KR20240084326A

KR20240084326A - 랜딩 기어 시스템

Info

Publication number: KR20240084326A
Application number: KR1020220169054A
Authority: KR
Inventors: 김종형; 이홍주
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2022-12-06
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2024-06-13
Also published as: US20240182158A1; CN118144986A; EP4382419A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 기체의 주행 방향을 조절할 수 있는 제1 축부, 상기 제1 축부와 결합하며, 상기 제1 축부를 상기 기체에 인입하거나, 상기 기체에 인입되어 있는 상기 제1 축부를 상기 기체로부터 인출하는 제2 축부, 상기 제1 축부와 상기 제2 축부가 움직일 수 있는 구동력을 제공하는 구동부, 및 상기 구동부를 상기 제1 축부와 상기 제2 축부 중 어느 하나와 결합시켜 상기 구동부의 구동력을 상기 제1 축부와 상기 제2 축부 중 어느 하나에 선택적으로 전달하는 동력전달부를 포함할 수 있다.

Description

랜딩 기어 시스템{LANDING GEAR SYSTEM FOR AIRCRAFT}

본 발명은 랜딩 기어 시스템에 관한 것이다.

항공 모빌리티의 랜딩 기어 시스템은 항공 모빌리티의 이착륙 과정에서 항공 모빌리티의 하중을 지지하고, 지상을 활주하는 과정에서 방향 전환을 수행하는 장치이다. 항공 모빌리티의 랜딩 기어 시스템은 비행 중에는 공기 저항을 감소시키기 위하여 랜딩 기어를 항공 모빌리티의 기체 내부에 배치시키게 된다.

종래의 기술에 따르면 항공 모빌리티의 랜딩 기어 시스템은 유압방식으로 동작하고 있다. 예를 들면, 종래의 기술에 따르면 항공 모빌리티의 랜딩 기어 시스템은 리니어 엑츄에이터(actuator)를 이용하여 항공 모빌리티의 랜딩 기어를 기체 내부에 인입하여 공기 저항을 줄이거나, 기체 외부로 내려 항공 모빌리티의 하중을 지지하도록 하고 있다. 또한, 종래의 기술에 따르면 항공 모빌리티의 랜딩 기어 시스템은 조향을 위한 회전식 엑츄에이터를 추가로 구비하여 지상에서 항공 모빌리티의 방향 전환에 이용하고 있다.

한편, 항공 모빌리티에 적용되는 리니어 엑츄에이터와 회전식 엑츄에이터는 유압식으로 구현되어 있어, 별도의 유압 펌프 및 모터를 필요로 할 뿐만 아니라 유압 배관 등의 유압 시스템이 필요로 하여, 시스템이 복잡하고, 중량이 큰 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위하여, 항공 모빌리티의 랜딩 기어의 조향 기능과 랜딩 기어를 기체에 인입 또는 인출하는 기능을 하나의 구동부로 수행할 수 있는 랜딩 기어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 기체의 주행 방향을 조절할 수 있는 제1 축부, 상기 제1 축부와 결합하며, 상기 제1 축부를 상기 기체에 인입하거나, 상기 기체에 인입되어 있는 상기 제1 축부를 상기 기체로부터 인출하는 제2 축부, 상기 제1 축부와 상기 제2 축부가 움직일 수 있는 구동력을 제공하는 구동부, 및 상기 구동부를 상기 제1 축부와 상기 제2 축부 중 어느 하나와 결합시켜 상기 구동부의 구동력을 상기 제1 축부와 상기 제2 축부 중 어느 하나에 선택적으로 전달하는 동력전달부를 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 제1 축부와 상기 제2 축부에 구동력을 전달하는 전기 모터를 포함할 수 있다.

상기 구동부는 하나의 전기모터를 통하여 상기 제1 축에 구동력을 제공하거나 상기 제2 축에 구동력을 제공할 수 있다.

상기 제2 축부는, 상기 제2 축의 외주면 중 적어도 일부에 형성되어 있는 제1 기어, 상기 제1 기어와 이격되어 배치되며 상기 동력전달부와 연결되는 제2 기어, 및 상기 제1 기어와 상기 제2 기어를 연결하는 플렉시블 구동전달부재를 포함할 수 있다.

상기 플렉시블 구동전달부재는 기어 체인 또는 타이밍 벨트를 포함할 수 있다.

상기 제1 축부가 상기 기체에 인입 또는 인출되는 경로를 안내하는 가이드 링크부를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드 링크부는, 일단이 상기 기체와 결합하는 제1 링크, 및 일단이 상기 제1 링크와 결합하고, 타단이 상기 제1 축부에 결합하는 제2 링크를 포함할 수 있다.

