KR100648466B1 - Bank control system for an airship - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 태양전지가 부착된 비행선의 사시도1 is a perspective view of an airship equipped with a conventional solar cell
도 2는 도 1의 정면도FIG. 2 is a front view of FIG. 1
도 3은 본 발명의 한 실시예에 의한 횡경사 제어시스템이 설치된 비행선의 사시도Figure 3 is a perspective view of an airship equipped with a transverse tilt control system according to an embodiment of the present invention
도 4는 도 3의 정면도4 is a front view of FIG. 3
도 5는 본 발명에 의한 횡경사 제어시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도5 is a block diagram for explaining the configuration of a transverse tilt control system according to the present invention;
도 6은 도 3의 비행선의 횡경사 변경 효과도6 is an effect diagram of changing the transverse slope of the airship of FIG.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 횡경사 제어시스템이 설치된 비행선의 사시도7 is a perspective view of an airship equipped with a transverse tilt control system according to another embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 C-C 단면도8 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1, 10, 100: 비행선 11: 기낭1, 10, 100: Airship 11: Air sac
20: 곤돌라 30: 레일20: gondola 30: rail
40: 바퀴구동부 41: 모터40: wheel drive 41: motor
42: 감속기어 43: 바퀴42: reduction gear 43: wheels
50: 바퀴구동 제어부 60: 태양전지50: wheel driving control 60: solar cell
본 발명은 고도 20km 이상으로 상승하여 운용하려는 성층권 무인비행선의 횡경사를 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for controlling the lateral inclination of the stratospheric drone to be operated by rising to more than 20km altitude.
종래의 비행선에 있어서는 추진력을 얻는 동력원으로 화석연료를 사용하는 엔진이 사용되고, 비행선의 구조적, 공력적 특성으로 횡경사(Bank) 및 옆놀이(Roll) 안정성이 높기 때문에 횡경사 제어가 불필요하였다. In the conventional airship, an engine using fossil fuel is used as a power source for obtaining propulsion force, and since the structural and aerodynamic characteristics of the airship are high, the stability of lateral slope and roll is unnecessary.
그러나 성층권에서 비행선을 장기간 비행하기 위해서는 기존의 화석연료 사용으로는 불가능함에 따라 대체 동력원을 적용해야 한다. 대체 동력원 중 태양전지를 적용하는 경우 비행에 요구되는 전력생산을 위해 태양전지를 비행선 외부 표면에 부착하게 된다. However, long-term flight of the airship in the stratosphere requires the use of alternative power sources, as existing fossil fuels cannot. When solar cells are used as an alternative power source, solar cells are attached to the outer surface of the airship to generate the power required for flight.
도 1 및 도 2와 같이 태양 전지(60)를 비행선(1) 상단 외주면에 원주방향으로 부착함에 따라, 태양고도(고각)와 부착각도 및 위치에 따라 태양 에너지를 흡수하는 양이 달라 전력생산량이 변동된다. 태양전지(60)가 부착되는 비행선(1)의 곡면 형상과 비행방향의 변경으로 태양의 입사각도가 줄어들고 음영구역이 발생되어 전력생산량이 감소하게 된다. As the
이를 보완키 위해서는 다음과 같은 방법을 고려할 수 있다. To compensate for this, the following methods can be considered.
