KR102548773B1

KR102548773B1 - 추력 편향 조종장치를 구비한 비행체

Info

Publication number: KR102548773B1
Application number: KR1020230021179A
Authority: KR
Inventors: 이봉섭; 홍철기
Original assignee: 주식회사 비거텍코리아
Priority date: 2023-02-17
Filing date: 2023-02-17
Publication date: 2023-06-28

Abstract

본 발명은 비행체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 추력 편향 조종장치를 구비하여 비행을 위한 추력의 발생과 동체의 미세한 자세제어를 동시에 구현하여 공기역학적 불안정성을 극복해 비행 자세를 보다 안정화시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 추력 편향 조종장치의 전자적인 제어 뿐만 아니라, 수동으로의 제어가 가능하도록 하여 유사시에도 비행 안정성을 확보할 수 있도록 하는 비행체에 관한 것이다.

Description

추력 편향 조종장치를 구비한 비행체{Flying object with thrust vector controller}

본 발명은 비행체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 추력 편향 조종장치를 구비하여 비행을 위한 추력의 발생과 동체의 미세한 자세제어를 동시에 구현하여 공기역학적 불안정성을 극복해 비행 자세를 보다 안정화시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 추력 편향 조종장치의 전자동적인 제어 뿐만 아니라, 수동으로의 제어가 가능하도록 하여 유사시에도 비행 안정성을 확보할 수 있도록 하는 비행체에 관한 것이다.

추력 편향 조종장치는 주로 수평 꼬리날개가 없는 기체나 디지털 제어의 도움을 받아야 수평비행이 가능한 비행체의 추력 편향 제어(TVC: Thrust Vector Control)를 위한 장치로, 추력 발생기 후방 부분에 연계 설치되는 장치이며, 예컨대, 가스터빈 기관에 장착된 배기 노즐 제어기, 제트 베인 등을 예로 들 수 있다.

추력 편향 제어는 비행체가 보조 날개(aileron)나 러더(rudder) 등 주 날개 및 꼬리날개 조종면의 움직임에만 의지하지 않고 비행체의 추력 방향을 변화시키는 방식으로 동체 자세를 제어한다는 큰 의미를 담고 있다.

따라서, 추력 편향 제어는 플라이 바이 와이어(fly by wire)에 의한 제어와 함께 사용하면 운동의 폭을 증가시킬 수 있고, 이러한 이유로 수직 이착륙기(S/VTOL)나 근접전 시 기동성이 요구되는 군용기에 적용되는 경우가 많다.

한편, 추력 편향 조종장치는 추력 발생기에 유기적으로 연계 설비된 기계구조를 디지털 방식으로 제어해 작동시키는 것을 기본으로 하지만, 기계 오류의 발생 등과 같은 유사시 정상적인 작동이 안되는 상황에 직면하면 비행체의 자세 변화에 대응하기 어려운 문제가 있으므로, 때로는 아날로그 방식으로 제어를 수행할 필요가 있다.

대한민국 공개실용신안공보 제1997-038695호(1997.07.29.공개)

