KR100673523B1 - Advanced guided parafoil airborne system - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파라포일 유도낙하산 운송시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing a parafoil guided parachute transport system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 파라포일 유도낙하산 운송시스템이 항공기로부터 공중 투하된 직후의 모습을 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a view showing a state immediately after the parafoil guided parachute transport system shown in FIG. 1 is dropped from the aircraft.
도 3은 도 2에 도시된 파라포일 유도낙하산 운송시스템에서 보조 낙하산이 펼쳐진 모습을 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view showing an auxiliary parachute unfolded in the parafoil guided parachute transport system shown in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동산개기를 개략적으로 보여주는 도면이다.4 is a view schematically showing an automatic spreader according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 6에 도시된 자동산개기의 당김와이어 고정장치를 보여주는 도면이다.5 is a view showing a pull wire fixing device of the automatic spreader shown in FIG.
도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 파라포일 유도낙하산 운송시스템에서 주낙하산부가 산개하는 과정을 보여주는 도면이다.6A to 6C are views illustrating a process of spreading the main parachute unit in the parafoil guided parachute transport system shown in FIG. 3.
도 7은 도 4에 도시된 주낙하산부가 산개된 후의 파라포일 유도낙하산 운송시스템의 모습을 보여주는 도면이다.7 is a view showing the state of the parafoil guided parachute transport system after the main parachute illustrated in FIG.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파라포일 유도낙하산 운송시스템의 구 성을 보여주는 블럭도이다.8 is a block diagram showing the configuration of a parafoil guided parachute transport system according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서보구동기를 개략적으로 보여주는 평면도이다.9 is a plan view schematically illustrating a servo driver according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 9에 도시된 서보구동기의 조종줄 고정핀에 조종줄이 연결되는 모습을 보여주는 도면이다.FIG. 10 is a view illustrating a control line connected to a control line fixing pin of the servo driver shown in FIG. 9.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 *Brief description of symbols for the main parts of the drawings
1: 주낙하산 3: 조종줄1: Parachute 3: Control Line
4: 제1 라이저 5: 고정부재4: first riser 5: fixing member
6: 캐노피백(canopy bag) 7: 제2 라이저6: canopy bag 7: second riser
8: 자동유도장치부 9: 서보구동기8: Automatic guidance unit 9: Servo driver
9a: 서보 모터 9b: 웜(worm)9a: servo
9c: 웜휠(worm wheel) 9d: 풀리9c:
9g: 조종줄 고정핀 10: 비행제어부9g: control bar fixing pin 10: flight control unit
11a:자기방위센서(magnetometer) 12:기압고도계(barometric altimeter)11a: magnetometer 12: barometric altimeter
15: GPS 수신기 16: 활성스위치(activation switch)15: GPS receiver 16: activation switch
18: 자동산개기 18a: 당김와이어 고정장치18:
19: 전원공급부 20: 가이드 부싱(guide bushing)19: power supply 20: guide bushing
22: 지상임무계획장치(Ground Mission Planning Unit)22: Ground Mission Planning Unit
23: 원격조종장치 24: 제3 라이저23: remote control device 24: third riser
25: 스위블 조인트(swivel joint) 26: 제4 라이저25: swivel joint 26: fourth riser
27: 화물부 37: 결속끈27: cargo department 37: ties
39: 보조낙하산 40: 스테틱 라인(static line)39: parachute 40: static line
41: 도플러 레이더 및 송신장치 42b: 고정코드 링
42c: 고정 코드 42d: 1링
42e: 2링 42f: 3링
42g: 4링 42h: 5링
42i: 당김와이어41: Doppler radar and
42c:
42e: 2
42g: 4
42i: pulling wire
본 발명은 화물의 공중운송시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 GPS(global positioning system)등의 수신을 받아 항법장치를 구동시키고 바람의 영향을 고려한 자동비행제어 장치를 이용하여 목적지로 신속하게 화물을 운송하도록 비행하는 파라포일 유도낙하산 운송시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air transport system for cargo, and more particularly, to receive cargo such as a global positioning system (GPS) to drive a navigation system and to quickly deliver cargo to a destination by using an automatic flight control device considering wind effects. A parafoil guided parachute transport system flying for transport.
화물을 목적지로 보급하는 방법 중 육로 보급 방법은 지진 또는 전쟁 등으로 인해 운송로가 확보되지 않는 경우에는 이용할 수가 없어서, 이런 경우 항공기를 이용하여 공중에서 목적지로 화물을 원형 낙하산에 연결하여 공중 투하하는 공중 보급 방법이 이용되고 있다. 공중 보급 방법은 지리적인 제약은 받지 않지만, 고도, 항공기의 속도 및 바람과 같은 외란 등에 의하여 화물을 목적지에 정확히 전달하기가 어렵다는 단점이 있다.The land supply method is not available when the transportation route is not secured due to an earthquake or war, and in this case, the aircraft is dropped by connecting the cargo from the air to the destination by a circular parachute. An air supply method is used. Although the air supply method is not geographically restricted, it is difficult to accurately deliver cargo to a destination due to disturbances such as altitude, aircraft speed, and wind.
따라서, 통상적인 원형 낙하산이 아닌 비행제어가 가능한 파라포일 형상의 유도낙하산을 사용하는 방법이 최근 사용되고 있다. 미국 특허등록공보 제 6343244호 및 미국 특허공개공보 제 2004-0084567호에는 이와 같은 유도낙하산 운송시스템이 개시되어 있다. Therefore, a method of using a parafoil guided parachute capable of flight control, rather than a conventional circular parachute, has recently been used. U.S. Patent No. 6343244 and U.S. Patent Publication No. 2004-0084567 disclose such a parachute transport system.
미국 특허등록공보 제 6343244호에 개시된 발명은 풍속/풍향 측정 수단, 착륙경로 결정 수단 및 비행제어 수단을 구비하는 구성으로 되어 있으며, 낙하산이 산개된 후 풍향/풍속을 측정하고 순방향 경로로 진행하고 순방향 하강하도록 착륙 비행 경로를 설정하며, 상기 착륙 비행 경로에 근접하게 비행하도록 안내하며, 상기 착륙 비행 경로를 따라 하강시키는 단계를 구비한다. The invention disclosed in U.S. Patent No. 6343244 has a configuration including a wind speed / wind direction measuring means, a landing route determining means, and a flight control means, and measures the wind direction / wind speed after the parachute is spread and proceeds to the forward path and forward direction. Setting a landing flight path to descend, guiding to fly close to the landing flight path, and descending along the landing flight path.
미국 특허공개공보 제 2004-0084567호에 개시된 발명은 작은 화물을 운송하는 소형이며 저가인 운송시스템으로서, 낙하산부, 낙하산 커버방출 검출센서, GPS센서, 수평베어링센서, 유도제어 및 단일 모터를 구비하는 구성으로 되어 있다. 이 시스템은 목적지를 이탈하면 진행방향과 직교하는 수평 방향으로 회전하도록 모터에 의해 안내되며, 목적지로부터 소정 반경지점까지는 직선 코스로 비행한 후 목적지의 위에서는 원형을 그리며 비행하도록 되어 있다. The invention disclosed in U.S. Patent Publication No. 2004-0084567 is a compact and inexpensive transportation system for transporting small cargoes, which includes a parachute, a parachute release sensor, a GPS sensor, a horizontal bearing sensor, an induction control, and a single motor. It is composed. The system is guided by a motor to rotate in a horizontal direction orthogonal to the direction of travel as it leaves the destination, to fly in a straight course from the destination to a predetermined radius and then fly in a circle above the destination.