상기 제1 축부가 상기 기체에 인입된 상태로 고정할 수 있는 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 축부가 상기 기체에 인입 또는 인출되는 경로를 안내하는 가이드 링크부를 더 포함하고, 상기 고정부는 상기 제1 축부가 상기 기체에 인입된 상태에서 상기 기체와 상기 가이드 링크부를 고정할 수 있다.

상기 고정부는, 상기 가이드 링크부의 적어도 일부에 돌출되어 형성되는 고정핀부를 포함하고, 상기 기체에 상기 제1 축부가 인입된 상태에서, 상기 고정핀부는 상기 기체에 구비되는 고정본체부에 삽입되어 고정될 수 있다.

상기 고정핀부는, 일단이 상기 가이드 링크부와 결합하며, 상기 가이드 링크부에서 돌출되어 소정의 길이를 가지는 핀 바디부, 및 상기 핀 바디부의 타단에 구비되며, 적어도 일부는 상기 핀 바디부보다 큰 단면적을 형성하고 있는 핀 헤드부를 포함할 수 있다.

상기 고정본체부는, 상기 고정핀부가 관통할 수 있는 고정 구멍을 형성하고 있는 고정 고리, 및 상기 고정 구멍의 크기를 감소시켜 줄 수 있는 스토퍼를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 서로 다른 방향으로 회전하는 제1 축과 제2 축을 포함하며, 상기 제1 축은 지면에서 주행하는 항공 모빌리티의 기체의 주행 방향을 조향할 수 있고, 상기 제2 축은 상기 제 1축을 상기 기체 내부로 인입하거나 인출할 수 있는 랜딩 기어, 및 상기 제1 축과 상기 제2 축 중에서 어느 하나가 회전할 수 있는 구동력을 제공하는 구동부를 포함하며, 상기 구동부는 하나의 전기모터를 통하여 상기 제1 축에 구동력을 제공하거나 상기 제2 축에 구동력을 제공할 수 있다.

상기 제1 축과 상기 제2 축 중 어느 하나와 상기 구동부를 연결시키는 동력전달부, 및 상기 구동부와 상기 동력전달부를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 구동부가 상기 제1 축 또는 상기 제2 축과 모두 연결되지 않거나, 상기 제1 축과 상기 제2 축 중 하나만 연결되도록 상기 동력전달부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 기체가 구비하는 타이어가 지면에 닿아 있는 경우에는 상기 제1 축과 상기 구동부를 연결하도록 상기 동력전달부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 기체의 속도가 미리 설정된 속도를 초과하는 경우에는 상기 동력전달부를 제어하여 상기 제1 축과 상기 구동부의 연결을 해제할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 기체가 지면에서 이륙한 경우에는 상기 동력전달부를 제어하여 상기 제2 축과 상기 구동부를 연결할 수 있다.

상기 제1 축이 상기 기체에 인입된 상태로 상기 제1 축을 상기 기체와 고정할 수 있는 고정부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 고정부를 제어하여 상기 제1 축을 상기 기체에 고정할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 축이 상기 기체에 고정된 상태에서는 상기 동력전달부를 제어하여, 상기구동부와 상기 제1 축 및 상기 제2 축의 연결을 해제할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 항공 모빌리티의 조향 기능과 전개 기능을 하나의 구동부를 통하여 각각 수행함으로써, 기존의 유압시스템을 제거할 수 있고, 랜딩 기어 시스템의 경량화가 가능하다.

또한, 항공 모빌리티의 조향 기능과 전개 기능을 하나의 전기 모터를 제어하여 수행함으로써, 별개의 유압 시스템을 이용하던 종래의 기술보다 항공 모빌리티의 기체 내부 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있다.

또한, 착륙시 랜딩 기어에 작용하는 충격하중 경로에는 플렉시블 구동전달부재를 이용하여 동력을 전달함으로써, 구동부에 직접적으로 하중이 전달되는 것을 막을 수 있고, 내구성을 확보할 수 있다.

도 1은 항공 모빌리티의 비행 과정에 따른 랜딩 기어 시스템의 작동을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 2의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2 축부의 동작에 따른 랜딩 기어 시스템의 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고정부의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 착륙시 랜딩 기어 시스템의 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는'이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서, 항공 모빌리티는 상공을 비행하여 이동할 수 있는 모빌리티 비히클(mobility vehicle)을 의미할 수 있다. 즉, 항공 모빌리티는 헬리콥터, 드론, 고정익 비행기 등을 지칭하는 것 이외에도, 바퀴 등을 이용하여 지상에서 이동하다가 지상으로부터 바퀴가 떨어진 상태로 비행할 수 있는 차량을 포함할 수 있다. 또, 항공 모빌리티는 유인 항공 모빌리티와 무인 항공 모빌리티를 포함할 수 있다. 유인 항공 모빌리티는 조종사에 의해 조종되는 기체(機體) 외에도 자율 비행으로 운항할 수 있는 기체를 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다

도 1은 항공 모빌리티의 비행 과정에 따른 랜딩 기어 시스템의 작동을 예시적으로 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 항공 모빌리티는 지상에서 이륙 과정을 통하여 비행 과정을 시작하고, 착륙과정을 통하여 비행 과정을 종료하게 된다. 아울러, 이륙 과정과 착륙 과정은 지상에 서 이루어 지며, 항공 모빌리티는 지상에서 방향을 변경하며 이동할 수 있다.