첫째, 넓은 면적에 태양 전지(60)를 부착하여 전력생산을 증가시킬 수 있으나, 이는 비행선의 무게와 제작비용을 증가시킨다.First, the
둘째, 비행선(1)의 횡자세를 변경하여 태양 전지의 태양 입사각을 증가시켜 전력 생산을 증가시킬 수 있으나, 운용하는 비행선(1)에는 횡경사를 변경하는 별도의 장치가 없으며, 비행선 조종을 위해 장착되는 조종면(13) 또는 추진장치(12)를 이용하여 비행선의 횡경사를 변경 및 유지할 경우, 비행선(1)의 구조와 공력 특성으로 인해 많은 에너지가 필요하게 된다.Second, it is possible to increase the power production by increasing the solar incident angle of the solar cell by changing the lateral attitude of the airship (1), but there is no separate device for changing the lateral inclination in the operating airship (1), When changing and maintaining the lateral inclination of the airship using the mounted
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비행선에 태양전지를 추가로 더 부착하지 않고도, 또한 비행선의 횡경사를 변경하기 위해 조종면 또는 추진장치를 이용하지 않고도, 비행선 외부에 부착된 태양전지에 태양 입사각 증가와 음영구역의 최소화로 전력 생산을 증가시키도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, without further attaching the solar cell to the airship, and without using a control surface or propulsion to change the lateral tilt of the airship, to the solar cell attached to the outside of the airship The aim is to increase power production by increasing the solar angle of incidence and minimizing the shadow area.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 비행선의 횡경사 제어시스템은 비행선의 기낭 하부의 외주면이나 기낭 내부에 횡방향으로 설치되는 레일; 비행선에서 중량이 집중되어 있는 곤돌라를 상기 레일에 연결시키고 레일을 따라 횡방향으로 이동시킴으로써 비행선에 횡경사가 일어나도록 하는 바퀴; 상기 바퀴와 연결되어 이를 구동시키는 바퀴구동부; 및 상기 바퀴구동부와 전기적으로 연결되어 이를 제어하는 바퀴구동 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the lateral inclination control system of the airship according to the present invention includes a rail installed in the transverse direction on the outer circumferential surface of the airship lower part or inside the air sac; A wheel connecting the gondola, which is concentrated in the airship, to the rail and moving in a transverse direction along the rail to cause a lateral inclination to the airship; A wheel driving unit connected to the wheel and driving the wheel; And a wheel driving controller electrically connected to the wheel driving unit and controlling the wheel driving unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명은 비행선에 탑재된 장비의 중량이동을 이용하여, 요구되는 횡경사로 비행선을 변경 및 유지하도록 하는 것이다.The present invention is to change and maintain the airship to the required transverse slope by using the weight movement of the equipment mounted on the airship.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 의한 횡경사 제어시스템이 설치된 비행선의 사시도이고, 도 4는 도 3의 정면도이다.3 is a perspective view of an airship provided with a transverse tilt control system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view of FIG. 3.
이를 참조하면, 비행선(10)의 곤돌라(20)에는 동력장치, 조종장치 등 비행선 운영에 필요한 탑재 장비가 대부분 설치되어 중량이 집중되어 있다. 이렇게 중량이 집중되어 있는 곤돌라(20)를 비행선(10)의 횡방향으로 이동시킬 수 있다면 비행선(10)의 횡경사를 변경시킬 수 있을 것이다. 이러한 이동을 위해서 비행선 기낭(11)의 하부의 외주면에 횡방향으로 다수의 고정대(도면에 미도시)를 이용하여 레일(30)을 설치하고, 곤돌라(20) 상부에 바퀴구동부(40)를 장착하여, 바퀴를 통하여 곤돌라(20)가 레일(30)을 따라 이동하게 한다. Referring to this, in the
이때 레일(30)이 곤돌라(20) 위에 위치하기 때문에 곤돌라(20)가 레일(30)에 매달려서 이동하는 형식을 취하게 된다. 이 형식에 있어서 구체적인 레일(30), 바퀴, 및 바퀴구동부(40) 간의 결합관계는 기존의 매달려서 이동하는 모노레일이나 롤러코스터 등에 적용되는 결합관계를 이용할 수 있다. At this time, since the
이렇게 곤돌라(20)가 레일(30)을 따라 매달려서 이동함에 따라 바퀴구동부(40)에 의해 이동된 곤돌라(20)의 무게로 인해 비행선(10)의 횡방향 무게 중심점이 이동되며, 비행선(10)의 부력 중심과 무게 중심이 평형 상태가 되는 각도까지 비행선(10)의 횡경사가 변경 및 유지된다. As the
도 5는 본 발명에 의한 횡경사 제어시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram for explaining the configuration of a lateral tilt control system according to the present invention.
이를 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하면, 곤돌라(20)의 상부에 부착되 어 있는 바퀴구동 제어부(50)는 동력장치(22)로부터 전원을 공급받고 조종장치(21)로부터 명령을 수신하여, 바퀴구동부(40)를 구성하는 모터(41)를 구동한다. 모터(41)의 구동력은 역시 바퀴구동부(40)를 구성하는 감속기어(42)를 거쳐 바퀴(43)에 전달된다. 바퀴(43)가 이동함에 따라 곤돌라(20)가 이동하게 되고 비행선(10)에 횡경사가 일어나게 된다. 바퀴구동 제어부(50)는 바퀴(43)의 이동방향과 이동거리를 제어한다. Referring to the present invention in detail, the wheel
한편, 동력장치(22)는 태양전지(60)에 의해서 축적된 전기에너지를 조종장치(21), 추진장치(12), 및 조종면(13)에 전달해 주는 장치로서 종래의 곤돌라(20)에 탑재되어 있는 것이며, 본 발명에서는 바퀴구동 제어부(50)에도 전기에너지를 공급하는 역할을 한다. 조종장치(21) 역시 비행선(10)을 조종하는 장치로서 종래의 곤돌라(20)에 탑재되어 있는 것이며, 본 발명에서는 바퀴구동 제어부(50)에 필요한 명령을 전달하는 역할을 한다. On the other hand, the
도 6은 도 3의 비행선의 횡경사 변경 효과도이다.FIG. 6 is an effect diagram of changing the transverse slope of the airship of FIG. 3.