그러나, 상기 개시된 발명들은 운송시스템을 투하한 후 화물자세의 안정화 및 낙하산줄 꼬임, 조종줄과 연결된 모터에 걸리는 부하 및 낙하산 산개시의 충격방지, 도플러 레이더를 이용한 소프트랜딩 기술, 화물의 공기 저항에 의한 유도낙하산의 자세 변화에 관한 문제점들을 해결하는 방안이 개시되어 있지 않다. 그리고 중요한 항법장치인 GPS수신기 등의 센서 고장 시 대책방법이 없으며, 지금까지 낙하산을 펼치는 산개장치는 일정회수 사용 후 반드시 검. 교정을 필요로 하는 불편함과 번거로움이 있었다.However, the disclosed inventions stabilize the cargo posture after dropping the transportation system and twist the parachute, prevent the load on the motor connected to the control line and the impact prevention when the parachute is released, the soft landing technology using the Doppler radar, and the air resistance of the cargo. There is no disclosure to solve the problems related to the attitude change of the guided parachute. And there is no countermeasure in case of sensor failure such as GPS receiver which is an important navigation device. There was inconvenience and hassle that required correction.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 주낙하산의 산개 결 함 및 산개 충격을 방지하며, 화물의 공기저항을 최소화시키면서 바람의 영향을 고려하여 화물을 목적지점까지 신속, 정확하게 운반할 수 있도록 자동 비행할 뿐만 아니라 자동비행시스템 오류 시 수동으로 원격 조종할 수 있는 파라포일 유도낙하산 운송시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above to prevent the opening defect and the impact of the parachute parachute, to minimize the air resistance of the cargo in consideration of the influence of the wind to automatically transport the cargo to the destination point automatically The aim is to provide a parafoil guided parachute transport system that can not only fly but also be manually remotely controlled in the event of an automatic flight system failure.
본 발명은 주낙하산, 상기 주낙하산의 양측에 연결되는 두 개의 조종줄, 및 상기 주낙하산과 조종줄을 보관하는 캐노피백을 구비하는 낙하산부; 상기 주낙하산을 산개시키는 자동산개기; 중앙 연산처리부와 모터 제어부를 구비하고 자동항법비행을 수행하는 비행제어부, 제1 명령입력부, 상기 비행제어부를 활성화시키는 타이머를 작동시키는 활성 스위치 및 항법장치용 센서를 구비하는 자동유도장치부; 상기 비행제어부에서 나온 제어신호에 의하여 상기 각 조종줄의 당김량을 독립적으로 제어하는 두 개의 서보구동기; 및 상기 자동유도장치부의 하부에 위치하는 화물부를 포함하는 파라포일 유도낙하산 운송시스템을 제공한다. 이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 바람의 영향을 고려한 자동항법에 의하여 목적지점까지 화물을 신속, 정확하게 운반할 수 있다.The present invention provides a parachute, a parachute having two control lines connected to both sides of the main parachute, and a canopy bag for storing the main parachute and the control line; An automatic spreader for spreading the main parachute; An automatic induction apparatus unit having a central processing unit and a motor control unit, a flight control unit for performing automatic navigation, a first command input unit, an active switch for activating a timer for activating the flight control unit, and a sensor for navigation device; Two servo drivers which independently control the amount of pulling of each control line by a control signal from the flight control unit; And it provides a parafoil guided parachute transport system comprising a cargo unit located under the automatic guided unit. By such a configuration, the parafoil guided parachute transport system of the present invention can quickly and accurately transport cargo to a destination point by automatic navigation considering wind effects.
상기 자동유도장치부는 지상과의 무선 통신을 위한 제1 통신부를 더 포함하며, 본 발명의 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 제2 통신부 및 제2 명령입력부를 구비하는 원격조정장치를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 비행제어 오류시 지상에서 수동모드로 전환하여 임무 수행도를 높일 수 있다.The automatic guidance unit further includes a first communication unit for wireless communication with the ground, and the parafoil guided parachute transport system of the present invention may further include a remote control device including a second communication unit and a second command input unit. . By such a configuration, the parafoil guided parachute transport system of the present invention can increase the performance of the mission by switching to the manual mode on the ground in case of flight control error.
원격조정장치는 하나 이상의 상기 유도낙하산 운송시스템과 통신이 가능하며, 상기 원격조종장치는 GPS 수신기 및 비콘 송신기를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 목적지의 지상에 있는 조종자의 현재 위치를 실시간(real time)으로 파악하여 상기 위치 정보를 비콘 신호로 변경하고 상기 제2 통신부를 이용하여 상기 자동유도장치부에 업링크(up-line)하여 상기 자동유도장치부의 서보구동기를 제어함으로써 자동유도 비행이 가능하다.The remote control device may communicate with one or more of the guided parachute transport system, and the remote control device may further include a GPS receiver and a beacon transmitter. By such a configuration, the current position of the operator on the ground of the destination is grasped in real time, the position information is changed into a beacon signal, and the uplink (up-up) to the automatic induction apparatus unit using the second communication unit. line) to control the servo driver of the automatic induction unit, so that the automatic induction flight is possible.
원격조종장치는 제3 통신부를 더 포함할 수 있으며, 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 지상임무계획장치를 더 포함할 수 있다. 그리고 지상임무계획장치는 원격조종장치의 제3 통신부와 데이터를 주고 받는 제4 통신부; 및 원격조종장치로부터 수신한 자료를 이용하여 비행상태를 보여주는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 지상에서 지상임무계획장치를 통하여 파라포일 유도낙하산 운송시스템의 비행상태를 확인할 수 있다.The remote control device may further include a third communication unit, and the parafoil guided parachute transport system may further include a ground mission planning device. And the ground mission planning device is a fourth communication unit for transmitting and receiving data with the third communication unit of the remote control device; And it may include a display unit for showing the flight status using the data received from the remote control device. With this configuration, it is possible to check the flight status of the parafoil guided parachute transport system through the ground mission planning device on the ground.
상기 낙하산부는 상기 각 조종줄의 일부분을 고정시키는 고정핀; 및 보조낙하산을 더 구비하고, 상기 자동유도장치부는 상기 보조낙하산의 산개 후 소정 시간을 카운트하는 타이머를 작동시키는 산개스위치를 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 보조낙하산은 항공기에 연결된 스테틱 라인에 의해 투하 직후 바로 산개되어 소정의 시간 동안 자유 하강하면서 화물의 자세를 안정화시키고, 산개스위치를 작동시키며, 공기저항의 힘을 이용하여 상기 주낙하산이 캐노피백으로부터 방출되도록 하며, 상기 주낙하산이 산개된 이후에는 자동으로 접힌다. 이와 같은 구성에 의하여, 화물의 자세가 안정화 됨으로써 주낙하산의 안정적인 산개가 가능하며, 보조 낙하산이 파라포일 유도낙하산 운송시스템의 비행 방향을 나타내는 인식표의 기능을 수행함으로써 수동 제어시 비행 방향을 용이하게 인식할 수 있다.The parachute unit fixing pins for fixing a portion of each control line; And an auxiliary parachute, wherein the automatic induction apparatus unit may further include an open switch for operating a timer for counting a predetermined time after dispersing the auxiliary parachute. At this time, the secondary parachute is dispersed immediately after the drop by the static line connected to the aircraft to freely descend for a predetermined time to stabilize the attitude of the cargo, operate the switch, and the main parachute using the force of air resistance It is released from the canopy bag and automatically collapses after the main parachute is opened. With this configuration, the attitude of the cargo is stabilized and stable spread of the main parachute is possible, and the parachute easily recognizes the flight direction during manual control by performing the function of the identification table indicating the flight direction of the parafoil guided parachute transport system. can do.