A 구간에 예시적으로 도시된 것 같이, 항공 모빌리티는 이륙을 준비하기 위하여 활주로를 주행할 수 있다. 여기서, 항공 모빌리티의 랜딩 기어(100)는 기체(10)의 외부에 노출되어 랜딩 기어(100)의 일단에 구비되는 타이어(113)가 지면에 맞닿은 상태로 기체(10)의 하중을 지지하며, 기체(10)의 주행 방향을 조절할 수 있다.

B 구간에 예시적으로 도시된 것 같이, 항공 모빌리티는 이륙한 후 착륙 시까지 비행할 수 있다. 여기서, 항공 모빌리티는 기체(10)의 날개에서 발생하는 양력을 이용하여 비행하게 되며, 항공 모빌리티의 공기 저항을 감소시기키 위하여 랜딩 기어(100)를 기체(10) 내부로 인입 할 수 있다.

C 구간에 예시적으로 도시된 것 같이, 항공 모빌리티는 비행을 완료하면 다시 지상으로 착륙할 수 있다. 여기서, 항공 모빌리티의 기체(10) 내부로 인입되었던 랜딩 기어(100)는 A 구간과 마찬가지로 기체(10)로부터 외부로 인출(전개)시킴으로써, 랜딩 기어(100)의 일단에 구비되는 타이어(113)가 지면에 맞닿은 상태로 항공 모빌리티의 하중을 지지하며, 항공 모빌리티의 주행 방향을 조절할 수 있다.

다시 말하면, 타이어(113)를 포함하는 항공 모빌리티의 랜딩 기어 시스템은 항공 모빌리티의 이륙 전과 착륙 후에 지면에서 항공 모빌리티의 하중을 지지하며, 방향을 조절하는 조향 기능을 수행하고, 항공 모빌리티가 비행 중인 경우에는 공기 저항 감소를 위하여 항공 모빌리티의 랜딩 기어(100)를 기체(10) 내부로 인입할 수 있고, 착륙시 랜딩 기어(100)를 다시 기체(10) 외부로 인출시킬 수 있는 기능을 포함하고 있어야 한다.

종래기술에 따른 랜딩 기어 시스템은 전술한 조향 기능 및 랜딩 기어(100)의 인입, 인출 기능을 별개의 시스템을 통하여 구현하고 있었다. 뿐만 아니라 종래기술에 따른 랜딩 기어 시스템은 유압 장치를 이용하여 각각의 시스템을 제어함으로써, 시스템이 복잡하고, 유압 펌프, 유압 배관, 유압 실린더 등의 부속품 등으로 인하여 중량이 증가하고, 기체(10) 내부의 공간이 협소해지는 문제가 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 하나의 구동부(200)를 이용하여, 지면에서는 항공 모빌리티의 기체(10)의 주행 방향을 제어하고, 지면에서 이륙하면 랜딩 기어(100)를 기체(10) 내부에 인입하고, 착륙시 기체(10) 외부로 인출하는 시스템을 구현할 수 있다. 또한, 유압 시스템이 아닌 전기 모터를 이용하여 기체(10)의 조향을 제어하고, 랜딩 기어(100)를 인입하거나, 인출하는 구동력을 발생시킴으로써, 유압 펌프, 유압 배관, 유압 실린더 등이 제거되어 시스템이 간소화되고, 추가적인 공간 확보가 가능하다는 장점이 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템의 사시도이며, 도 3은 도 2의 확대도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 랜딩 기어(100)를 이용하여 지면에서 항공 모빌리티의 기체를 조향 하는 제1 축부(110)와, 제1 축부(110)를 포함하는 랜딩 기어(100)를 기체(10) 내부로 인입하거나 인입된 랜딩 기어(100)를 기체(10) 외부로 인출하는 제2 축부(120)를 포함하는 랜딩 기어(100), 랜딩 기어(100)의 제1 축부(110)와 제2 축부(120)가 움직일 수 있는 구동력을 제공하는 구동부(200), 구동부(200)에서 발생한 구동력을 랜딩 기어(100)를 구성하는 제1 축부(110) 또는 제2 축부(120)로 선택적으로 전달할 수 있는 동력전달부(300)를 포함할 수 있다.