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 추력 편향 조종장치를 통해 비행을 위한 추력의 발생과 동체의 미세한 자세제어를 동시에 구현하여 공기역학적 불안정성을 극복해 비행 자세를 보다 안정화시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 추력 편향 조종장치의 전자동적인 제어 뿐만 아니라, 수동으로의 제어가 가능하도록 하여 유사시에도 비행 안정성을 확보할 수 있도록 하는 비행체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 동체, 상기 동체에 결합되어 회전에 따라 추진력을 발생시키는 추력부 및 상기 추력부의 후단 주변에 설치되며 트림탭을 조정 가능하게 지지하여 트림탭의 각도를 변경시키는 추력 편향 조종장치를 포함하는 비행체에 있어서, 상기 추력 편향 조종장치는, 상기 추력부 중심을 가로질러 설치되며 트림탭을 회전 가능하게 지지하는 마운트; 및 동체에 내장된 사용자의 수동 조작부와 상기 마운트에 지지된 트림탭을 연결하는 푸쉬-풀 로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 푸쉬-풀 로드는, 상기 수동 조작부와 연결되는 제1 로드; 상기 트림탭에 연결되는 제2 로드; 및 상기 제1 로드와 상기 제2 로드를 연결하는 제1 연결부;를 포함하고, 상기 제1 연결부는, 상기 제1 로드에 결합되는 홀더; 상기 홀더에 결합되는 실린더; 상기 제2 로드에 결합된 상태로 상기 실린더의 내부에 슬라이드 가능하게 결합되는 실린더 로드; 상기 홀더에 결합되는 푸쉬풀모터; 및 상기 푸쉬풀모터와 상기 실린더 로드를 연결하여 상기 푸쉬풀모터의 회전운동을 상기 실린더 로드의 직선 왕복운동으로 변환하는 연결부재;를 포함하고, 상기 푸쉬-풀 로드는, 상기 수동 조작부의 조작으로 제1 로드를 직접 움직여 트림탭을 움직이는 수동 방식 또는 상기 푸쉬풀모터의 작동에 따라 실린더 로드를 움직여 푸쉬-풀 로드의 길이를 가변시킴으로써 트림탭을 움직이는 자동 방식 중 어느 하나의 방식으로 트림탭을 움직이는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀더는. 홀더바디, 상기 홀더바디에 연장되어 서로 대향하여 배치되는 제1 암; 및 제2 암;을 포함하고, 상기 제1 암과 상기 제2 암은 각각 관통홀을 형성하는 서로 대향하는 곡면을 포함하고, 상기 제1 로드는 상기 관통홀의 일측에 결합하고, 상기 실린더 로드는 상기 관통홀의 타측에 결합하고, 상기 홀더바디에는 상기 푸쉬풀모터를 수용하는 수용부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실린더에는 장공형 가이드 홀이 형성되며, 상기 실린더 로드에는 상기 실린더 내부에서 상기 가이드 홀을 관통하여 상기 실린더의 외부로 노출되는 가이드 돌기가 형성되며, 상기 가이드 돌기의 길이방향은 상기 푸쉬풀모터의 축방향과 평행하며, 상기 연결부재는 상기 푸쉬풀모터의 축부와 연결되는 제1 링크; 및 상기 제1 링크와 상기 가이드 돌기를 연결하는 제2 링크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 푸쉬-풀 로드는, 상기 제1 연결부의 외측에 배치되며, 상기 제1 연결부를 둘러싸는 제2 연결부;를 더 포함하며, 상기 제2 로드에는 서로 이격되어 배치되며 반경방향 외측으로 제1 스토퍼와 제2 스토퍼가 각각 돌출되고, 상기 제2 연결부의 일측은 상기 제1 로드에 연결되고, 상기 제2 연결부의 타측은 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼 사이에서 상기 제2 로드에 슬라이드 가능하게 결합하여, 상기 제1 연결부가 상기 제1 로드와 상기 제2 로드를 연결하지 못할 때, 제2 연결부가 상기 제1 로드와 상기 제2 로드를 연결하며, 상기 제2 연결부는 상기 제1 연결부를 둘러싸는 연결바디와, 상기 연결바디의 일측에 배치되어 상기 제1 로드와 결합하여 상기 제1 로드에 고정되는 제1 측부와, 상기 연결바디의 타측에 배치되어 상기 제2 로드와 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼 사이에서 슬라이드 가능하게 결합하는 제2 측부를 포함하되, 상기 제1 측부는 상기 제1 로드에 결합하는 제1 허브와, 상기 제1 허브에서 방사방향으로 연장되어 상기 연결바디에 연결되는 복수 개의 제1 스포크를 포함하고, 상기 제2 측부는 상기 제2 로드에 결합하는 제2 허브와, 상기 제2 허브에서 방사방향으로 연장되어 상기 연결바디에 연결되는 복수 개의 제2 스포크를 포함하고, 상기 제1 허브는 상기 연결바디보다 후방에 배치되어 상기 제1 스포크는 경사지게 배치되고, 상기 제2 허브는 상기 연결바디보다 전방에 배치되어 상기 제2 스포크는 경사지게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 추력 편향 조종장치를 구비하여 비행을 위한 추력의 발생과 동체의 미세한 자세제어를 동시에 구현하여 공기역학적 불안정성을 극복해 비행 자세를 보다 안정화시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히, 추력 편향 조종장치의 전자적인 제어 뿐만 아니라, 수동으로의 제어가 가능하도록 하여 유사시에도 비행 안정성을 확보할 수 있도록 하는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 비행체의 외관 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 평면구성을 개념적으로 도시한 도면.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 비행체의 요부 구성인 추력부와 추력 편향 조종장치의 구성을 도시한 도면.
도 5는 도 3의 분해구성을 도시한 도면.
도 6은 트림탭의 각도 조절 과정을 예시적으로 도시한 도면.
도 7은 푸쉬-풀 로드를 도시한 도면.
도 8은 제1 연결부를 도시한 도면,
도 9는 실린더를 도시한 도면,
도 10은 제어 신호에 의해 전자식으로 푸쉬-풀 로드의 길이가 가변되는 상태를 도시한 도면,
도 11은 제2 연결부가 적용된 푸쉬-풀 로드를 도시한 도면.
도 12는 제2 연결부가 적용된 푸쉬-풀 로드의 일측면 구성을 도시한 도면.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 비행체는 크게, 동체(1000), 추력부(2000) 및 추력 편향 조종장치(Ta)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

