KR100654607B1 - 풍동용 돌풍 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 풍동 내에 배치되는 베이스; 상기 베이스의 상부에 축방향을 기준으로 회전 가능하게 배치되는 돌풍 날개축과, 상기 돌풍 날개축의 축방향으로 외주면에 장착되는 돌풍 날개를 구비하는 하나 이상의 돌풍 날개부; 상기 베이스의 상부에 상기 돌풍 날개축에 수직하게 배치되는 선형 이동부와, 상기 선형 이동부를 구동시키는 서보 구동기를 구비하는 돌풍 날개 구동부; 일단은 상기 돌풍 날개축의 외주면에 그리고 타단은 상기 선형 이동부에 장착되는 연결부;를 구비하는 풍동용 돌풍 형성 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치는, 간단한 구조를 채택함으로써, 보다 정확하고 신속하게 풍동 내 돌풍을 형성할 수 있고, 복수 개의 돌풍 날개부를 구비하고 이를 이동시킬 수 있는 이동부를 구비함으로써, 보다 다양한 모델의 돌풍 형성이 가능하다.

Description

풍동용 돌풍 형성 장치{A GUST GENERATOR FOR WIND TUNNEL}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치의 개략적인 평면도이다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치의 개략적인 정면도이다.

도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치의 개략적인 측면도이다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치의 개략적인 사시도 및 부분 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100...베이스 200...돌풍 날개부

210...돌풍 날개축 211...돌풍 날개 장착부

212...돌풍 날개축 연결부 213...돌풍 날개축 지지부

220...돌풍 날개 300...연결부

400...돌풍 날개 구동부 410...선형 운동부

420...선형 운동 구동기 430...돌풍 날개 구동부 장착부

500...이동부 510...이동 레일

520...이동대

본 발명은 풍동용 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍동 내 돌풍을 형성할 수 있는 장치에 관한 것이다.

풍동은 고정 또는 움직이는 대상체와 공기와의 상관 관계를 연구하는 실험 장치로서, 풍동 실험은 공기의 유동 속에서 고속으로 이동하는 대상체에 대한 공기 역학적 모델링 및 시험은 대상체의 안정성을 확보하기 위하여 대상체 설계의 필수 요건 중의 하나이다. 특히, 항공기의 경우, 풍동 실험은 양력, 항력, 모멘트 등을 고려한 비행 성능 예측 및 이를 반영한 항공기 설계의 기반이 되는 핵심적인 실험으로, 다양한 환경에 적응할 수 있는 구조의 항공기를 제공할 수 있도록 다양한 기상 조건을 형성할 수 있도록 하는 것이 중요한데, 다양한 기상 환경 중의 한가지가 돌풍 현상이다.

종래 기술에 따른 풍동의 경우 풍동 내에서 다양한 기상 환경 중의 한 가지인 돌풍 현상을 생성하기 위하여, 그리드 또는 천을 이용하는 방법을 사용하였다. 즉, 풍동 내의 공기 진행 방향에 수직하게 격자 형태의 그리드를 설치하거나, 또는 풍동 내에 길이가 긴 천을 배치하여 풍동 내에서 유동하는 공기로 하여금 일정한 저항을 받게 함으로써, 풍동의 진행 방향과 일치하지 않는 공기 유동에 의한 돌풍을 생성하는 방법을 사용하였다.

하지만, 이와 같은 방식은 반복 생성 가능한 일정한 형태의 돌풍을 형성하는 것이 아니라, 임의적인 형태의 돌풍을 발생시킴으로써, 정확한 유동 실험을 실행하기 어렵다는 문제점이 수반되었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일정하게 반복 형성 가능하고 응답성이 우수한 풍동 내 돌풍 형성 장치를 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 풍동 내에 배치되는 베이스; 상기 베이스의 상부에 축방향을 기준으로 회전 가능하게 배치되는 돌풍 날개축과, 상기 돌풍 날개축의 축방향으로 외주면에 장착되는 돌풍 날개를 구비하는 하나 이상의 돌풍 날개부; 상기 베이스의 상부에 상기 돌풍 날개축에 수직하게 배치되는 선형 이동부와, 상기 선형 이동부를 구동시키는 서보 구동기를 구비하는 돌풍 날개 구동부; 일단은 상기 돌풍 날개축의 외주면에 그리고 타단은 상기 선형 이동부에 장착되는 연결부;를 구비하는 풍동용 돌풍 형성 장치를 제공한다.

상기 풍동용 돌풍 형성 장치에 있어서, 상기 베이스의 일면 상에 배치되는 이동 레일과, 상기 돌풍 날개축의 일단이 일면 상에 장착되고 상기 이동 레일 상에서 이동 가능한 이동대를 포함하는 이동부를 더 구비할 수도 있다.