랜딩 기어(100)는 제1 축부(110)와 제2 축부(120)를 포함할 수 있다. 제1 축부(110)는 항공 모빌리티의 기체(10)가 착륙하거나 항공 모빌리티를 지면에서 주행하는 경우에 있어서, 기체(10)의 하중을 지지하고, 주행 방향을 조향할 수 있다. 제1 축부(110)는 케이싱(111), 제1 축(112), 및 타이어(113)를 포함하고 있을 수 있다. 제1 축부(110)는 착륙 시 작용하는 충격을 완화시켜 줄 수 있는 댐퍼(미도시)를 더 포함할 수 있다.

케이싱(111)는 제1 축(112)의 길이 방향으로 연장되어 있는 원통형의 구조를 가지고, 제1 축(112)을 소정의 간격을 두고 이격 된 상태로 감싸고 있을 수 있다. 제1 축(112)의 일단은 타이어(113)와 연결되고, 타단은 동력전달부(300)와 연결될 수 있다. 케이싱(111)는 후술하는 제2 축부(120)에 고정되어 있을 수 있고, 제1 축(112)은 제1 축(112)의 외부를 감싸고 있는 케이싱(111)와 별개로 회전할 수 있다. 따라서, 제1 축(112)은 제2 축부(120)에 고정된 케이싱(111)에 의해 지지되어, 항공 모빌리티의 기체(10)가 지면에서 주행하며, 주행 방향을 조향할 수 있다.

타이어(113)는 적어도 하나 이상 구비되며, 제1 축(112)의 타단에 연결되어 있을 수 있다. 타이어(113)는 지면에서 항공 모빌리티의 기체(10)의 하중을 지지할 수 있고, 제1 축(112)의 회전과 일체로 회전하여 주행 방향을 조향 할 수 있다.

제2 축부(120)는 제1 축부(110)를 포함한 랜딩 기어(100)를 기체(10) 내로 인입할 수 있다. 제2 축부(120)는 제2 축(121), 제1 기어(124), 제2 기어(125), 및 플렉시블 구동전달부재(126)를 포함하고 있을 수 있다.

제2 축(121)은 소정의 길이를 가지고 연장되어, 양 단이 제1 베어링(122)과 제2 베어링(123)을 통하여 기체(10)에 회전가능 하도록 결합될 수 있다. 제2 축(121)은 외주면을 따라 형성된 제1 기어(124)를 포함하고 있을 수 있다. 제1 기어(124)는 플렉시블 구동전달부재(126)를 통하여 제2 기어(125)와 연결되어 있을 수 있다. 제2 기어(125)는 동력전달부(300)와 결합하여 구동부(200)의 구동력을 플렉시블 구동전달부재(126)를 통하여 제1 기어(124)에 전달할 수 있다. 착륙 시에는 랜딩 기어(100)에 큰 충격이 가해지게 되며, 구동부(200) 및 동력전달부(300)와 제2 축부(120)가 기어 등을 통하여 직접적으로 연결되어 있는 경우에는 충격이 구동부(200) 및 동력전달부(300)에 직접적으로 전달되어 기어 등이 손상될 수 있다. 이에 반하여, 본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 구동부(200) 및 동력전달부(300)와 제2 축부(120)는 플렉시블 구동전달부재(126)를 통하여 연결되어 구동력을 전달받음으로써, 착륙시 랜딩 기어(100)에 작용하는 충격 하중이 구동부(200) 및 동력전달부(300)에 직접적으로 가해지지 않도록 하여 내구성이 향상될 수 있다. 여기서, 플렉시블 구동전달부재(126)는 두 개의 기어를 이어주는 기어 체인 또는 타이밍 벨트 일 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 제2 축(121)은 제1 축부(110)의 케이싱(111)부와 결합하여, 지지할 수 있고, 제1 축부의 제1 축(112)은 고정되어 있는 케이싱(111)와는 별개로 회전가능 할 수 있다. 이를 통하여, 제2 축부(120)와 제1 축부(110)는 서로 간섭되지 않고, 제2 축부(120)는 제1 축부(110)를 기체(10) 내외부로 인입, 인출할 수 있으며, 제1 축부(110)는 기체(10) 외부로 인출된 상태에서 조향을 할 수 있다.

