KR20220083071A - 항공기 전방착륙장치의 스트러트와 휠포크 사이의 풀림을 점검하기 위한 장치 및 이를 포함하는 전방착륙장치 - Google Patents

항공기 전방착륙장치의 스트러트와 휠포크 사이의 풀림을 점검하기 위한 장치 및 이를 포함하는 전방착륙장치 Download PDF

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Abstract

항공기의 전방착륙장치는 상기 항공기의 동체에 고정되는 스트러트, 상기 스트러트에 대한 상대 거동이 허용되도록 상기 스트러트에 체결되는 휠포크, 상기 휠 포크에 회전 가능하게 지지되는 휠, 상기 휠포크와 상기 스트러트의 체결을 위해 상기 스트러트에 나사결합되는 너트, 상기 항공기의 지상 선회 시 상기 스트러트의 선회각을 검출할 수 있도록 상기 스트러트에 설치되는 제1 선회각 센서, 그리고 상기 항공기의 지상 선회 시 상기 휠포크의 선회각을 검출할 수 있도록 상기 스트러트에 설치되는 제2 선회각 센서를 포함한다. 스트러트와 휠포크에 각각 설치되는 제1 및 제2 선회각 센서를 이용하여 스트러트와 휠포크의 선회각을 각각 검출할 수 있으며 검출된 두 개의 선회각을 이용하여 휠포크의 풀림 정도를 쉽게 점검할 수 있다.