먼저, 동체(1000)는 본 발명에 따른 비행체의 전체적인 골격을 구성하며, 내부로 조종석, 승객석, 조작부(1300) 등을 구비하고, 비행체가 무인기로 운영될 경우 내부로 기타 장치들을 내장하기 위한 공간 또는 카고를 형성할 수 있다.

동체(1000)의 좌우 측면에는 날개(1200)가 형성될 수 있고, 전방 또는 후방에는 상기 추력부(2000)를 지지할 수 있도록 마련된다.

다음으로, 추력부(2000)는 동체(1000)에 결합되어 회전에 따라 비행체의 추진력을 발생시키는 구성으로서, 내부가 빈 원통형의 덕트, 상기 덕트 내부 중앙에 고정 설치되는 추력모터 및 추력모터에 결합되어 회전하는 프로펠러를 포함하는 일반적인 프로펠러 동력장치 구조를 이룰 수 있다.

즉, 추력부(2000)는 추력모터에 프로펠러가 직결돼 회전하는 구조로서, 추력모터의 구동에 따라 프로펠러가 회전하면 추력모터에 방사상으로 뻗어 일체화된 각각의 프로펠러 날개들이 회전하여 추진력을 얻을 수 있다.

추력부(2000)는 비행체의 추진력을 얻을 수 있는 선에서 다양한 구조로 실시될 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.

다음으로, 추력 편향 조종장치(Ta)는 추력부(2000)의 후단 주변에 설치되며 트림탭(T)을 조정 가능하게 지지하여 트림탭(T)의 각도를 변경시킴으로써 에일러론의 역할을 수행하고, 아울러, 엘리베이터 역할을 수행할 뿐만 아니라, 롤링, 피칭, 요잉 등의 불안정한 진동을 억제 내지 제어해 동체(1000) 자세 안정에 기여할 수 있도록 한다.

이를 위한 추력 편향 조종장치(Ta)는 크게, 마운트(10) 및 푸쉬-풀 로드(20)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

먼저, 마운트(10)는 추력부(2000) 덕트의 중심을 가로질러 설치되는 소정 두께를 지닌 판상의 구성으로서, 동일선상에서 트림탭(T)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

마운트(10)의 타단에는 축결합대(11)가 형성될 수 있고, 상기 축결합대(11) 상에는 트림탭(T)의 회전 기준이 되는 트림축(T')이 축결합될 수 있다.

트림탭(T)의 일단에 형성된 트림축(T')은 상기 마운트(10)에 형성된 축결합대(11)에 회전 가능하게 결합하고, 타단은 자유단 형태로서, 타단이 상하 방향으로 회전이 가능하도록 마련된다. 이러한 트림탭(T)의 회전 제어는 이어 설명할 푸쉬-풀 로드(20)에 의해 제어될 수 있다.

푸쉬-풀 로드(20)는 동체(1000)에 내장된 사용자의 수동 조작부(1300)와 상기 마운트(10)에 지지된 트림탭(T)을 연결하여 수동 조작부(1300)의 수동 조작 또는 푸쉬-풀 로드(20)의 자체 구동에 의해 트림탭(T)을 일정각도 범위 내에서 상하 회전시키는 역할을 수행한다.