파라포일 유도낙하산 운송시스템은 상기 자동유도장치부와 화물부를 연결하며, 상부와 하부가 독립적으로 회전하는 화물연결부를 더 구비할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 비행 중에 공기저항을 줄이고 화물의 형상이 비행제어에 영향을 받지 않는다.The parafoil guided parachute transport system may further include a cargo connection part connecting the automatic induction device part and the cargo part and independently rotating the upper and lower parts. By such a configuration, air resistance is reduced during flight and the shape of the cargo is not affected by flight control.
상기 캐노피백과 자동유도장치부의 각각에는 상하측이 라운딩 가공되고 매끄럽게 연마된 표면을 지니는 가이드 부싱이 더 구비될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 상기 서보구동기에 연결된 조종줄이 상하 이동 시 기계적 마찰에 의하여 마모되는 것을 방지할 수 있다.Each of the canopy bag and the auto induction device may further include a guide bushing having a top and bottom rounded and smoothly polished surfaces. By such a configuration, it is possible to prevent the control line connected to the servo driver to be worn by mechanical friction during vertical movement.
상기 항법장치용 센서는 자기방위센서 및 GPS 수신기를 포함하며, 항법장치용 센서는 자이로(gyro) 센서, 가속도센서를 더 포함할 수 있다. 그리고 항법장치용 센서는 기압고도계(barometric altimeter)를 더 포함할 수 있다. 또한 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 상기 자동유도장치부는 화물부의 일면에 장착되어 화물부와 지면과의 거리를 측정하는 도플러 레이더; 및 상기 도플러 레이더에서 나온 데이터를 상기 자동유도장치부에 송신하는 송신장치를 더 포함할 수 있다.The navigation device sensor may include a magnetic orientation sensor and a GPS receiver, and the navigation device sensor may further include a gyro sensor and an acceleration sensor. And the sensor for navigation device may further include a barometric altimeter. In addition, the parafoil guided parachute transport system, the automatic guided unit is mounted on one side of the cargo unit Doppler radar for measuring the distance between the cargo unit and the ground; And a transmitting device for transmitting data from the Doppler radar to the automatic induction unit.
이와 같은 구성에 의하여, 상기 자동항법비행은 관성유도장치(Inertial Navigation System)와 GPS(Global Positioning System)를 연동한 GPS/INS 유도장치를 사용함으로써 GPS의 수신 오류시에도 안정적으로 자동항법을 수행할 수 있다. 그리고 고도에 따라 GPS, 기압고도계 및 도플러 레이더를 선택적으로 사용함으로써 정확히 고도를 측정할 수 있다. 특히, 도플러 레이더는 화물부의 회전에 의한 간섭 없이 화물부와 지면과의 거리를 정확히 측정하고 무선으로 자동유도장치부와 통신을 수행한다. 따라서 목적지점으로의 최종적인 소프트랜딩을 위한 최적 거리를 산출하여 캐노피 브레이크를 작동함으로써 안정적인 착륙을 할 수 있다.By such a configuration, the automatic navigation flight is able to reliably perform automatic navigation even in case of GPS reception error by using a GPS / INS induction device in conjunction with an inertial navigation system and a global positioning system. Can be. And, depending on the altitude, GPS, barometer, and Doppler radar can be used to measure altitude accurately. In particular, the Doppler radar accurately measures the distance between the cargo unit and the ground without interference by the rotation of the cargo unit and wirelessly communicates with the automatic induction apparatus unit. Therefore, the optimum distance for the final soft landing to the destination point can be calculated and stable landing can be achieved by operating the canopy brake.
파라포일 유도낙하산 운송시스템은 제1 명령입력부 또는 제2 명령입력부에 시스템 별 고유의 암호코드를 입력함으로써 작동한다. 이에 의하여 파라포일 유도낙하산 운송시스템이 적들에 의해 운용되는 것을 방지한다.The parafoil guided parachute transport system operates by inputting a system specific encryption code to the first command input unit or the second command input unit. This prevents the parafoil guided parachute transport system from being operated by enemies.
상기 각 서보구동기는 서보 모터와 연결된 웜기어 감속기와 연동하는 풀리의 회전에 따라 상기 각 조종줄의 당김량을 제어한다. 이와 같은 구성에 의하여, 별도의 브레이크 장치를 사용하지 않아도 브레이크 기능을 수행할 수 있어서 구동축의 방향 전환을 편리하게 제어할 수 있다.Each servo driver controls the amount of pulling of each control line in accordance with the rotation of the pulley in conjunction with the worm gear reducer connected to the servo motor. With this configuration, it is possible to perform the brake function without using a separate brake device, it is possible to conveniently control the direction change of the drive shaft.
상기 자동산개기는 당김와이어; 상기 당김와이어의 일 단이 내부로 관통하며, 외부로 돌출될 상기 당김와이어의 타 단의 길이가 원 터치 방식으로 조절되도록 상기 당김와이어를 고정하는 당김와이어 고정수단; 및 상기 당김와이어 고정수단에 리니어 모션을 제공하는 리니어 모션 서보 구동기를 포함하며, 상기 리니어 모션 서보 구동기는 상기 산개 스위치에 의하여 작동하는 타이머 및/또는 기압고도계와 연동되어 작동한다. 이와 같은 구성에 의하여, 화물의 자세가 안정된 상태에서 주낙하산이 산개됨으로써 작동 신뢰성이 향상된다.The automatic spreader is a pull wire; Pull wire fixing means for fixing the pull wire so that one end of the pull wire penetrates inside, and the length of the other end of the pull wire to protrude outward is adjusted in a one-touch manner; And a linear motion servo driver for providing linear motion to the pull wire fixing means, wherein the linear motion servo driver operates in conjunction with a timer and / or barometric altimeter operated by the open switch. With such a configuration, the operational parachute is spread out in a stable posture of the cargo, thereby improving operational reliability.