구동부(200)는 전기를 이용하여 동력을 발생시키는 전기 모터일 수 있다. 여기서, 전기 모터는 사용하는 전원에 따라 직류 모터 또는 교류 모터 일 수 있고, 또한, 직류 모터인 경우에는 브러쉬 모터(brush motor), 브러쉬리스 모터(brushless motor), 스태핑 모터(stepping motor) 등일 수 있고, 교류 모터인 경우에는 유도 모터(induction motor), 또는 동기 모터 일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 적용되는 항공 모빌리티에서 사용하는 전원과 설치 조건에 따라 공지된 다양한 전기 모터가 적용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 시스템의 구동부(200)는 유압을 이용하여 구동력을 발생시키던 유압 시스템을 대신하여, 전기 모터를 통하여 구동력을 발생시킴으로써, 랜딩 기어(100)를 조향하거나, 랜딩 기어(100)를 기체(10)로 인입 또는 인출할 수 있다. 이를 통하여, 유압 펌프, 유압 배관, 및 유압 실린더 등과 같은 장치들을 전기 모터와 관련 전기 배선으로 대체함으로써, 랜딩 기어 시스템이 경량화 되는 장점이 있다.

동력전달부(300)는 복수의 기어를 포함하고, 상기 구동부(200)에서 발생하는 구동력을 제1 축부(110) 또는 제2 축부(120)에 선택적으로 전달할 수 있다. 예를 들면, 동력전달부(300)는 전기 모터의 축과 기어로 결합할 수 있다. 전기모터의 샤프트의 일부에 피니언 기어를 구비할 수 있고, 동력전달부(300)의 적어도 일부는 상기 피니언 기어에 대응되는 웜기어를 구비할 수 있고, 이를 통하여 제1 축부(110)에 구동부(200)에서 발생된 구동력을 전달하여 제1 축(112)을 회전시켜 조향 할 수 있다. 또한, 동력전달부(300)는 상기 피니언 기어에 대응하는 축기어를 포함하고, 축기어를 이용하여 전기 모터의 구동력을 제2 축부(120)의 제2 기어(125)에 전달할 수 있다. 제2 기어(125)는 플렉시블 구동전달부재(126)을 통하여 제2 축(121)에 고정되어 있는 제1 기어(124)를 회전시킴으로써, 제1 축부(110)를 포함한 랜딩 기어(100)를 기체(10) 내부로 인입하거나, 기체(10) 외부로 인출시킬 수 있다. 동력전달부(300)는 제어부(600)의 명령에 따라 전기 모터의 상기 피니언 기어에 상기 웜기어 또는 축기어를 결합시킴으로써, 전기 모터의 구동력을 제1 축부(110) 또는 제2 축부(120)에 전달할 수 있다. 다만, 동력전달부(300)는 웜기어 또는 축기어에 한정되지 않고, 제1 축부(110) 및 제2 축부(120)에 선택적으로 전기모터의 구동력을 전달할 수 있는 다양한 기어의 집합으로 구성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 기체(10)에 대략 일정한 경로로 랜딩 기어(100)를 인입하거나 인출할 수 있도록 하여, 인입 또는 인출 과정에서 기체와의 충돌을 방지하는 가이드 링크부(400)를 더 포함할 수 있다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2 축부(120)의 동작에 따른 랜딩 기어 시스템의 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 가이드 링크부(400)는 일단은 기체(10)와 결합하고, 타단은 케이싱(111)의 외면의 일부에 결합할 수 있다. 가이드 링크부(400)는 서로 회전가능 하도록 일측이 결합되어 있는 제1 링크(410)와 제2 링크(420)를 포함할 수 있다. 제1 링크(410)의 일측은 제2 링크(420)와 회전가능 하게 결합할 수 있고, 타측은 기체(10)의 일부와 회전가능 하게 결합할 수 있다. 또한, 제2 링크(420)의 일측은 제1 링크(410)와 회전가능 하게 결합하고, 타측은 제1 축부(110), 보다 상세하게는 케이싱(111)의 외면에 회전가능 하도록 결합할 수 있다. 제1 축부(110)는 케이싱(111)는 회전하지 않고 고정되어 있는 상태에서 케이싱(111)를 관통하는 제1 축(112)의 회전에 따라 조향되기 때문에 가이드 링크부(400)가 케이싱(111)에 결합되어도 제1 축부(110)의 조향 기능은 간섭 받지 않을 수 있다. 가이드 링크부(400)는 충분한 강성을 지니며, 소정의 길이를 가지고 연장된 적어도 두개의 링크가 결합된 형태일 수 있고, 제2 축부(120)가 회전하여 제1 축부(110)를 기체(10)에 인입할 때 좌우로 흔들리지 않고, 가이드 링크부(400)의 결합 방향으로 움직이도록 도와줄 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 고정부(500)를 더 포함할 수 있다. 고정부(500)는 랜딩 기어(100)가 기체(10)에 인입된 상태에서 고정되어, 기체(10)의 진동에도 랜딩 기어(100)가 과도하게 진동하는 것을 막아주는 한편, 비행 중 오작동으로 인하여 랜딩기어가 인출되는 것을 방지할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고정부(500)의 동작을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 고정부(500)는 가이드 링크부(400)에 형성되는 적어도 하나의 고정핀부(510)와, 랜딩 기어(100)가 완전히 기체(10)에 인입된 상태에서 상기 고정핀부(510)와 결합할 수 있도록 기체(10)의 일부에 형성되는 고정 고리(521)와 스토퍼(523)를 포함하는 고정본체부(520)를 더 포함할 수 있다. 고정핀부(510)는 가이드 링크와 결합되며, 소정의 길이를 가지고 연장되어 있는 핀 바디부(511)와 적어도 일부가 본체의 단면보다 더 큰 단면을 가지는 핀 헤드부(512)를 구비할 수 있다. 또한, 고정본체부(520)는 입구에 고정핀부(510)가 고정 고리(521)으로 인입할 수 있도록 도와줄 수 있도록 바디 외측에서 고정 고리(521)으로 갈수록 좁아지는 경사를 형성하고 있을 수 있다. 또한, 고정 고리(521)는 탄성을 가지고 있는 부재로 제작되어 있을 수 있고, 고정핀부(510)가 삽입될 수 있는 고정 구멍(522)이 형성되어 있을 수 있다. 외력이 작용하지 않는 상태에서는 적어도 고정핀부(510)의 헤드부의 단면보다 큰 고정 구멍(522)을 형성하고 있을 수 있다.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 고정핀부(510)는 가이드 링크부(400)에 형성되어 있을 수 있고, 고정본체부(520)는 기체(10)에 형성되어 있을 수 있다. 제2 축부(120)가 회전하여 제1 축부(110)를 기체(10)에 인입이 완료되면, 도 5(b)에 예시적으로 도시된 바와 같이, 가이드 링크부(400)에 형성되어 있는 고정핀부(510)는 고정본체부(520) 내부에 있는 고정 고리(521)으로 인입하게 된다. 여기서, 고정핀부(510)가 고정 고리(521)에 완전히 삽입되면, 스토퍼(523)가 하강하여 고정 고리(521)를 외부에서 밀어줌으로써, 고정 고리(521)의 고정 구멍(522)이 고정핀부(510)의 핀 헤드부(512)보다 작게 형성되어 가이드 핀은 고정될 수 있다. 또한, 고정핀부(510)와 결합되어 있는 가이드 링크부(400)는 기체(10)에 고정되게 되며, 마찬가지로 가이드 링크부(400)와 결합되어 있는 랜딩 기어(100)도 기체(10)에 고정되게 된다. 또한, 스토퍼(523)는 기체(10)의 WOW(weight on wheel) 스위치 신호를 인식하여 조작될 수 있다. 여기서, 항공 모빌리티의 WOW 스위치 신호는 비행 중에는 꺼져 있을 수 있고, WOW 스위치 신호가 꺼져 있는 경우에는 스토퍼(523)는 하강한 상태, 즉, 고정핀부(510)를 기체(10)에 고정한 상태를 유지하도록 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템의 블록도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 랜딩 기어 시스템은 제1 축부(110), 제2 축부(120), 구동부(200), 동력 전달부, 및 제어부(600)를 더 포함할 수 있다.

