KR100374145B1 - 항공기 전기체 구조시험용 위치자세 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 항공기 전기체 구조시험을 하는데 있어서 시험체를 초기 위치에 고정시키는 장치를 구성하는 항공기 전기체 구조시험용 위치자세 제어장치에 관한 것이다.

종래의 위치자세 제어방식은 고가이거나 장치가 매우 복잡하므로 구조시험장치를 구성하는데 많은 제약을 주는 것이었다.

따라서 본 발명은 개회로 제어방식의 아날로그 특성을 가지면서 원거리에서 제어가 가능하도록 유, 공압 부품을 사용함으로써 위치자세 제어가 정확하면서도 제작단가가 낮은 제어장치를 제공하는 것이다.

Description

항공기 전기체 구조시험용 위치자세 제어장치{Positioning Control System for Full-Scale Aircraft Static Tests}

본 발명은 개회로 제어방식의 아날로그 특성을 가지면서 원거리에서 제어가가능하도록 유·공압 부품을 사용함으로써 정확하면서도 제작단가가 낮은 위치자세 제어방식을 구현하기 위한 항공기 전기체 구조시험용 위치자세 제어장치에 관한 것이다.

항공기의 전기체 구조시험을 하는데 있어서 시험체의 정확한 하중을 부가하기 위해서는 시험체가 움직이지 않도록 초기위치에 고정시켜야 한다.

시험체를 고정시키기 위한 종래의 위치자세 제어방식으로는 강골부위 고정방식, 강골부위 이동방식, 유압작동기의 스프링 제어방식, 그리고 하중부가용 유압작동기에 의한 위치제어 방식이 있다.

강골부위 고정방식은 전통적으로 많이 쓰는 방법으로 시험체를 지상에 직접 고정하되 고정부위에 로드셀을 부착하여 하중을 관찰하며, 이러한 방법은 설치가 매우 간단하여 경제적이고 작업이 용이하다.

그러나 고정한 부위에 비정상적인 하중이 유발될 수 있고, 긴급 상황에서 과도한 하중이 작용하여 시험체를 파손할 위험이 있다.

강골부위 이동방식은 강골부위를 고정하는 대신 유압작동기를 부착하여 변위제어를 하는 방식이다.

이해하기 쉽고 설치가 간편하며 대형 민항기에 많이 사용된 방법이지만, 유압작동기가 부착되는 부위의 변위를 별도로 결정하여 유압작동기를 제어하여야 하고, 유압작동기 연결부위에 예상하지 못한 하중이 작용할 수 있다.

유압작동기의 스프링 제어방식은 도 2 에 도시된 바와 같이 유압작동기인 서어보 실린더(11)가 폐회로 제어방식이며, 서어보 실린더(11)의 하중과 변위를 서어보 제어유니트(12)에서 스프링 모드로 제어하여 시험체를 구속하는 방법이다.

강골부위 이동방식과 같은 장점이 있지만, 유압작동기 제어 방식이 복잡하여 이를 지원할 수 있는 장비시스템이 제한적이고, 실용적으로 적용된 사례가 많지 않다.

하중부가용 유압작동기에 의한 위치제어 방식은 가장 고난도 기술이 요구되며, 최상의 시험결과를 기대할 수 있다.

그러나 시험장비 시스템이 복잡해지고, 많은 유압작동기가 요구되므로 고가의 비용이 소모되므로 실용적이지 못하다.

본 발명은 유압작동기의 스프링 제어방식과 유사한 제어방식을 채택함으로써, 항공기 전기체 구조시험에서 시험체를 안정적으로 구속할 수 있고, 구속부위에 과도한 힘이 부가되는 것을 방지하며, 개회로 제어방식과 아날로그 제어특성을 갖는 유압작동기를 사용하는 실용적인 위치제어 방식을 제공하는 것이다.

본 발명은 원거리에서 조종할 수 있으며, 연속적 신호와 불연속적 신호를 입력할 수 있는 유공압 부품을 사용하여 제작단가를 낮추고 정확한 제어 특성을 구현하는 것이다.