상기 풍동용 돌풍 형성 장치에 있어서, 상기 연결부는: 길이 조정이 가능한 슬라이딩 조인트를 포함할 수도 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치에 대하여 도면을 참조하 여 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치의 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치(10)는 베이스(100)와, 하나 이상의 돌풍 날개부(200)와, 돌풍 날개 구동부(400)와, 상기 돌풍 날개부(200) 및 돌풍 날개 구동부(400)를 연결시키는 연결부(300)를 구비하고, 이동부(500)를 더 구비할 수도 있다. 베이스(100)는 풍동 내에 배치되어 본 발명에 따른 구성 요소들을 지지한다. 베이스(100)의 일면 상부에는 돌풍 날개부(200) 및 돌풍 날개 구동부(400)가 배치되고, 이들은 서로 연결부(300)에 의하여 연결을 이루어 돌풍 날개 구동부(400)에 의하여 생성된 구동력이 연결부(300)를 통하여 돌풍 날개부(200)로 전달됨으로서, 풍동 내 돌풍이 형성된다.

도 2a에는 본 발명의 일실시예에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치의 개략적인 정면도가, 도 2b에는 본 발명의 일실시예에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치의 개략적인 측면도가 도시되어 있으고, 도 2c에는 본 발명의 일실시예에 따른 돌풍 날개 구동부에 대한 부분 평면도가 도시되며, 도 3a 내지 도 3b에는 본 발명의 일실시예에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치에 대한 부분 사시도들이 도시되어 있다.

베이스(100)는 풍동(미도시) 내에 배치된다. 도 2a 및 도 2b에서 베이스(100)는 프레임 타입(도 3a 참조)으로 도시되었으나, 플레이트 타입으로 구성될 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다. 베이스(100)의 상부에는 하나 이상의 돌풍 날개부(200)가 배치되는데, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 베이스(100) 상부로의 돌풍 날개부(200) 배치는 이동부(500)를 통하여 이루어진다. 이동부(500)는 복수 개의 이동 레일(510)과 이동대(520)를 구비한다. 복수 개의 이동 레일(510)은 베이스(100)의 일면 상에 서로 평행하게 배치되고, 이동대(520)는 이동 레일(510) 상에서 이동 가능하게 배치되는데, 이와 같은 이동부(500)는 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide)와 같은 구조를 취할 수 있고, 리니어 모터와 같은 구조를 취할 수 있는 등 다양한 구성이 가능하다.

이동대(520)의 일면 상에는 돌풍 날개부(200)가 배치되는데, 돌풍 날개부(200)는 돌풍 날개(220)와 돌풍 날개축(210)으로 구성된다. 돌풍 날개축(210, 도 3b 참조)은 돌풍 날개(220)가 장착되는 돌풍 날개 장착부(211)와, 이동대(520)의 일면 상에 고정 장착되는 돌풍 날개축 지지부(213)와, 돌풍 날개 장착부(211) 및 돌풍 날개축 지지부(213)을 연결하는 돌풍 날개축 연결부(212)를 구비한다. 돌풍 날개축 지지부(213)는 중공형 실린더로 구성되어 내부에 돌풍 날개축 연결부(212)가 수용될 수 있는 구조를 취하는데, 돌풍 날개축 지지부(213)의 중공(213a)에는 돌풍 날개축 베어링(217)이 배치되어 돌풍 날개축 연결부(212)의 돌풍 날개축 지지부(213)에 대한 상대 이동을 원활하게 한다. 돌풍 날개축 지지부(213)의 측면에는 돌풍 날개축 고정핀 홀(215)이 구비되고 , 돌풍 날개축 고정핀 홀(215)에는 돌풍 날개축 고정핀(214)이 배치되는데, 돌풍 날개축 고정핀(214)의 돌풍 날개축 고정핀 홀(215)로의 삽입 및 이로부터의 인출에 따라 돌풍 날개축 지지부(213) 내에 배치되는 돌풍 날개축 연결부(212)의 일부 외주면과의 맞물림에 의하여 돌풍 날개축(210)의 높이 조절이 가능하다. 돌풍 날개 장착부(211)의 일면 상에는 돌풍 날개(220)가 배치된다. 이와 같은 돌풍 날개부(200)는 도 2a 및 도 2b에서 두 개가 구 비되는 것으로 도시되었으나, 이는 본 발명의 일예로서 이에 국한되지 않고 한 개가 배치되거나 두 개 이상이 배치될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

돌풍 날개 구동부(400)는 선형 운동부(410)와 선형 운동 구동기(420)를 구비하고, 베이스(100)의 일면 상에 돌풍 날개 구동부 장착부(430)에 의하여 베이스(100) 상에 배치된다. 선형 운동부(410)는 돌풍 날개축(210)에 수직하게 배치되고, 선형 운동부는 선형 운동 구동기(420)에 의하여 구동된다. 선형 운동 구동기(420)의 작동에 의하여 선형 운동부(410)는 직선 왕복 운동을 하게 된다. 이와 같은 선형 운동 구동기(420)의 작동 형태는 어느 일예에 국한되지는 않는다. 즉, 선형 운동부(410)를 직선 왕복 운동시킬 수 있는 구동력을 생성하는 범위에서 다양한 선택이 가능하나, 선형 운동 구동기(420)의 급격한 작동에 필요한 동력을 생성하고 보다 신속한 응답성을 보일 수 있도록 전기 및/또는 유압 작동기(도 3c 참조)를 채택하는 것이 바람직하다. 또한, 도면에서 도시되는 않았으나, 이들 선형 운동기의 작동은 디지털 제어부를 통하여 실행하도록 구성함으로써 보다 정밀하고 신속한 작동을 이룰 수 있도록 한다.