이를 참조하면, 비행선(10)의 횡경사가 0도인 경우 태양전지(60)에 대한 태양 입사각이 40도라면((a) 참조), 본 발명의 시스템을 이용하여 횡경사를 30도로 하게 되면 태양 입사각이 70도가 된다((b) 참조). 이렇게 태양 입사각이 커지고 음영구역이 감소함에 따라 태양전지(60)의 전력생산이 증가하게 되는 것이다. Referring to this, if the lateral inclination of the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 횡경사 제어시스템이 설치된 비행선의 사시도이고, 도 8은 도 7의 C-C 단면도이다.7 is a perspective view of an airship provided with a transverse tilt control system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG.
이를 참조하면, 본 발명에 있어서 레일(30)이 비행선 기낭(11) 하부의 외주 면에 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 기낭(11) 내부에도 설치될 수 있다. 이 경우, 레일(30)은 기낭(11) 내부에서 기낭(11)의 좌우에 위치하는 추진장치(12)를 연결하는 연결대(14)에 설치되는 것이 바람직하다. 이밖에 횡경사 제어시스템의 구체적인 구성은 도 5에서 설명한 것과 동일하다.Referring to this, in the present invention, the
본 발명은 비행선의 횡경사를 변경시키기 위해서 조종면 또는 추진장치를 사용하지 않고, 비행선에 탑재된 장비의 중량을 레일을 따라 횡방향으로 이동시키는 간단한 구조와 적은 동력으로, 요구되는 횡경사로 비행선을 변경 및 유지하게 한다.The present invention does not use a control plane or propulsion device to change the lateral inclination of the airship, and changes the airship to the required lateral inclination with a simple structure and low power to move the weight of the equipment mounted on the airship along the rail in the lateral direction. And maintain.
본 발명은 비행선 상부에 부착된 태양전지에 태양 입사각 증가와 음영구역의 최소화로 전력생산을 증가시킴으로써, 비행선에 태양전지를 추가로 부착하기 위해서 투입되는 비용을 절감시킨다.The present invention increases the power production by increasing the solar angle of incidence and minimization of the shadow area on the solar cell attached to the airship, thereby reducing the cost of additionally attaching the solar cell to the airship.
본 발명은 태양전지의 부착면적을 줄여서 비행선의 중량을 감소시킴으로써, 임무장비 탑재 중량을 높이거나 비행선의 크기를 감소시켜 비행선 제작비용을 낮추게 한다. The present invention reduces the weight of the airship by reducing the attachment area of the solar cell, thereby increasing the weight of the mission equipment or to reduce the size of the airship to lower the cost of manufacturing the airship.
본 발명은 비행선의 횡경사 제어를 가능하게 하므로 조종 성능 변경, 비상 상황에 보조 수단으로 활용 가능하다. Since the present invention enables the control of the lateral inclination of the airship can be utilized as an auxiliary means for changing the steering performance, emergency situation.
이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention described above has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. will be.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050117935A KR100648466B1 (en) | 2005-12-06 | 2005-12-06 | Bank control system for an airship |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050117935A KR100648466B1 (en) | 2005-12-06 | 2005-12-06 | Bank control system for an airship |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100648466B1 true KR100648466B1 (en) | 2006-11-27 |
Family
ID=37713160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050117935A KR100648466B1 (en) | 2005-12-06 | 2005-12-06 | Bank control system for an airship |
Country Status (1)
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KR (1) | KR100648466B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101354646B1 (en) * | 2011-11-17 | 2014-01-22 | 재단법인대구경북과학기술원 | Flying Robots with Flight Angle Control function based on Solar Cells |
FR3093499A1 (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-11 | Thales | STRATOSPHERIC AIRSHIP BALLOON INCLUDING AN ORIENTATION AND STABILIZATION DEVICE FOR ITS BASKET |
-
2005
- 2005-12-06 KR KR1020050117935A patent/KR100648466B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101354646B1 (en) * | 2011-11-17 | 2014-01-22 | 재단법인대구경북과학기술원 | Flying Robots with Flight Angle Control function based on Solar Cells |
FR3093499A1 (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-11 | Thales | STRATOSPHERIC AIRSHIP BALLOON INCLUDING AN ORIENTATION AND STABILIZATION DEVICE FOR ITS BASKET |
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