상기 당기 와이어 고정수단은 적어도 일부의 내경이 길이방향을 따라 변화하는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 왕복가능하도록 삽입 설치되고, 상기 당김와이 어가 내부로 관통하는 플런저; 상기 플런저를 관통하는 상기 당김와이어의 외주를 따라 균일하게 배치된 적어도 세 개의 볼들; 상기 볼들이 상기 당김와이어를 상기 하우징에 대하여 고정시키도록 상기 플런저를 내경이 작은 상기 하우징의 일 단 방향으로 가압하는 스프링; 및 상기 플런저를 상기 하우징에 대하여 고정하는 잠금수단을 포함한다. 이와 같은 구성에 의하여, 자동산개기의 당김와이어의 길이 조절이 용이하게 되며, 특별한 검/교정 없이 반영구적으로 사용할 수 있으며, 특별한 검/교정 없이 반영구적으로 사용할 수 있다.The pull wire fixing means includes a housing in which at least a portion of an inner diameter thereof changes in a longitudinal direction; A plunger inserted into the housing so as to be reciprocated and having the pull wire penetrated therein; At least three balls uniformly disposed along an outer circumference of the pull wire passing through the plunger; A spring for urging the plunger in one direction of the housing having a small inner diameter such that the balls fix the pull wire with respect to the housing; And locking means for securing the plunger to the housing. By this configuration, it is easy to adjust the length of the pull wire of the automatic spreader, can be used semi-permanently without special calibration / calibration, can be used semi-permanently without special calibration / calibration.
상기 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 카메라 또는 화생방 탐지센서를 더 포함할 수 있으며, 이는 제1 통신부를 통하여 사용자에게 송신될 수 있다. 따라서 사용자의 요구에 따라 더욱 다양한 작전을 수행할 수 있다.The parafoil guided parachute transport system may further include a camera or a CBR detector, which may be transmitted to a user through a first communication unit. Therefore, it is possible to carry out various operations according to the needs of users.
이하에서는, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파라포일 유도낙하산 운송시스템을 개략적으로 보여주는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 파라포일 유도낙하산 운송시스템이 항공기로부터 공중 투하된 직후의 모습을 보여주는 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 파라포일 유도낙하산 운송시스템에서 보조 낙하산이 펼쳐진 모습을 보여주는 도면이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail. 1 is a view schematically showing a parafoil guided parachute transport system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a state immediately after the parafoil guided parachute transport system shown in FIG. 3 is a view showing the state that the parachute unfolded in the parafoil guided parachute transport system shown in FIG.
도 1에 도시된 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 낙하산부(Parafoil), 자동산개기(Automatic releaser), 상기 낙하산부의 하부에 연결된 자동유도장치(Autonomous Guidance Unit)부(8), 서보구동기 및 화물(payload)부(27)를 구비한다. The parafoil guided parachute transport system shown in FIG. 1 includes a parachute, an automatic releaser, an
낙하산부는 다시 보조낙하산(39), 주낙하산(1), 상기 주낙하산(1)에 연결되는 여러 개의 낙하산줄(2), 상기 주낙하산(1)의 좌.우 양측 끝 단에 연결되는 2개의 조종줄(3) 및 이들을 보관하는 캐노피백(6)을 구비한다. The parachute unit further includes two parachute (39), main parachute (1), several parachute lines (2) connected to the main parachute (1), and two ends connected to both left and right ends of the main parachute (1). A
도 2에 도시된 바와 같이, 항공기에서 본 발명의 일 실시 예에 따른 파라포일 유도낙하산 운송시스템이 투하되면 항공기에 부착된 스테틱 라인(static line, 40)에 의해 보조낙하산(39)이 강제로 펼쳐진다. 보조낙하산(39)이 펼쳐진 후 공기 저항을 받을 때의 충격으로 커터(cutter)가 결속끈(payload tie down strap, 37)을 절단하여 도 3에 도시된 바와 같이 캐노피백(6)과 화물부(27)를 보조낙하산(39)이 지탱하게 된다. 보조낙하산(39)은 4~6초 동안 자유하강하면서 본 발명에 따른 유도낙하산 운송시스템 전체의 자세를 안정화시키고, 산개스위치(release switch, 17)를 작동시킨다. As shown in FIG. 2, when the parafoil guided parachute transport system according to an embodiment of the present invention is dropped from the aircraft, the
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동산개기를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 도 6에 도시된 자동산개기의 당김와이어 고정장치를 보여주는 도면이다. 4 is a view schematically showing an automatic spreader according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing a pull wire fixing device of the automatic spreader shown in FIG.
자동산개기(18)는 주낙하산(1)을 캐노피백(6)으로부터 방출시켜 확실하게 산개(deployment)시키는 역할을 수행한다. 종래에는 큰 스프링의 힘으로 캐노피백(6)을 개방시켜 낙하산을 산개시키는 방법과 화약의 폭발력으로 캐노피백(6)의 와이어를 절단하여 낙하산을 산개시키는 방법이 주로 사용되었다. 그런데, 상기한 두 방식은 모두 일정 회수를 사용하고 나면 반드시 제작업체에 의한 검/교정 과정을 거쳐 재 사용해야만 하는 번거로움이 있었다. The
반면 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동산개기는 당김와이어(42i), 당김와이어 고정장치(18a), 리니어 모션 서보구동기(18b)를 구비한다. 당김와이어(42i)는 당김와이어 고정장치(18a)에 고정되며, 당김와이어 고정장치(18a)는 리니어 모션 서보구동기(18b)에 체결되어 있다. 따라서 리니어 모션 서보구동기(18b)가 이동함에 따라 당김와이어(42i)도 함께 이동한다.On the other hand, the automatic spreader according to one embodiment of the present invention shown in Figures 4 and 5 includes a