제어부(600)는 랜딩 기어 시스템의 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.

또한, 제어부(600)를 포함한 랜딩 시스템의 각 구성요소들은 자동 용접장치의 각 구성요소들은 이더넷(Ethernet), 모스트(Media Oriented Systems Transport; MOST), 플렉스레이(Flexray), 인터넷(Internet), LTE(long term evolution), 5G(5th generation mobile telecommunication), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 지그비(Zigbee), RF(Radio Frequency) 등의 통신수단을 이용하여 데이터를 주고받을 수 있다.

제어부(600)는 사용자의 조작 또는 기 설정된 명령에 따라 구동부(200) 또는 동력 전달부를 조작할 수 있다. 예를 들면, 제어부(600)는 사용자의 핸들의 조작에 따라 구동부(200)와 동력조절부 및 제1 축부(110)를 연결시키고, 구동부(200)를 이용하여 제1 축부(110)를 제어함으로써, 항공 모빌리티가 지면에서 주행하는 과정에서 조향을 할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 항공 모빌리티가 이륙하게 되면, 제어부(600)는 사용자의 관련 레버 조작 또는 항공 모빌리티 기체(10)의 신호(예를 들면, WOW 신호) 등에 따라 구동부(200)와 동력조절부 및 제2 축부(120)를 연결시키고, 구동부(200)를 이용하여 제2 축부(120)를 제어함으로써, 제1 축부(110)를 기체(10) 내부로 인입하여 비행 중인 항공 모빌리티의 공기 저항을 낮출 수 있다. 또한, 제어부(600)는 착륙 활주하는 항공 모빌리티의 속도에 기초하여, 일정 속도(예를 들면, 노우즈 휠 스티어링(nose wheel steering, NWS) 기준 속도) 이상의 속도에서는 제1 축부(110)가 회전하지 않도록 하고, 이하의 속도에서만 제1 축부(110)를 통하여 조향 가능하도록 할 수 있다.