돌풍 날개 구동부(400)의 선형 운동부(410)는 연결부(300)를 통하여 돌풍 날개부(200)와 연결된다. 연결부(300)의 일단은 돌풍 날개축(210)의 외주면에 그리고 타단은 선형 운동부(410)에 장착된다. 연결부(300)는 연결 링크와, 회전용 크레비스(320)와 연결대(330)를 구비한다. 여기서, 연결 링크의 일단은 돌풍 날개축(210)의 외주면에 장착되고, 연결 링크의 타단은 회전용 크레비스(320)에 연결되며, 회전용 크레비스(320)는 연결대(330)의 일측면에 장착된다. 연결 링크는 단순 한 직선 링크로 구성될 수도 있으나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 슬라이드 조인트(310)로 구성될 수도 있다. 슬라이드 조인트(310)는 슬라이드 조인트 수형(311)과 슬라이드 조인트 암형(312)으로 구성되는데, 슬라이드 조인트 수형(311)의 일단은 돌풍 날개축(210)의 외주면에 장착되고, 슬라이드 조인트 암형(312)의 일단은 연결대(330)의 일측면에 장착되며, 슬라이드 조인트 수형(311) 및 슬라이드 조인트 암형(312)의 각각의 타단은 서로 맞물리는 구조를 취하여, 연결 링크로서의 슬라이드 조인트(310)의 길이 변동이 가능하다. 또한, 슬라이드 조인트 수형(311)은 슬라이드 조인트 암형(312) 내에 수용 가능하게 맞물리어 길이 방향을 따라 이동 가능하게 배치됨으로써, 복수 개의 돌풍 날개부(200) 간의 사이 거리 변동에 따른 돌풍 날개 구동부(400)와 돌풍 날개부(200) 간의 사이 거리 변동에 무관하게 돌풍 날개 구동부(400)에 의하여 발생하는 구동력을 하나 이상의 돌풍 날개부(200)에 원활하게 전달할 수 있다. 상기 실시예는 두 개의 돌풍 날개부를 구비하는데, 연결부는 돌풍 날개부의 개수만큼의 슬라이드 조인트 및 회전 크레비스를 구비함으로써, 한 개의 연결대와 복수 개의 슬라이드 조인트 및 회전 크레비스 연결이 이루어진다. 하지만, 이에 국한되지 않고, 본 발명에 따른 돌풍 형성 장치의 연결부는 돌풍 날개부의 개수만큼 동일한 개수의 슬라이드 조인트 및 회전 크레비스를 구비하여 연결대를 통한 돌풍 날개 구동부와의 연결이 이루어질 수 있다.

상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 이동부를 구비하지 않는 구성을 취할 수도 있고, 이동부를 구비하는 경우 이동부에는 돌풍 날개축의 보다 수월하고 정밀한 이동을 위해 예를 들어 리니어 모터와 같은 이동 구동기를 더 구비하는 구조를 취할 수도 있는 등, 본 발명에 따른 다양한 변형이 가능하다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 풍동용 돌풍 형성 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치는 간단한 구조를 채택함으로써, 보다 정확하고 신속하게 풍동 내 돌풍을 형성할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 풍동용 돌풍 형성 장치는 복수 개의 돌풍 날개부를 구비하고 이를 이동시킬 수 있는 이동부를 구비함으로써, 보다 다양한 모델의 돌풍 형성이 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 풍동 내에 배치되는 베이스;

   상기 베이스의 상부에 축방향을 기준으로 회전 가능하게 배치되는 돌풍 날개축과, 상기 돌풍 날개축의 축방향으로 외주면에 장착되는 돌풍 날개를 구비하는 하나 이상의 돌풍 날개부;

   상기 베이스의 상부에 상기 돌풍 날개축에 수직하게 배치되는 선형 이동부와, 상기 선형 이동부를 구동시키는 서보 구동기를 구비하는 돌풍 날개 구동부;

   일단은 상기 돌풍 날개축의 외주면에 그리고 타단은 상기 선형 이동부에 장착되는 연결부;를 구비하는 풍동용 돌풍 형성 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스의 일면 상에 배치되는 이동 레일과, 상기 돌풍 날개축의 일단이 일면 상에 장착되고 상기 이동 레일 상에서 이동 가능한 이동대를 포함하는 이동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 풍동용 돌풍 형성 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 연결부는:

   길이 조정이 가능한 슬라이딩 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍동용 돌풍 형성 장치.

Images