리니어 모션 서보구동기(18b)는 서보 모터, 예를 들면 DC 서보 모터 및 LM 가이드의 조립체일 수 있다. 그러나 리니어 모션 서보구동기(18b)는 반드시 이에 한정되지 아니하며, 예를 들면 공압 실린더와 같이 직선 방향으로 전진과 후진의 왕복 구동력을 제공하는 것이면 어떤 것이든 사용될 수 있다. The linear
도 5를 참조하면, 당김와이어 고정장치(18a)는 하우징(18c), 플런저(18d), 3 개의 볼들(18e), 스프링(18f) 및 잠금 수단(18g)을 구비한다. 하우징(18c)은 당김와이어(42i)가 출입하는 쪽으로 갈수록 내경이 줄어들게 테이퍼 진 원통형이다. 하우징(18c)의 우측단은 리니어 모션 서보구동기(18b)의 좌측단과 결합된다. 상기 결합은, 예를 들면 나사결합일 수 있다. 하우징(18c)의 내부에는 왕복 가능하도록 플런저(18d)가 삽입 설치된다. 플런저(18d)의 내부는 중공(center hole)이 형성되며, 중공에는 당김와이어(42i)가 끼워진다. 플런저(18d)의 외주부에는 세 개의 볼이 당김와이어(42i)의 외주를 따라 균일하게 배치된다. Referring to Fig. 5, the pull
플런저(18d)의 우측면 및 하우징(18c)에는 스프링(18f)이 개재되어 플런저(18d)를 하우징(18c)의 좌측단 방향으로 가압한다. 그러면 가압된 플런저(18d)는 볼들(18e)을 하우징(18c)의 좌측단 방향으로 이동시키므로 볼들(18e)이 형성하 던 원주는 줄어들게 된다. 따라서 볼들(18e)이 당김와이어(42i)의 외주에서 내주 방향으로 가압하므로 당김와이어(42i)는 하우징(18c)에 대하여 고정된다. 즉, 당김와이어 고정장치(18a)는 스프링(18f)의 힘으로 볼이 장착된 부분이 항상 테이퍼 진 부분과 밀착되기 때문에 당김와이어(42i)가 당겨질수록 더욱 강하게 고정된다.A
한편, 당김와이어(42i)를 적당한 길이로 조정하기 위하여 사용자가 플런저(18d)를 우측으로 밀면 볼들(18e)의 당김와이어(42i)를 가압하는 힘은 제거된다. 따라서 사용자는 플런저(18d)를 우측으로 누른 상태에서 당김와이어(42i)의 길이를 적당히 조절한다. 즉, 당김와이어(42i)를 밀어 넣기만 하면 간단하게 길이조절이 되는 원 터치 방식이다. 그리고 나서 잠금 수단으로 플런저(18d)를 하우징(18c)에 대하여 고정하면 당김와이어(42i)는 당김와이어 고정장치(18a)에 대하여 단단히 고정된다. 이때 잠금 수단은 플런저(18d)의 좌측단과 나사결합할 수 있는 잠금 너트일 수 있다. On the other hand, when the user pushes the
이와 같은 구조를 지닌 자동산개기가 전자 신호에 의하여 리니어 모션 서보구동기(18b)는 장전 모드 위치(A)와 해제 모드 위치(B) 사이에서 직선운동을 하며, 이에 따라 당김와이어(42i)도 장전 모드 위치(A)와 해제 모드 위치(B) 사이에서 함께 움직인다. The automatic disperser having such a structure performs a linear motion between the load mode position A and the release mode position B by the electronic signal, and thus the
이와 같이 전자 신호에 의하여 용이하게 위치 제어가 가능할 뿐만 아니라 당김와이어(42i)는 원 터치 방식으로 장전 모드와 해제 모드가 이동가능하므로 종래의 자동산개기와 달리 특별한 검/교정 없이 반영구적으로 사용가능하다.As described above, not only the position control can be easily performed by the electronic signal, but also the
이러한 자동산개기를 작동시키는 모드는 두 가지가 있다. 첫 번째 모드는 보조낙하산(39)이 산개될 때 활성화되는 산개스위치(17)와 연동된 타이머에 의하여 소정 시간 이후에 작동되게 하는 방법 또는 산개시키고자 하는 고도에서의 압력(기압)값을 설정한 다음 기압고도계(12)가 소정의 기압이 되었을 때 작동되게 하는 방법 중 어느 하나를 사용하는 모드이다. 두 번째 모드는 상기 타이머에 의해 산개시키고자 하는 소정의 시간과 산개시키고자 하는 소정의 대기압 값을 입력하면, 둘 중 어느 하나의 조건을 충족시키면 작동되게 하는 모드로서, 두 번째 모드가 낙하산을 더욱 안정적으로 산개시키는 방법이다. There are two modes of operating this automatic spreader. The first mode is to set the pressure (atmospheric pressure) at the altitude to be opened or to operate after a predetermined time by a timer linked to the
이와 같이 산개스위치(17)가 작동된 후 4~6초가 경과하거나 소정의 압력(기압)에 도달하면 자동산개기(18)를 구동시켜서 주낙하산(1)이 펼쳐진다. 도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 파라포일 유도낙하산 운송시스템에서 주낙하산부가 산개하는 과정을 보여주는 도면이다. In this manner, when 4 to 6 seconds have elapsed or the predetermined pressure (atmospheric pressure) is reached after the
먼저, 주낙하산(1)의 장전시의 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이 제4 링(42g) 및 제5 링(42h)에 상기 제3 링(42f)이 끼워지며, 제3 링(42f)에는 제2 링(42e)이 끼워지며, 제2 링(42e)에는 제1 링(42d)이 끼워지며, 제1 링(42d) 및 고정 코드 링(42b)에는 순차적으로 고정 코드(42c)가 끼워진다. 그리고 3링 라이저 측에 배치된 립코드 하우징(42j)의 내부를 관통하는 당김와이어(42i)는 고정 코드 링(42b)에 끼워진 고정 코드(42c)에 끼워진다. 따라서 고정 코드(42c)가 고정 코드 링(42b)을 빠져나가지 못하게 결속함으로써 제1 링(42d), 제2 링(42e), 제3 링(42f), 제4 링(42g) 및 제5 링(42h)이 서로 결속된다. 결과적으로 3링 라이저 및 1링 라이저가 캐노피백을 결속하여 주낙하산(1)이 산개되지 못하게 한다. 이때, 보조낙하산 라이저가 위로 잡아당기는 힘은 제1 링(42d), 제2 링(42e), 제2 링(42f), 제4 링(42g), 제5 링(42h), 고정 코드(42c) 및 고정 코드 링(42b)에 분산된다. 따라서 자동산개기의 파괴로 인한 주낙하산(1)의 산개 결함을 방지할 수 있다.First, when the
상기한 자동산개기가 작동하여 당김와이어 고정장치를 해제 모드 위치로 이동시키면 당김와이어(42i)도 고정 코드(42c)로부터 해제된다. 따라서 도 6b 및 도 6a에 도시된 바와 같이 순차적으로 결속이 해제된다. 결과적으로 3링 라이저 및 1링 라이저의 결속이 해제되어 캐노피백이 열리면서 주낙하산(1)은 공기 저항에 의해 펼쳐진다.When the automatic disperser is operated to move the pulling wire fixing device to the release mode position, the pulling
주낙하산(1)이 산개된 이후에는 도 7에 도시된 바와 같이 보조낙하산(39)은 자동으로 접혀서 공기저항을 줄이고 주낙하산(1)의 후방측에 연결되어 비행방향을 나타내는 인식표로서의 기능을 수행한다. 또한, 주낙하산(1)의 일측 끝의 약 10% 부위에도 다른 색깔로 표시하여 방향을 인식하는 표식으로 사용된다.After the
램 에어 파라포일(Ram Air Parafoil) 형상의 주낙하산(1)에는 여러 개의 낙하산줄(2)들이 형성되어 있으며, 상기 낙하산줄(2)들은 캐노피백(6)에 있는 4개의 제1 라이저(riser, 4)에 분할 연결된 후 캐노피백(6)에 고정된다. 이와 별도로 주낙하산(1)의 양측 각 끝부분(flap)에는 4~6개의 줄들이 연결되어 있으며 이것은 다시 1개의 조종줄(3)로 합쳐진다. 즉, 주낙하산(1)의 양측 각 끝 단 부분에는 각각 조종줄(3)의 일 단이 연결되어 있고 각 조종줄(3)의 타 단은 후술할 서보구동기(9)의 풀리(9d)에 연결되어 있다.