트림탭(T)은 플랩의 일종으로, 추력부(2000) 후단 공기의 흐름을 제어할 수 있다.

즉, 이러한 트림탭(T)은 조종석 내 마련된 조작부(1300)를 조작하여 푸쉬-풀 로드(20)가가 움직이면 이러한 작동에 의해 움직임이 제어되는 구조이다.

다만, 트림탭(T)이 수동 조작으로 움직이는 경우, 돌풍에 의해 순간적으로 동체(1000)의 자세가 흔들리는 것에 대응하기 어려운 문제점이 있다.

이에, 푸쉬-풀 로드(20)는 제어 신호와 모터의 구동력을 이용하여, 동체(1000) 자세를 자동으로 유지하도록 구현될 수 있다. 이러한 자동 방식의 추력 편향 조종장치는 모터와 모터의 구동력을 전달하는 링크부로 이루어진 액츄에이터가 트림탭(T)을 움직이도록 구성되거나, 제어 신호에 기초하여 움직이는 액츄에이터를 조종석 내 조작부(1300)에 직접 포함하도록 구성될 수 있다.

그러나, 액츄에이터의 크기와 무게가 크기 때문에 소형 항공기에는 적용하기 어려운 문제점이 있고. 또한, 구조가 복잡한 액츄에이터의 경우, 작동 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 제어 신호가 끊어지면 조작부(1300)에서 제어가 어려운 치명적인 단점이 있다.

이에, 본 발명에서의 추력 편향 조종장치(Ta)는 트림탭(T)에 연결 설치되어 트림탭(T)의 각도를 변경시키기 위한 푸쉬-풀 로드(20)의 위치를 조절하되, 조작자의 수동 조작에 대응하는 기계식 움직임과, 제어 신호에 대응하여 움직이는 전자동식 움직임을 함께 구현해 다양한 비행상황에 효과적으로 대처 가능하도록 하는게 특징이라 할 수 있다.

이를 위해, 추력 편향 조종장치(Ta)는 동체(1000)에 마련된 사용자의 수동 조작부(1300)와 트림탭(T)을 연결하는 푸쉬-풀 로드(20)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

경우에 따라 추력 편향 조종장치(Ta)는 링크부를 추가로 두어 링크부를 수동 조작부(1300)와 직접 연결하고, 푸쉬-풀 로드(20)를 링크부와 트림탭(T) 사이에 연결할 수도 있다.

이때, 링크부는 조종석까지 동체(1000) 내부로 길게 연장 설치될 수 있고, 푸쉬-풀 로드(20)는 상기 링크부와 트림탭(T)을 연결해 링크부의 움직임을 트림탭(T)에 직접 전달하거나 혹은 링크부의 움직임 없이도 트림탭(T)의 움직임을 제어할 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

따라서, 수동 조작부(1300)의 조작에 따라 푸쉬-풀 로드(20)가 전체적으로 움직이면서 트림탭(T)의 각도가 조절될 수 있도록 하거나, 기계적인 제어 신호에 기초하여 푸쉬-풀 로드(20)가 신축해 트림탭(T)이 움직일 수 있다.

보다 구체적으로, 푸쉬-풀 로드(20)는 동체 내부와 마운트(10) 하부를 가로질러 트림탭(T)에 연결 설치되는 긴 축형 구조로서, 제1 로드(21)와, 제2 로드(22)와, 제1 연결부(23)를 포함할 수 있다.

제1 로드(21)와 제2 로드(22)는 서로 이격되어 있다. 제1 연결부(23)는 제1 로드(21)와 제2 로드(22)를 연결한다.

제1 로드(21)는 수동 조작부(1300)와 직접 연결되거나 링크부에 연결될 수 있다. 제2 로드(22)는 트림탭(T)에 연결될 수 있다.

제1 연결부(23)는 제1 로드(21)와 제2 로드(22)의 이격거리를 조절하여 푸쉬-풀 로드(20)의 전체 길이를 조절할 수 있다. 이러한 제1 연결부(23)는 푸쉬-풀 로드(20)의 끝단에 배치될 수 있다.