본 발명은 유압작동기의 수압부분으로 전달되어 압력을 발생시키고 발생된 압력에 대하여 미리 계산된 하중부분 만큼의 압력이 배관라인을 통해 제어유니트 내에 있는 압력조절기의 1차 압력조정기로 흡수하며, 계산하중보다 큰 하중은 축압기의 공기압력을 조절하는 공기압력 조절기의 압축성에 따라 선형적으로 흡수하게함으로써 스프링과 작이 모사된 운동을 하도록 하고, 유압작동기의 변위가 발생될 때 일방향 흐름기가 작동하여 유압작동기의 위치변화가 생기게 되어 다른 5계통의 제어유니트가 상호작동을 하여 시험체의 강체운동을 구속하도록 함을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 자세제어 장치 구성을 나타낸 개략도

도 2 는 종래의 자세제어 장치의 예시도

도 3 은 본 발명의 자세제어 장치의 설치상태도

도 4 는 본 발명의 작동상태를 나타낸 그래프

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 유압작동기 2 : 압력조절기

3 : 축압기 4 : 공기압 조절기

5 : 1차 압력조정기 6 : 일방향 흐름기

7 : 2차 압력조정기 8 : 하중해제기

9 : 시험체 10 : 제어유니트

11 : 서어보 실린더 12 : 서어보제어 유니트

본 발명은 시험체(9)의 강체운동을 구속하기 위하여 6개의 자유도를 구속하는 유압작동기(1)가 설치된다.

상기 유압작동기(1)는 시험체(9)에 가해진 하중이 시험체(9)에 부착된 일반용 유압작동기(1)의 수압부분으로 전달되어 압력을 발생시킨다.

상기 유압작동기(1)에 발생된 압력에 대해 미리 계산된 하중부분 만큼의 압력은 배관라인을 통하여 제어유니트(10)의 내부에 있는 압력조절기(2)의 1차 압력조정기(5)로 흡수한다.

1차 압력조정기(5)로 흡수된 압력은 계산하중보다 큰 하중인 경우 축압기(3)의 공기압력을 조절하여주는 공기압 조절기(4)의 압축성에 따라 선형적으로 흡수하게 함으로써 6개의 자유도를 가진 유압작동기(1)를 스프링과 같이 모사된 운동을 하게 된다.

선형적인 유압작동기(1)의 변위가 발생될 때 이를 허용하도록 반대쪽의 일방향 흐름기(6)가 작동하여 유압작동기(1)의 위치변화가 생기게 되어 다른 5계통의 제어유니트(10)가 상호작용을 하여 시험체(9)의 강체 운동을 구속하게 된다.

한편 계통내의 갑작스런 압력변화나 온도상승으로 인한 압력변화를 막을 수있도록 축압기(3)와 1차 압력조정기(5)의 사이에 2차 압력조정기(7)와 하중해제기(8)가 설치되어 있다.

또한 유압작동기(1)에 설치된 제어유니트(10)를 원거리에서 제어가 가능하도록 하여 시험체(9)의 위치자세를 원거리에서 제어할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 개회로 제어방식의 유압작동기를 사용하는 위치제어 방식은 스프링 모드로 하중과 변위를 제어할 수 있어 시험체를 안정적으로 구속하여 정확한 시험하중을 시험체에 부가할 수 있게 하고, 구속부위에 과도한 하중이 작용하는 것을 스프링 모드의 완충작용으로 방지할 수 있어 항공기의 전기체 구조시험을 효과적으로 수행할 수 있게 하는 것이다.

Claims (2)

1. 시험체(9)의 강체운동을 구속하기 위해 6개의 자유도를 구속하는 유압작동기(1)에 있어서,

   상기 유압작동기(1)의 수압부분으로 전달되어 압력을 발생시키고 발생된 압력에 대하여 미리 계산된 하중부분 만큼의 압력이 배관라인을 통해 제어유니트(10)내에 있는 압력조절기(2)의 1차 압력조정기(5)로 흡수하며, 계산하중보다 큰 하중은 축압기(3)의 공기압력을 조절하는 공기압력 조절기(4)의 압축성에 따라 선형적으로 흡수하게 함으로써 스프링과 작이 모사된 운동을 하도록 하고, 유압작동기(1)의 변위가 발생될 때 일방향 흐름기(6)가 작동하여 유압작동기(1)의 위치변화가 생기게 되어 다른 5계통의 제어유니트(10)가 상호작동을 하여 시험체(9)의 강체운동을 구속하도록 함을 특징으로 하는 항공기 전기체 구조시험용 위치자세 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 제어유니트(10)의 내부에 설치된 축압기(3)와 1차 압력조정기(5)의 사이에 계통내에 압력변화나 온도상승으로 인한 압력변화를 막을 수 있도록 2차 압력조정기(7)와 하중해제기(8)를 설치함을 특징으로 하는 항공기 전기체 구조시험용 위치자세 제어장치.