Description

항공기 전방착륙장치의 스트러트와 휠포크 사이의 풀림을 점검하기 위한 장치 및 이를 포함하는 전방착륙장치{Apparatus for checking loosening between strut and wheel fork of front landing gear of aircrafts and front landing gear including same}
본 발명은 항공기의 전방착륙장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 항공기의 전방착륙장치를 구성하는 스트러트(strut)와 휠포크(wheel fork) 사이의 풀림을 점검하기 위한 장치에 관한 것이다.
소형 항공기와 같은 일부 항공기의 전방착륙장치는 항공기의 중량 감소 및 제조 비용 절감을 위해 항공기의 동체에 고정되는 스트러트에 휠과 타이어가 체결된 휠 포크를 고정하는 방식으로 구현되는 고정식 전방착륙장치를 채택한다. 이러한 고정식 전방착륙장치를 가지는 항공기는 지상에서의 조향이 필요한 경우 후방착륙장치에 장착된 브레이크를 사용하여 방향 제어가 이루어지도록 구성된다.
고정식 전방착륙장치는 스트러트에 휠포크를 체결한 후 스트러트의 하단에 구비되는 나사산에 너트를 체결함으로써 스트러트와 휠포크를 일체형으로 조립하여 이루어진다. 이때 스트러트와 휠포크를 상대 거동이 가능하지 않도록 일체형으로 고정하면 지상에서 항공기 조향 기동 시 타이어의 급격한 마모가 발생하며 또한 선회가 어려운 문제가 발생한다. 이러한 이유로 스트러트에 대한 휠포크의 일정 정도의 상대 회전이 가능하도록 너트에 정해진 크기의 토오크 값을 줌으로써 휠포크가 조향 시 스트러트에 대해 상대 거동이 가능하도록 한다. 그러나 너트의 풀림 정도가 일정 기준을 초과하는 경우 휠포크의 자유롭게 회전하게 되며, 이에 의해 항공기 이착륙 시 휠포크에 체결된 휠과 타이어의 떨림 현상(shimmy)이 발생할 수 있고 이는 사고의 원인이 될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고정식 전방착륙장치를 채택한 항공기의 경우 정비사가 토오크 렌치 등을 사용하여 수시로 스트러트와 휠포크를 체결하는 너트의 토오크 값 및 휠포크의 유격을 점검해야 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0098731 (2015.08.31.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 항공기 정비사가 고정식 착륙장치의 스트러트와 휠포크를 체결하는 너트의 토오크 값을 측정하여 너트의 풀림 정도를 수시로 확인해야 하는 정비 부담을 줄이고 스트러트와 휠포크 사이의 풀림 정도를 쉽게 확인할 수 있는 점검 장치 및 이를 포함하는 전방착륙장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 항공기의 전방착륙장치는 상기 항공기의 동체에 고정되는 스트러트, 상기 스트러트에 대한 상대 거동이 허용되도록 상기 스트러트에 체결되는 휠포크, 상기 휠 포크에 회전 가능하게 지지되는 휠, 상기 휠포크와 상기 스트러트의 체결을 위해 상기 스트러트에 나사결합되는 너트, 상기 항공기의 지상 선회 시 상기 스트러트의 선회각을 검출할 수 있도록 상기 스트러트에 설치되는 제1 선회각 센서, 그리고 상기 항공기의 지상 선회 시 상기 휠포크의 선회각을 검출할 수 있도록 상기 스트러트에 설치되는 제2 선회각 센서를 포함한다.
상기 휠포크는 상기 스트러트에 체결되는 몸체부, 그리고 상기 몸체부에서 각각 연장되는 한 쌍의 레그부를 포함할 수 있으며, 상기 제2 선회각 센서는 상기 몸체부에 설치될 수 있다. 이에 의해 스트러트에 대한 휠포크의 상대 거동을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
상기 너트는 상기 휠포크가 상기 스트러트에 대해 상대 거동이 가능하도록 상기 스트러트에 대해 상기 휠포크를 지지하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 항공기의 고정식 전방착륙장치의 스트러트와 휠포크 사이의 풀림 정도를 감지하기 위한 점검 장치는 상기 스트러트에 설치되어 상기 항공기의 지상 선회 시 상기 스트러트의 선회각을 검출할 수 있도록 구성되는 제1 선회각 센서, 그리고 상기 휠포크에 설치되어 상기 항공기의 지상 선회 시 상기 휠포크의 선회각을 검출할 수 있도록 구성되는 제2 선회각 센서를 포함한다.
본 발명에 의하면, 스트러트와 휠포크에 각각 설치되는 제1 및 제2 선회각 센서를 이용하여 스트러트와 휠포크의 선회각을 각각 검출할 수 있으며 검출된 두 개의 선회각을 이용하여 휠포크의 풀림 정도를 쉽게 점검할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공기 전방착륙장치의 스트러트와 휠포크의 풀림을 점검하는 점검 장치가 적용된 항공기의 개략적 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 점검 장치의 제1 선회각 측정 장치와 제2 선회각 측정 장치에 의해 검출된 스트러트의 선회각 및 휠포크의 선회각을 예시적으로 나타내는 그래프를 도시한다.
아래에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 설명된 실시예에 한정되지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전방착륙장치(20)는 항공기(11)의 착륙장치(landing gear) 중 앞쪽에 배치되는 착륙장치일 수 있으며, 항공기(11)의 동체(12)에 고정적으로 체결되는 고정식 착륙장치일 수 있다.