제2 로드(22)는 트림탭(T)의 회전기준이 되는 트림축(T')에 링크(R)를 통해 결합하여 제2 로드(22)의 직선 운동에 따라 트림탭(T)을 제자리 회전시킴으로써 트림탭(T)의 각도를 조절할 수 있도록 한다.

즉, 링크(R)에 제2 로드(22) 및 트림탭(T)의 트림축(T')이 서로 편심된 상태로 회전 가능하게 결합할 수 있다.

제1 연결부(23)는 홀더(100)와, 실린더(200)와, 실린더 로드(300)와, 푸쉬풀모터(400)와, 연결부재(500)를 포함할 수 있다.

홀더(100)는 제1 로드(21)에 결합한다. 실린더(200)는 홀더(100)에 결합한다. 실린더 로드(300)는 제2 로드(22)에 결합된 상태로 실린더(200)의 내부에 슬라이드 가능하게 결합한다.

푸쉬풀모터(400)는 홀더(100)의 내부에 장착된다. 그리고 실린더 로드(300)는 제2 로드(22)에 결합한다. 연결부재(500)는 푸쉬풀모터(400)와 실린더 로드(300)를 연결한다.

제1 연결부(23)의 홀더(100)는, 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향을 기준으로 제1 로드(21)와 실린더(200) 사이에 배치된다.

홀더(100)는 홀더바디(110)와, 제1 암(120)과 제2 암(130)을 포함할 수 있다.

홀더바디(110)는 내부에 푸쉬풀모터(400)를 수용하는 공간인 수용부(111)를 형성한다. 제1 암(120)과 제2 암(130)은 각각 홀더바디(110)의 일면에서 연장된다. 제1 암(120)과 제2 암(130)은 서로 이격되어 대향하여 배치된다.

제1 암(120)과 제2 암(130)의 대향면에는 각각 곡면을 포함하여 관통홀(PH)을 형성한다. 관통홀(PH)은 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 제1 암(120)과 제2 암(130)은 각각 홀더바디(110)에 외팔보 형태로 연장되어 탄성 변형 가능하게 형성될 수 있다. 제1 로드(21)는 홀더(100)의 이러한 관통홀(PH)에 삽입된다.

제1 로드(21)는 상기 관통홀(PH)의 일측에 결합하고, 상기 실린더 로드(300)는 상기 관통홀(PH)의 타측에 결합할 수 있다.

실린더(200)는 내부가 비어 있는 원통형 부재이다. 실린더(200)는 실린더(200)의 내부와 외부를 관통하는 장공형 가이드 홀(210)을 포함할 수 있다. 가이드 홀(210)은 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 이러한 실린더(200)는 홀더(100)의 타측에 결합될 수 있다. 홀더(100)와 결합을 위해, 실린더(200)는 일측에 결합돌기(220)를 포함할 수 있다. 결합돌기(220)는 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향을 돌출되어 홀더(100)의 관통홀(PH)에 삽입될 수 있다.

실린더(200)의 타측면에는 실린더 로드(300)가 지나는 홀(230)이 배치될 수 있다.

실린더 로드(300)는 실린더(200)에 슬라이드 가능하게 결합한다. 실린더 로드(300)는 실린더(200) 내부에 배치되는 로드바디(320)를 포함한다. 로드바디(320)는 실린더(200)의 홀(230)보다 외경이 크게 형성될 수 있다. 실린더 로드(300)는 로드바디(320)에서 돌출되는 가이드 돌기(310)를 포함할 수 있다. 가이드 돌기(310)는 가이드 홀(210)을 관통하여 실린더(200)의 외부로 노출된다. 가이드 돌기(310)는 가이드 홀(210)을 따라 직선 왕복 이동한다.

푸쉬풀모터(400)는, 홀더(100)의 수용부(111)에 장착된다. 푸쉬풀모터(400)는 비행에 대한 제어 신호를 받아 작동한다. 푸쉬풀모터(400)는 그 축방향이 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향과 수직이 되도록 배치될 수 있다.