그런데, 각 조종줄(3)의 일부분(서보구동기(9)측의 일 단으로부터 1/2내지 3/4되는 거리에 있는 조종줄(3)의 부분)은 고정부재(5)에 의해 제1 라이저(4) 부분에 고정되어 있다. 이는 주낙하산(1)의 산개 충격이 서보구동기(9)에 직접 전달되지 않도록 하는 역할을 한다. 또한, 짧은 시간에 넓은 면적 및 여러 개의 셀을 갖는 주낙하산(1)을 빠르고 안정되게 산개시키기 위해서는 필요한 공기저항을 확보하여야 하는데, 이를 위하여는 적정한 길이의 낙하산줄(2)이 되도록 해야 한다. 따라서 고정부재(5)에 의해 각 조종줄(3)의 일부분이 제1 라이저(4)의 부분에 고정되도록 함으로써 순식간에 산개되는 주낙하산(1)의 셀(기공)에 공기가 골고루 차지 않아 파라포일 형상이 제대로 형성되지 않는 이른바 산개결함(deployment malfunction)을 방지할 수 있다.However, a part of each control line 3 (part of the
캐노피백(6)의 하부와 자동유도장치부(8)의 상부는 4개의 제2 라이저(7)에 의해 연결되어 있다. 캐노피백(6)의 하부와 자동유도장치부(8)의 상부에는 각각 2개의 가이드부싱(guide bushing, 16)이 마련되어 있어서 상기 가이드부싱(16)을 통과하여 조종줄(3)이 상하 이동한다. 상기 조종줄(3)이 상하 이동하면서 기계적 마찰로 마모되는 것을 방지하기 위해 가이드부싱(16)의 상,하 부분은 곡면으로 가공되어 있으며, 가이드부싱(16)의 표면은 전해연마(electrical polishing)되어 매끄럽게 처리되어 있다. The lower portion of the
이하에서는 도 8을 참조하여 자동유도장치부(8)를 설명한다. 자동유도장치부(8)는 비행제어부(10), 제1 명령 입력부(13), 활성스위치(activation switch)(16), 항법장치용 센서, 제1 통신부(14) 및 전원공급부(19), 도플러 레이더(41)를 구비한다. Hereinafter, the automatic
비행제어부(10)는 중앙연산처리부(central processing unit, 10a)와 서보 모터제어부(10b)를 구비하는 일종의 컨트롤러이며, 서보 모터제어부(10b)는 DC 서보 모터를 제어하기 위하여 PWM(pulse width modulation) 보드를 사용한다. 비행제어부(10)에는 탑재형 임무계획장치(on-board mission planning unit)와 같은 제1 명령입력부(13)가 연결되어 있어서 비행좌표 및 자동항법에 필요한 자료들을 입력 받으며, 항법장치용 센서들(11a,11b,11c,12,15)로부터 입력 받은 계측신호들을 자동비행제어 알고리즘에 의해 처리하여 서보구동기(9) 및 기타 구동부로 구동신호를 출력함으로써 자동항법비행을 수행한다.The
비행제어부(10)의 활성스위치(16)에는 활성핀(activation pin)이 장착되어 있는데, 주낙하산(1)이 산개됨과 동시에 상기 활성핀은 이탈되고 이때부터 비행제어부(10)에 내장된 타이머가 작동되어 약 6초 후부터는 비행제어부(10)를 활성화시켜 자동항법비행을 수행한다. 왜냐하면, 주낙하산(1)의 산개와 동시에 또는 그 이전에 비행제어부(10)가 작동한다면 서보구동기(9)의 작동에 의하여 주낙하산(1)이 펴지는 동안에 낙하산줄이 서로 꼬이게 되는 것을 방지하기 위함이다.The
자동유도장치부(8)는 항법장치용 센서들(11a,11b,11c,12,15)로부터 위도, 경도, 고도 데이터를 얻고, 자기방위센서(11a)로부터 방위각 데이터를 얻어서 자동항법비행을 수행하는 데 사용한다. 또한, 상기 데이터들로부터 초기 및 임의 시간이후의 위치 및 방위각에 대한 정보를 얻을 수 있으므로 이로부터 구한 임의 시점에서의 예상 비행경로 벡터와 실제 비행경로 벡터와의 차이인 편차 벡터의 방향과 크기에 의하여 풍향과 풍속을 계산할 수 있다. 이러한 풍향과 풍속에 대한 정보는 예상 비행경로를 이탈하지 않도록 비행하는데 활용된다. The
본 발명의 일 실시 예에 따른 항법장치는 GPS/INS 연동 시스템이다. GPS 수신기(15)는 인공위성으로부터 데이터를 수신하기 때문에 자동유도장치부(8)의 상단에 위치시킴으로써 비행 중에도 수신 상태를 양호하게 한다. 그러나 GPS는 측정 오차가 크고, 방해 신호에 의하여 그 정밀도가 현저히 저하될 수 있는 단점이 있다. 따라서 INS(11)를 연동하여 사용함으로써 시스템의 작동 신뢰성을 증가시킬 수 있다. INS는 자이로 센서(11c), 가속도 센서(11b) 및 자기 방위 센서(11a)를 구비한다.Navigation system according to an embodiment of the present invention is a GPS / INS interlocking system. Since the
또한, 목적지점 근처에서 정밀한 고도를 측정하기 위하여 추가적으로 기압고도계(barometric altimeter, 12)를 구비할 수 있다. 기압고도계는 GPS에 의해 측정한 고도 오차보다 오차가 작기 때문에 파라포일 유도낙하산 운송시스템이 수 백 미터 상공에 있을 때 사용될 수 있다. 그리고 화물부 상단에는 자동유도장치부(8)와 무선으로 연결되는 도플러 레이더(41)가 장착되어 화물부와 지면과의 거리를 정확히 측정한다. 도플러 레이더(41)에서 계측한 고도 데이터는 송신 장치를 통하여 비행 제어부(10)에 전송되고, 중앙 연산처리부(10a)는 소프트랜딩을 위한 최적 거리를 산출한다. 서보 구동기(9)는 그에 대응하는 고도에서 캐노피 브레이크를 작동시켜 파라포일 유도낙하산 운송시스템이 지상에 안전하게 착륙하도록 한다.In addition, a barometric altimeter 12 may be additionally provided to measure the precise altitude near the destination point. The barometric altimeter can be used when the parafoil-guided parachute transport system is hundreds of meters above, since the error is smaller than the altitude error measured by GPS. And the top of the cargo unit is equipped with a
또한, 자동유도장치부(8)는 1개의 전원공급원인 배터리(19b)를 구비한다. 배터리(19b)는 28VDC의 전압을 가지며, 전압 조절기(19a)에 의해 저 전압이 필요한 비행제어부(10) 및 전자부에 전원을 공급할 뿐만 아니라 고 전압이 필요한 서보구 동기(9)에도 전원을 공급한다.In addition, the
자동유도장치부(8)는 사용자의 요구에 따라 카메라나 화생방 탐지 센서를 더 탑재할 수 있다. 자동유도장치부(8)는 제1 통신부(14)를 구비하는데, 제1 통신부(14)는 900MHz RF 모뎀을 사용하여 후술할 원격조종장치(23)에 운송시스템의 자동 비행상태에 관한 자료나 화생방 탐지 정보등과 같은 추가적인 자료를 실시간으로 다운 링크(down-link)함으로써 운송시스템의 비행상황 및 주변 상황을 수치 및 그래픽으로 재현하여 실시간으로 모니터링할 수 있게 한다. 제1 통신부(14)는 원격조종장치(23)와 원활한 통신을 하도록 자동유도장치부(8)의 하단에 위치한다. 자동유도장치부(8)는 특수 충격흡수제품으로 표면이 둘러싸여 있어 지면과 충돌시의 충격으로부터 보호되므로 재사용할 수 있다.The
상기 설명한 자동유도장치부(8)는 제1 명령입력부(13)나 제2 명령입력부에 시스템 별로 설정된 고유의 암호 코드를 입력하여야 전원이 들어온다. 따라서 본 발명의 파라포일 유도낙하산 운송시스템이 적들의 수중에 들어가는 만일의 경우에도 적들에 의해 이용되는 것을 방지할 수 있다.The
원격조종장치(23)는 수동 조종신호를 자동유도장치부(8)에 업 링크(up-link)하기 위한 제2 통신부(23a), 제2 명령입력부, GPS 수신기(23g) 및 비콘 송신기(23h)를 구비한다. 제2 통신부(23a)는 제1 통신부(14)와 마찬가지로 900MHz RF 모뎀을 사용하며, 제2 명령입력부는 자동/수동 스위치(23d) 및 조이스틱(23e)을 구비하며, 암호 코드 입력을 위한 버튼부를 더 구비할 수 있다. 비행제어부(10)가 기능을 상실하여 자동항법비행이 불가능할 경우, 원격조종장치(23)의 자동/수동 스 위치(23d)를 수동모드로 전환하고 조이스틱(23e)으로 본 발명의 유도낙하산 운송시스템을 좌회전이나 우회전 및 양방향 동시에 작동하는 수동 조종신호를 입력 받는다. 상기 수동 조종신호는 제2 통신부(23a)로 자동유도장치부(8)에 업 링크되어 비행제어부(10)의 모터제어부(10b)를 통하여 서보구동기(9)를 작동시키므로 본 발명의 유도낙하산 운송시스템을 수동으로 조종할 수 있다. The