전방착륙장치(20)는 동체(12)에 고정되는 스트러트(strut)(21), 휠포크(wheel fork)(22), 휠(wheel)(23), 그리고 타이어(24)를 포함한다. 스트러트(21)는 상단이 동체(12)의 하면에 고정되고 대략 아래 방향으로 연장될 수 있다. 휠포크(22)는 스트러트(21)의 하단 부분에 체결될 수 있으며, 타이어(24)가 고정된 휠(23)이 휠포크(22)에 회전 가능하게 지지된다.
휠포크(22)는 스트러트(21)에 체결되는 몸체부(221), 그리고 몸체부(221)의 양측 부분에서 각각 돌출 연장되는 한 쌍의 레그부(222)를 포함할 수 있다. 몸체부(221)는 스트러트(21)가 관통 삽입되는 관통홀을 형성하며, 몸체부(221)를 관통하여 몸체부(221)의 하부로 노출된 스트러트(21)의 단부에 형성되는 나사산에 너트(25)에 체결된다. 그리고 스페이서(26)가 스트러트(21)에 구비되는 지지턱(211)과 몸체부(221)의 상단 사이에 개재될 수 있고, 와셔(27)가 휠포크(22)의 몸체부(221)의 하단과 너트(25) 사이에 개재될 수 있다. 이러한 연결 구조에 의해 휠 포크(22)가 스트러트(21)에 체결될 수 있다.
항공기(11)가 지상에서 선회할 때 휠포크(22)가 스트러트(21)에 대해서 상대 거동할 수 있도록 너트(25)가 완전히 조여지지 않고 약간 풀린 상태로 설치되며, 너트(25)의 풀림 정도를 점검하기 위한 수단으로 제1 선회각 센서(31)와 제2 선회각 센서(32)가 구비된다. 제1 및 제2 선회각 센서(31)의 감지 신호를 기초로 너트(25)의 풀림 정도를 감지할 수 있으며, 이에 의해 너트(25)가 장시간 사용에 의해 너무 느슨한 상태에 있는지를 점검할 수 있다.
제1 선회각 센서(31)는 스트러트(21)에 설치되며, 스트러트(21)의 선회각을 직접적으로 또는 간접적으로 나타내는 신호를 출력하는 센서일 수 있다. 제2 선회각 센서(32)는 휠포크(22)에 설치되며, 휠포크(22)의 선회각을 직접적으로 또는 간접적으로 나타내는 신호를 출력하는 센서일 수 있다. 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제1 선회각 센서(31)는 휠포크(22)의 몸체부(221) 근처에 위치되도록 스트러트(21)의 하단 부분에 설치될 수 있으며, 제2 선회각 센서(32)는 휠포크(22)의 몸체부(221)에 설치될 수 있다. 특히 제2 선회각 센서(32)가 탄성 변형에 의한 변위가 거의 없는 휠포크(22)의 몸체부(221)에 설치됨으로써, 휠포크(22)의 선회각을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
제1 및 제2 선회각 센서(31, 32)는 스트러트(21)와 휠포크(22)의 선회각을 각각 나타내는 신호를 출력하기 때문에, 제1 및 제2 선회각 센서(31, 32)의 신호를 비교하면 스트러트(21)와 휠포크(22)의 선회각을 비교할 수 있으며 선회각의 비교에 의해 스트러트(21)와 휠포크(22)의 상대 거동의 정도를 판단할 수 있다. 스트러트(21)와 휠포크(22)가 완전히 서로 고정된 상태에서는 스트러트(21)와 휠포크(22)의 선회각이 동일할 것이나, 스트러트(21)와 휠포크(22)가 상대 거동이 허용되도록 체결된 상태에서는 휠포크(22)가 스트러트(21)의 선회각을 완전히 추종하지 못하고 스트러트(21)와 휠포크(22)의 선회각이 차이가 생긴다. 도 2의 (a)는 제1 선회각 센서(31)의 신호를 이용하여 이동 거리에 따른 스트러트(21)의 선회각을 보여주는 그래프를 도시하며, 항공기가 직진 상태에서부터 좌측 및 우측 방향으로 차례로 선회하여 직진 상태로 도달하기까지의 이동 거리에 따른 스트러트(21)의 선회각이 예시적으로 도시되어 있다. 한편, 도 2의 (b)는 (a)의 스트러트(21)의 선회각에 제2 선회각 센서(32)의 신호를 이용하여 이동 거리에 따른 휠포크(22)의 선회각이 중첩되어 표시된 상태를 보여주는 그래프를 도시한다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 스트러트(21)의 선회각의 궤적은 싸인파(sine wave)와 같은 매끄러운 곡선 형태를 갖는 반면에 휠포크(22)의 선회각의 궤적은 스트러트(21)의 선회각을 중심으로 진동하는 형태를 갖게 된다. 휠포크(22)의 선회각이 스트러트(21)의 선회각에서 일정 값 이상으로 벗어나는 상태가 지속되거나 순간적으로 큰 차이를 나타내는 경우, 너트(25)의 풀림이 허용 한계를 벗어난 것으로 판단할 수 있다.
제1 및 제2 선회각 센서(31, 32)는 선회각을 직접적으로 또는 간접적으로 도출할 수 있는 물리량을 감지할 수 있는 임의의 센서일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 선회각 센서(31, 32)는 관성을 측정할 수 있는 관성 측정 장치(IMU; inertia measurement unit)을 포함하는 센서로 구현될 수 있다. 제1 및 제2 선회각 센서(31, 32)의 신호를 수신하여 출력하는 인터페이스를 통해 스트러트(21)와 휠포크(22)의 선회각의 비교가 시각적으로 이루어질 수도 있다.
이와 같은 방식으로 제1 및 제2 선회각 센서(31, 32)를 이용하여 스트러트(21)와 휠포크(22)의 선회각을 각각 검출하고 검출된 선회각의 차이에 기초하여 스트러트(21)와 휠포크(22) 사이의 풀림이 미리 정해진 한계를 벗어나는지를 판단할 수 있으며, 스트러트(21)와 휠포크(22) 사이의 풀림이 미리 정해진 한계를 벗어나는 경우 정비를 통해 정해진 크기의 토크까지 너트(25)를 조일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
11 항공기
12 동체
20 전방착륙장치
21 스트러트
22 휠포크
23 휠
24 타이어
25 너트
26 스페이서
27 와셔
221 몸체부
222 레그부
211 지지턱
31 제1 선회각 센서
32 제2 선회각 센서