연결부재(500)는 푸쉬풀모터(400)와 상기 실린더 로드(300)를 연결하여 푸쉬풀모터(400)의 회전력을 실린더 로드(300)에 전달하는 역할을 한다. 연결부재(500)를 통해 푸쉬풀모터(400)의 회전운동이 실린더 로드(300)의 직선이동으로 전환된다. 이러한 연결부재(500)는 제1 링크(510)와 제2 링크(520)를 포함할 수 있다. 제1 링크(510)는 푸쉬풀모터(400)의 축부와 연결된다. 제2 링크(520)는 제1 링크(510)와 실린더 로드(300)의 가이드 돌기(310)를 연결한다. 이때 가이드 돌기(310)의 길이방향은 푸쉬풀모터(400)의 축방향과 평행할 수 있다. 제2 링크(520)는 제1 링크(510)과 예각을 이루도록 배치될 수 있다.

도 10는 제어 신호에 의해 전자식으로 푸쉬-풀 로드(20)의 길이가 가변되는 상태를 도시한 도면이다.

도 10a에서 도시한 바와 같이, 푸쉬풀모터(400)가 작동하지 않은 경우, 푸쉬-풀 로드(20)의 길이가 일정하게 유지되고, 기계식으로 수동조작부(1)에 의해 푸쉬-풀 로드(20) 전체가 움직임으로써, 트림탭(T)의 각도가 조절될 수 있다.

도 10b에서 도시한 바와 같이, 제어 신호에 의해 푸쉬풀모터(400)가 작동하는 경우, 푸쉬풀모터(400)가 회전함에 따라 연결부재(500)가 실린더 로드(300)를 밀거나 당겨 푸쉬-풀 로드(20)의 길이를 변화시킨다. 푸쉬-풀 로드(20)의 길이가 달라짐에 따라 트림탭(T)의 각도가 조절될 수 있다. 그리고 푸쉬-풀 로드(20)의 길이가 변경됨에 따라 기계식으로 트림탭(T)을 조절할 때, 보다 정밀하게 트림탭(T)의 각도를 조절할 수 있다.

즉, 푸쉬-풀 로드(20)는 상기 수동 조작부(1300)의 조작으로 제1 로드(21)를 직접 움직여 트림탭(T)을 움직이는 수동 방식 또는 상기 푸쉬풀모터(400)의 작동에 따라 실린더 로드(300)를 움직여 푸쉬-풀 로드(20)의 길이를 가변시킴으로써 트림탭(T)을 움직이는 자동 방식 중 어느 하나의 방식으로 트림탭(T)을 움직이게 된다.

도 11은 제2 연결부(24)가 배치된 푸쉬-풀 로드(20)를 도시한 사시도이고, 도 12는 제2 연결부(24)가 배치된 푸쉬-풀 로드(20)의 측면도이다.

푸쉬-풀 로드(20)는 제2 연결부(24)를 더 포함할 수 있다. 제2 연결부(24)는 제1 연결부(23)에 고장이 발생하여, 제1 연결부(23)가 작동하지 않을 때를 대비하기 위한 장치이다. 제1 연결부(23)에 문제가 발생하여 제1 연결부(23)가 작동하지 않으면, 제1 로드(21)의 움직임이 제2 로드(22)에 그대로 전달되지 않아, 트림탭(T)의 각도 조절에 문제가 발생할 수 있다.

이때, 제2 연결부(24)는 제1 로드(21)와 제2 로드(22)를 물리적으로 연결하여, 제1 연결부(23)에 문제가 발생하더라도 제1 로드(21)의 움직임을 제2 로드(22)에 그대로 전달하여 트림탭(T)의 각도 조절을 정상화할 수 있다.

이러한 제2 연결부(24)는 연결바디(600)와, 제1 측부(700)와, 제2 측부(800)를 포함할 수 있다. 연결바디(600)는 제1 연결부(23)의 외측에 배치되며, 제1 연결부(23)를 둘러싸도록 배치된다. 연결바디(600)는 육면체 형상을 가질 수 있다. 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향을 기준으로, 연결바디(600)의 일측면과 타측면은 개방된 상태이다. 그리고 연결바디(600)의 전면,후면,상면 및 하면은 그물망으로 형성될 수 있다. 연결바디(600)가 그물망으로 형성되어 있기 때문에 외부 물질이 유입되어 제1 연결부(23)를 타격하여 제1 연결부(23)를 훼손시키는 것을 방지할 수 있다.