또한 원격조종장치(23)는 유선통신 및 무선통신을 위한 제3 통신부(23c)를 더 구비할 수 있다. 이러한 GPS 수신기(23g)를 구비함으로써 목적지의 지상에 있는 조종자의 현재 위치를 실시간으로 파악할 수 있다. 이 위치 정보는 비콘 신호로 변경되고 제2 통신부(23a)를 이용하여 자동유도장치부(8)에 업링크된다. 자동유도장치부(8)는 이 정보를 이용하여 서보 구동기(9)를 제어함으로써 지상의 조종자에 위치에 맞게 자동유도 비행을 수행할 수 있다.In addition, the
지상임무계획장치(Ground Mission Planning Unit, 22)는 디스플레이 부(22a) 뿐만 아니라 원격조종장치(23)의 제3 통신부(23c)와 RS-232와 같은 유선통신과 무선통신을 위한 제4 통신부(22b)를 구비하고 있다. 따라서, 자동유도장치부(8)의 제1 통신부(14)를 통하여 원격조종장치(23)로 다운 링크된 비행상태 데이터는 제3 통신부(23c)와 제4 통신부(22b) 사이의 RS-232 유선통신 및 RF모뎀에 의한 무선통신으로 지상임무계획장치(22)로 전송되어 실시간으로 비행상황을 수치 및 그래픽으로 재현하여 지상에서 본 발명의 유도낙하산 운송시스템의 실제 비행상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.The ground
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 서보구동기(9)를 개략적으로 보여주는 평면도이고, 도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 서보구동기(9)의 고정핀(9g)에 조종줄(3)이 연결되는 모습을 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 서보 구동기(9)는 서보 모터(9a), 상기 서보 모터(9a)와 연결된 웜기어 감속기(9b,9c), 고정키(key, 9e)에 의하여 상기 웜기어(9b,9c)의 웜휠(9c)과 연동되어 회전하는 풀리(pulley, 9d) 및 풀리(9d)의 외주부의 일부분에 난 홈으로 장착되어 조종줄(3)을 풀리(9d)에 고정하게 하는 조종줄 고정핀(9g)을 구비한다.9 is a plan view schematically showing a
각 조종줄(3)의 일 단은 주낙하산(1)의 양측에 연결되고 조종줄(3)의 타 단은 서보구동기(9)의 조종줄 고정핀(9g)에 도 9와 같이 묶인 상태로 풀리(9d)의 외주부에 난 홈(9f)을 통해 도 8의 화살표 방향으로 풀리(9d)에 장착된다. 이 때, 조종줄 고정핀(9g)의 양끝 단의 테이퍼 부분은 조종줄 고정핀(9g)을 풀리(9d)가 홈(9f)으로부터 쉽게 장 탈착하기 위함이다. One end of each control line (3) is connected to both sides of the main parachute (1) and the other end of the control line (3) pulley (9d) tied to the control line fixing pin (9g) of the servo driver (9) as shown in FIG. Is attached to the
웜기어 감속기(9b,9c)는 웜(worm, 9b)과 웜휠(worm wheel, 9c)로 이루어져 있는데, 본 발명에서는 웜기어 감속기(9b,9c)를 사용함으로써 서보구동기(9)에 별도의 브레이크 장치를 사용하지 않아도 브레이크 기능을 수행할 수 있어서 구동 축의 방향 전환을 편리하게 제어할 수 있는 효과가 있다.The
서보구동기(9)가 조종줄(3)을 잡아당기지 않았을 때는 브레이크가 0%인 중립위치를 나타내며, 서보구동기(9)에는 부하가 전혀 걸려있지 않은 상태이다. 이 상태에서 서보구동기(9)를 작동시켜 2개의 조종줄(3)을 동시에 잡아당기면 캐노피에 브레이크가 걸리게 되고 잡아당기는 양을 제어함으로써 브레이크율을 조절할 수 있다. 앞에서 이미 기술한 바와 같이, 주낙하산(1)이 산개될 때 양측 조종줄(3)은 고정부재(5)로 구속되어 약 50~75% 정도 브레이크가 걸려있는데, 비행제어부(10)가 작동되면 서보구동기(9)는 먼저 상기 브레이크 걸린 부분(조종줄(3)의 약 50~75% 잡아당겨진 부분)을 중립 위치로 변경하기 위해 풀리를 감기는 방향으로 100%까지 감은 다음 1.0초 정도 지연 후 다시 반대 방향으로 회전시킴으로써 고정부재(5)는 해제되고 브레이크는 0%로 완전 중립위치로 전환된다. When the
본 발명에 따른 유도낙하산 운송시스템의 비행속도, 하강속도, 선회율 등을 조절하기 위하여는 주낙하산(1)의 양측에 각각 연결된 조종줄(3)의 당김량을 각 서보구동기(9)에서 별도로 제어하게 된다. 예를 들면, 오른쪽 방향으로만 선회가 필요하면 우측 조종줄만 제어하고, 왼쪽 방향으로만 선회가 필요하면 좌측 조종줄만 제어한다. 오른쪽 선회 시 하강율, 선회반경의 최소화 및 양항비의 조절이 필요한 경우에는 우측 조종줄을 제어함과 동시에 좌측 조종줄은 약간만 제어함으로써 가능하다. 마찬가지로 왼쪽 선회 시 하강율, 선회반경의 최소화 및 양항비의 조절이 필요한 경우에도 마찬가지로 좌측 조종줄을 제어함과 동시에 우측 조종줄은 약간만 제어하면 된다. 또한, 양방향 조종줄을 동시에 제어하면 하강율과 양항비를 조절할 수 있다. 이와 같이 비행제어부(10)의 제어 명령에 따라 서보구동기(9)의 제어모드를 적절히 선택함으로써 자동항법비행을 수행한다.In order to adjust the flying speed, the descending speed, the turning rate and the like of the guided parachute transport system according to the present invention, each
이와 같이 본 발명의 파라포일 유도낙하산 운송시스템을 조종하는데 필요한 조종줄의 장력은 캐노피 면적 및 화물부의 중량을 고려할 때, 주낙하산이 견딜 수 있는 최대 화물 무게의 3% 이상이어야 하며, 비행 중 돌풍과 같은 예기치 않은 상황에서의 큰 부하를 고려하면 4% ~ 10%인 것이 바람직하다. 그리고 웜기어 감속비 를 산출할 때는 최종 필요 구동 토크를 기준으로 하여 서보 모터 자체의 출력과 토크, 회전수, 풀리의 직경 및 조종줄의 제어속도등을 고려하여 계산한다. 이때, 조종줄의 제어속도는 조종줄의 최대 당김 또는 풀림에 소요되는 시간이 2 ~ 8초가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.As such, the tension of the control line required to control the parafoil guided parachute transport system of the present invention should be 3% or more of the maximum cargo weight that the parachute can withstand, considering the canopy area and the weight of the cargo section, such as a gust in flight. Considering the heavy load in unexpected situations, 4% to 10% is preferable. The worm gear reduction ratio is calculated based on the final required drive torque, taking into account the output and torque of the servo motor itself, the number of revolutions, the diameter of the pulley and the control speed of the control line. At this time, the control speed of the control line is preferably set so that the time required for the maximum pulling or loosening of the control line is 2 to 8 seconds.
