 상기 플랜지부 상면에 본체의 중심수직축선을 중심으로 하는 원주방향으로 홈부를 형성한 하우징;
   상기 하우징의 홈부에 원주방향으로 복수개 배치되어 상기 중심수직축선을 중심으로 하는 방사상으로 광을 조사하는 복수개의 광원;
   불투명 재질로 이루어져 상기 하우징의 상단에 고정설치되고, 상기 홈부에 설치된 광원의 주변을 차단하는 상판 및 측판을 구비하며, 상기 측판에 광원에 대응하여 광을 방출하기 위한 개방구가 형성된 커버체를 포함하고,
   상기 중심수직축선에 대하여 직각이 되는 방향을 0도라고 할 때, 상기 개방구를 통한 광원의 광방출각은 -10~75도 범위로 설정되며,
   상기 커버체의 상판에는 광원으로부터 조사되는 광을 상기 개방구쪽으로 반사시키는 제1 반사면을 구비하고, 상기 하우징의 상면에는 광원으로부터 조사되는 광을 상기 개방구쪽으로 반사시키는 제2 반사면을 구비한 것을 특징으로 하는 매립형 충돌방지등.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 개방구는 광원으로부터 조사되어 직접 방출되는 광방출각이 -6~10도 범위가 되도록 형성하고, 상기 제1 반사면은 광원으로부터 조사되는 광을 반사시켜 개방구를 통해 방출되는 광방출각이 -10~2도 범위가 되도록 형성하고, 상기 제2 반사면은 광원으로부터 조사되는 광을 반사시켜 개방구를 통해 방출되는 광방출각이 10~75도 범위가 되도록 형성하여 광방출각이 특정구간의 소정거리에서 중첩되게 한 것을 특징으로 하는 매립형 충돌방지등.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 반사면과 제2 반사면에는 니켈 코팅층을 형성한 것을 특징으로 하는 매립형 충돌방지등.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 커버체의 개방구 전방에 확산커버를 설치하여 개방구를 통해 조사되는 광이 확산되도록 한 것을 특징으로 매립형 충돌방지등.

Images