제1 측부(700)는 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향을 기준으로, 연결바디(600)의 일측면에 위치한다. 제1 측부(700)는 제1 허브(710)와 복수 개의 제1 스포크(720)를 포함할 수 있다. 제1 허브(710)는 제1 로드(21)와 결합하여, 제2 연결부(24)를 제1 로드(21)에 고정시킨다. 제1 스포크(720)는 제1 허브(710)에서 방사방향으로 연장되어 연결바디(600)에 연결된다. 이때, 제1 허브(710)는 연결바디(600)보다 후방에 배치되어, 제1 스포크(720)는 경사지게 배치된다.

이처럼, 제1 스포크(720)가 경사지게 배치되기 때문에 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향으로 작용하는 외력에 강한 구조를 갖는 이점이 있다.

한편, 제2 로드(22)는 반경방향으로 외측으로 돌출되며 서로 이격되어 배치되는 제1 스토퍼(22a)와 제2 스토퍼(22b)를 포함할 수 있다.

이때, 제2 연결부(24)의 일측은 상기 제1 로드(21)에 연결되고, 상기 제2 연결부(24)의 타측은 상기 제1 스토퍼(22a)와 상기 제2 스토퍼(22b) 사이에서 상기 제2 로드(22)에 슬라이드 가능하게 결합할 수 있다.

보다 구체적으로, 제2 측부(800)는 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향을 기준으로, 연결바디(600)의 타측면에 위치한다. 제2 측부(800)는 제2 허브(810)와 복수 개의 제2 스포크(820)를 포함할 수 있다. 제2 허브(810)는 제2 로드(22)와 슬라이드 이동 가능하게 결합하여, 제2 연결부(24)를 일정한 스트로크 범위내에서 제2 로드(22)를 따라 이동하도록 제2 연결부(24)와 제2 로드(22)를 연결한다. 제2 스포크(820)는 제2 허브(810)에서 방사방향으로 연장되어 연결바디(600)에 연결된다. 이때, 제2 허브(810)는 연결바디(600)보다 전방에 배치되어, 제2 스포크(820)는 경사지게 배치된다.

제2 스포크(820)도 경사지게 배치되기 때문에 푸쉬-풀 로드(20)의 길이방향으로 작용하는 외력에 강한 구조를 갖는 이점이 있다.

제1 연결부(23)가 정상적으로 작동하는 경우, 실린더 로드(300)의 위치 변화에 대응하여, 제1 스토퍼(22a)와 제2 스토퍼(22b) 사이에서 제2 연결부(24)가 이동할 수 있다. 만약, 제1 연결부(23)가 정상적으로 작동하지 않은 경우, 제1 로드(21)가 움직이면, 제2 허브(810)가 제1 스토퍼(22a) 또는 제2 스토퍼(22b)에 걸려 제1 로드(21)의 움직임이 제2 로드(22)에 전달되기 때문에, 제1 연결부(23)와 무관하게 트림탭(T)의 각도를 조절할 수 있는 이점이 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 항공기용 추력 편향 조종장치(Ta)에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1000: 동체
2000: 추력부
Ta: 추력 편향 조종장치
20: 푸쉬-풀 로드