또한, 제어부(600)는 제1 축부(110)의 기체(10) 인입이 완료된 경우에는 고정부(500)를 제어하여 제1 축부(110)를 기체(10)에 고정할 수 있다. 제어부(600)는 가이드 링크부(400)에 부착된 고정핀부(510)의 위치 또는 기체(10)의 비행 중을 감지할 수 있는 신호(예를 들면, WOW 스위치 신호)를 기초로 스토퍼(523)를 조작하여 고정핀부(510)를 기체(10)에 형성되어 있는 고정본체부(520)에 고정하거나 또는 고정을 해제할 수 있다.

또한, 제어부(600)는 기체에 연결된 센서들(미도시)과 연결되어 있을 수 있고, 기체의 상태에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 제어부(600)는 기체의 속력 데이터를 획득할 수 있고, 지면에서 주행 중인 기체(10)의 속력에 기초하여 제1 축부(110)의 조향 허용 여부를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(600)는 WOW(weight on wheel) 스위치 신호를 획득할 수 있고, WOW 신호에 기초하여 제2 축부(120)를 제어하여 랜딩 기어(100)를 기체(10)에 인입 하거나, 인입된 랜딩 기어(100)를 고정부(500)를 이용하여 고정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 착륙시 랜딩 기어(100)의 제어 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 착륙을 위하여 제2 축부(120)를 제어하여 랜딩 기어(100)를 내릴 수 있다(S701). 보다 상세하게는, 먼저 스토퍼(523)를 상승시켜 가이드 링크부(400)를 고정하고 있던 고정부(500)를 해제하고, 동력전달부(300)는 구동부(200)와 제2 축부(120)를 연결되도록 하여, 구동부(200)의 구동력에 따라 제2 축(121)을 회전시킴으로써, 랜딩 기어(100)를 내릴 수 있다.

랜딩 기어(100)가 내려온 상태에서는 항공 모빌리티의 기체(10)를 조작하여 착륙할 수 있다. 항공 모빌리티를 착륙하는 과정은 기체를 안정화하며, 지면을 향하여 정밀 접근할 수 있고, 플레어(flare) 비행하며, 지면에 착륙할 수 있다. 여기서, 플레어(flare)는 항공 조종 방법 중 하나로서, 속도가 줄어드는 만큼 기수를 들어 양력을 계속적으로 발생시키면서 강하율을 줄여 땅에 내리게 하는 조종 방법이다. 이때, 기수를 드는 만큼 속도가 줄어들지만 대신 그만큼 양력을 보상할 수 있기에 항공 모빌리티가 적은 강하율을 유지하여 땅에 접지할 수 있다. 항공 모빌리티의 기체(10)는 착륙 후 일정속도 이하가 될 때까지 착륙활주 할 수 있다. 여기서, 항공 모빌리티 기체(10)의 속도가 일정속도 이상인 경우에는 안전상의 이유로 제1 축부(110)는 조향 할 수 없도록 잠금 할 수 있다.

착륙 활주 후 항공 모빌리티의 기체(10)가 일정 속도(예를 들면, 노우즈 휠 스티어링(nose wheel steering, NWS) 기준 속도) 이하로 주행하게 되면, 제1 축부(110)를 제어하여 기체(10)의 주행 방향을 조향 할 수 있다. 보다 상세하게는, 동력전달부(300)는 구동부(200)와 제1 축부(110)를 연결되도록 하여, 구동부(200)의 구동력에 따라 제1 축(112)을 회전시킴으로써, 기체(10)의 주행 방향을 조향 할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10...기체 100...랜딩 기어
110...제1 축부 111...케이싱
112...제1 축 113...타이어
120...제2 축부 121...제2 축
122...제1 베어링 123...제2 베어링
124...제1 기어 125...제2 기어
126...플렉시블 구동전달부재 200...구동부
300...동력전달부 400...가이드 링크부
410...제1 링크 420...제2 링크
500...고정부 510...고정핀부
511...핀 바디부 512...핀 헤드부
520...고정본체부 521...고정 고리
522...고정 구멍 523...스토퍼
600...제어부