Claims (4)

  1. 항공기의 전방착륙장치에 있어서,
    상기 항공기의 동체에 고정되는 스트러트,
    상기 스트러트에 대한 상대 거동이 허용되도록 상기 스트러트에 체결되는 휠포크,
    상기 휠 포크에 회전 가능하게 지지되는 휠,
    상기 휠포크와 상기 스트러트의 체결을 위해 상기 스트러트에 나사결합되는 너트,
    상기 항공기의 지상 선회 시 상기 스트러트의 선회각을 검출할 수 있도록 상기 스트러트에 설치되는 제1 선회각 센서, 그리고
    상기 항공기의 지상 선회 시 상기 휠포크의 선회각을 검출할 수 있도록 상기 스트러트에 설치되는 제2 선회각 센서
    를 포함하는 전방착륙장치.
  2. 제1항에서,
    상기 휠포크는 상기 스트러트에 체결되는 몸체부, 그리고 상기 몸체부에서 각각 연장되는 한 쌍의 레그부를 포함하고,
    상기 제2 선회각 센서는 상기 몸체부에 설치되는
    전방착륙장치.
  3. 제1항에서,
    상기 너트는 상기 휠포크가 상기 스트러트에 대해 상대 거동이 가능하도록 상기 스트러트에 대해 상기 휠포크를 지지하도록 구성되는 전방착륙장치.
  4. 항공기의 고정식 전방착륙장치의 스트러트와 휠포크 사이의 풀림 정도를 감지하기 위한 점검 장치에 있어서,
    상기 스트러트에 설치되어 상기 항공기의 지상 선회 시 상기 스트러트의 선회각을 검출할 수 있도록 구성되는 제1 선회각 센서, 그리고
    상기 휠포크에 설치되어 상기 항공기의 지상 선회 시 상기 휠포크의 선회각을 검출할 수 있도록 구성되는 제2 선회각 센서
    를 포함하는 점검 장치.
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US2263717A (en) * 1938-03-31 1941-11-25 Cleveland Pneumatic Tool Co Landing wheel mounting for aircraft
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