Claims

동체, 상기 동체에 결합되어 회전에 따라 추진력을 발생시키는 추력부 및 상기 추력부의 후단 주변에 설치되며 트림탭을 조정 가능하게 지지하여 트림탭의 각도를 변경시키는 추력 편향 조종장치를 포함하는 추력 편향 조종장치를 구비한 비행체에 있어서,
상기 추력 편향 조종장치는,
상기 추력부 중심을 가로질러 설치되며 트림탭을 회전 가능하게 지지하는 마운트; 및
동체에 내장된 사용자의 수동 조작부와 상기 마운트에 지지된 트림탭을 연결하는 푸쉬-풀 로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 추력 편향 조종장치를 구비한 비행체.
청구항 1에 있어서,
상기 푸쉬-풀 로드는,
상기 수동 조작부와 연결되는 제1 로드;
상기 트림탭에 연결되는 제2 로드; 및
상기 제1 로드와 상기 제2 로드를 연결하는 제1 연결부;를 포함하고,
상기 제1 연결부는,
상기 제1 로드에 결합되는 홀더;
상기 홀더에 결합되는 실린더;
상기 제2 로드에 결합된 상태로 상기 실린더의 내부에 슬라이드 가능하게 결합되는 실린더 로드;
상기 홀더에 결합되는 푸쉬풀모터; 및
상기 푸쉬풀모터와 상기 실린더 로드를 연결하여 상기 푸쉬풀모터의 회전운동을 상기 실린더 로드의 직선 왕복운동으로 변환하는 연결부재;를 포함하고,
상기 푸쉬-풀 로드는,
상기 수동 조작부의 조작으로 제1 로드를 직접 움직여 트림탭을 움직이는 수동 방식 또는 상기 푸쉬풀모터의 작동에 따라 실린더 로드를 움직여 푸쉬-풀 로드의 길이를 가변시킴으로써 트림탭을 움직이는 자동 방식 중 어느 하나의 방식으로 트림탭을 움직이는 것을 특징으로 하는 추력 편향 조종장치를 구비한 비행체.
청구항 2에 있어서,
상기 홀더는,
홀더바디;
상기 홀더바디에 연장되어 서로 대향하여 배치되는 제1 암; 및 제2 암;을 포함하고,
상기 제1 암과 상기 제2 암은 각각 관통홀을 형성하는 서로 대향하는 곡면을 포함하고,
상기 제1 로드는 상기 관통홀의 일측에 결합하고, 상기 실린더 로드는 상기 관통홀의 타측에 결합하고,
상기 홀더바디에는 상기 푸쉬풀모터를 수용하는 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 추력 편향 조종장치를 구비한 비행체.
청구항 3에 있어서,
상기 실린더에는 장공형 가이드 홀이 형성되며,
상기 실린더 로드에는 상기 실린더 내부에서 상기 가이드 홀을 관통하여 상기 실린더의 외부로 노출되는 가이드 돌기가 형성되며,
상기 가이드 돌기의 길이방향은 상기 푸쉬풀모터의 축방향과 평행하며,
상기 연결부재는 상기 푸쉬풀모터의 축부와 연결되는 제1 링크; 및
상기 제1 링크와 상기 가이드 돌기를 연결하는 제2 링크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 추력 편향 조종장치를 구비한 비행체.
청구항 4에 있어서,
상기 푸쉬-풀 로드는,
상기 제1 연결부의 외측에 배치되며, 상기 제1 연결부를 둘러싸는 제2 연결부;를 더 포함하며,
상기 제2 로드에는 서로 이격되어 배치되며 반경방향 외측으로 제1 스토퍼와 제2 스토퍼가 각각 돌출되고,
상기 제2 연결부의 일측은 상기 제1 로드에 연결되고, 상기 제2 연결부의 타측은 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼 사이에서 상기 제2 로드에 슬라이드 가능하게 결합하여, 상기 제1 연결부가 상기 제1 로드와 상기 제2 로드를 연결하지 못할 때, 제2 연결부가 상기 제1 로드와 상기 제2 로드를 연결하며,
상기 제2 연결부는 상기 제1 연결부를 둘러싸는 연결바디와, 상기 연결바디의 일측에 배치되어 상기 제1 로드와 결합하여 상기 제1 로드에 고정되는 제1 측부와, 상기 연결바디의 타측에 배치되어 상기 제2 로드와 상기 제1 스토퍼와 상기 제2 스토퍼 사이에서 슬라이드 가능하게 결합하는 제2 측부를 포함하되,
상기 제1 측부는 상기 제1 로드에 결합하는 제1 허브와, 상기 제1 허브에서 방사방향으로 연장되어 상기 연결바디에 연결되는 복수 개의 제1 스포크를 포함하고,
상기 제2 측부는 상기 제2 로드에 결합하는 제2 허브와, 상기 제2 허브에서 방사방향으로 연장되어 상기 연결바디에 연결되는 복수 개의 제2 스포크를 포함하고,
상기 제1 허브는 상기 연결바디보다 후방에 배치되어 상기 제1 스포크는 경사지게 배치되고,
상기 제2 허브는 상기 연결바디보다 전방에 배치되어 상기 제2 스포크는 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 추력 편향 조종장치를 구비한 비행체.