Claims

기체의 주행 방향을 조절할 수 있는 제1 축부;
상기 제1 축부와 결합하며, 상기 제1 축부를 상기 기체에 인입하거나, 상기 기체에 인입되어 있는 상기 제1 축부를 상기 기체로부터 인출하는 제2 축부;
상기 제1 축부와 상기 제2 축부가 움직일 수 있는 구동력을 제공하는 구동부; 및
상기 구동부를 상기 제1 축부와 상기 제2 축부 중 어느 하나와 결합시켜 상기 구동부의 구동력을 상기 제1 축부와 상기 제2 축부 중 어느 하나에 선택적으로 전달하는 동력전달부;
를 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 상기 제1 축부와 상기 제2 축부에 구동력을 전달하는 전기 모터를 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 하나의 전기모터를 통하여 상기 제1 축에 구동력을 제공하거나 상기 제2 축에 구동력을 제공하는,
랜딩 기어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 축부는,
상기 제2 축의 외주면 중 적어도 일부에 형성되어 있는 제1 기어;
상기 제1 기어와 이격되어 배치되며 상기 동력전달부와 연결되는 제2 기어; 및
상기 제1 기어와 상기 제2 기어를 연결하는 플렉시블 구동전달부재;
를 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 플렉시블 구동전달부재는 기어 체인 또는 타이밍 벨트를 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 축부가 상기 기체에 인입 또는 인출되는 경로를 안내하는 가이드 링크부;
를 더 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 가이드 링크부는,
일단이 상기 기체와 결합하는 제1 링크; 및
일단이 상기 제1 링크와 결합하고, 타단이 상기 제1 축부에 결합하는 제2 링크;
를 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 축부가 상기 기체에 인입된 상태로 고정할 수 있는 고정부를 더 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제1 축부가 상기 기체에 인입 또는 인출되는 경로를 안내하는 가이드 링크부;
를 더 포함하고,
상기 고정부는 상기 제1 축부가 상기 기체에 인입된 상태에서 상기 기체와 상기 가이드 링크부를 고정하는,
랜딩 기어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 가이드 링크부의 적어도 일부에 돌출되어 형성되는 고정핀부를 포함하고,
상기 기체에 상기 제1 축부가 인입된 상태에서, 상기 고정핀부는 상기 기체에 구비되는 고정본체부에 삽입되어 고정되는,
랜딩 기어 시스템.
제10항에 있어서,
상기 고정핀부는,
일단이 상기 가이드 링크부와 결합하며, 상기 가이드 링크부에서 돌출되어 소정의 길이를 가지는 핀 바디부; 및
상기 핀 바디부의 타단에 구비되며, 적어도 일부는 상기 핀 바디부보다 큰 단면적을 형성하고 있는 핀 헤드부;
를 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
제10항에 있어서,
상기 고정본체부는,
상기 고정핀부가 관통할 수 있는 고정 구멍을 형성하고 있는 고정 고리; 및
상기 고정 구멍의 크기를 감소시켜 줄 수 있는 스토퍼;
를 포함하는,
랜딩 기어 시스템.
서로 다른 방향으로 회전하는 제1 축과 제2 축을 포함하며, 상기 제1 축은 지면에서 주행하는 기체의 주행 방향을 조향할 수 있고, 상기 제2 축은 상기 제1 축을 상기 기체 내부로 인입하거나 인출할 수 있는 랜딩 기어; 및
상기 제1 축과 상기 제2 축 중에서 어느 하나가 회전할 수 있는 구동력을 제공하는 구동부;
를 포함하며,
상기 구동부는 하나의 전기모터를 통하여 상기 제1 축에 구동력을 제공하거나 상기 제2 축에 구동력을 제공하는,
랜딩 기어 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제1 축과 상기 제2 축 중 어느 하나와 상기 구동부를 연결시키는 동력전달부; 및
상기 구동부와 상기 동력전달부를 제어하는 제어부;
를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 구동부가 상기 제1 축 또는 상기 제2 축과 모두 연결되지 않거나, 상기 제1 축과 상기 제2 축 중 어느 하나만 연결되도록 상기 동력전달부를 제어하는,
랜딩 기어 시스템.
제14항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기체가 구비하는 타이어가 지면에 닿아 있는 경우에는 상기 제1 축과 상기 구동부를 연결하도록 상기 동력전달부를 제어하는,
랜딩 기어 시스템.
제14항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기체의 속도가 미리 설정된 속도를 초과하는 경우에는 상기 동력전달부를 제어하여 상기 제1 축과 상기 구동부의 연결을 해제하는,
랜딩 기어 시스템.
제14항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기체가 지면에서 이륙한 경우에는 상기 동력전달부를 제어하여 상기 제2 축과 상기 구동부를 연결하는,
랜딩 기어 시스템.
제14항에 있어서,
상기 제1 축이 상기 기체에 인입된 상태로 상기 제1 축을 상기 기체와 고정할 수 있는 고정부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 고정부를 제어하여 상기 제1 축을 상기 기체에 고정하는,
랜딩 기어 시스템.
제18항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 축이 상기 기체에 고정된 상태에서는 상기 동력전달부를 제어하여, 상기구동부와 상기 제1 축 및 상기 제2 축의 연결을 해제하는,
랜딩 기어 시스템.