본 발명에 따른 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 자동유도장치부(8)의 하부와 화물부(27)의 상부에 화물연결부(24,25,26)를 구비한다. 화물연결부(24,25,26)는 자동유도장치부(8)의 하부의 4곳에 연결된 4개의 제3 라이저(24), 화물부(27)의 상부의 4곳에 연결된 4개의 제4 라이저(26) 및 상기 제3 라이저(24)와 제4 라이저(26)들이 연결된 스위블 조인트(swivel joint, 25)로 이루어져 있다. 스위블 조인트(25)는 제3 라이저(24)와 제4 라이저(26)가 독립적으로 자유롭게 회전할 수 있도록 상부와 하부가 독립적으로 회전함으로써 비행 중 화물부(27)를 회전시켜 공기저항도 줄이며 화물부(27)의 형상이 비행제어에 영향을 주지 않게 하는 역할을 수행한다.Parafoil guided parachute transport system according to the present invention is provided with a cargo connection (24, 25, 26) in the lower portion of the
이하에서는 상기와 같은 구성요소를 구비하는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 파라포일 유도낙하산 운송시스템이 항공기로부터 투하된 후 자동항법 비행하여 목적지까지 도달하는 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, the parafoil guided parachute transport system according to an exemplary embodiment of the present invention having the above components will be described with respect to a process of reaching the destination by autopilot flying after being dropped from an aircraft.
본 발명에 따른 유도낙하산 운송시스템은 무동력 활공비행을 통하여 목적지점까지 안정하게 도달할 수 있을 정도의 임무투하고도에서 투하되는데, 이 때는 도 2에 도시된 바와 같이 결속끈(37)에 의하여 낙하산부(6)와 자동유도장치부(8) 및 화물부(27)가 서로 결속되어 있다. 유도낙하산 운송시스템은 투하되자 마자 항공 기에 부착된 스테틱 라인(static line, 40)에 의해 보조낙하산(39)이 강제로 펼쳐진다. 보조낙하산(39)이 펼쳐진 후 공기 저항을 받을 때의 충격으로 커터(cutter)가 결속끈(37)을 절단하여 도 3에 도시된 바와 같이 주낙하산(1)및 자동유도장치부(8)과 화물부(27)를 보조낙하산(39)이 지탱하게 된다. The guided parachute transport system according to the present invention is dropped in a mission altitude enough to reach a destination point stably through a non-powered gliding flight, in which case the parachute part is connected by a
보조낙하산(39)은 4~6초 동안 자유하강하면서 본 발명에 따른 운송시스템 전체의 자세를 안정화시키고, 산개스위치(17)를 작동시킨다. 산개스위치(17)가 작동된 후 4~6초가 경과하거나 또는 미리 설정한 압력(기압)값에 도달하면 자동산개기(18)가 구동되어 주낙하산(1)이 펼쳐진다. 도 4에서 도시하는 바와 같이 주낙하산(1)이 산개된 이후에는 보조낙하산(39)은 자동으로 접혀서 공기저항을 줄이고 방향을 표시하는 인식표로서의 기능을 수행한다. The
비행제어부(10)의 활성스위치(16)에는 활성핀이 장착되어 있는데, 주낙하산(1)이 산개됨과 동시에 상기 활성핀은 이탈되고 이때부터 비행제어부(10)에 내장된 타이머가 작동되어 6초 후부터는 비행제어부(10)를 활성화시켜 자동항법비행을 수행한다. 주낙하산(1)이 산개될 때 양측 조종줄(3)은 고정부재(5)로 구속되어 약 50~75% 정도 브레이크가 걸려있는데, 비행제어부(10)가 작동되면 서보구동기(9)는 먼저 상기 브레이크 걸린 부분(조종줄(3)의 약 50~75% 잡아당겨진 부분)을 중립 위치로 변경하기 위해 감기는 방향으로 100%까지 감은 다음 1.0초 정도 지연 후 다시 반대 방향으로 회전함으로써 고정부재(5)는 해제되고 브레이크는 0%로 되어 양측 조종줄은 완전 중립위치로 전환된다. The
이 때부터 각 서보구동기(9)는 주낙하산(1)의 양측에 각각 연결된 조종줄(3) 의 당김량을 별도로 제어하여 비행속도, 하강속도, 선회율 등을 조절한다. 이와 같이 비행제어부(10)의 제어 명령에 따라 서보구동기(9)를 적절히 제어함으로써 자동항법비행을 수행하여 화물을 목적지에 신속, 정확하게 운송할 수 있다.From this time, each
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 따른 파라포일 유도낙하산 운송시스템에 의하면, 바람의 영향을 분석하고 위치 및 방위각에 근거하여 양측 조종줄의 당김량을 서보구동기를 이용하여 각각 제어함으로써 화물을 목적지점까지 신속, 정확하게 운반할 수 있으며 그로 인하여 화물 회수시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the parafoil guided parachute transport system according to the present invention, by analyzing the influence of the wind and controlling the amount of pull on both control lines using a servo driver based on the position and azimuth angle, the cargo can be quickly and accurately transported to the destination point. And it has the effect of reducing the cargo recovery time.
그리고, 투하 직후 보조낙하산을 산개함으로써 유도낙하산 운송시스템의 자세를 안정화시키며, 소정 시간이후에 주낙하산이 산개되도록 하는 산개스위치를 작동시킴으로써 주낙하산의 산개 결함을 방지하며, 주낙하산이 산개된 이후에는 접힘으로써 방향을 표시하는 인식표로서의 기능을 수행하여 수동으로도 용이하게 조종할 수 있도록 해준다.In addition, the attitude of the guided parachute transport system is stabilized by spreading the secondary parachute immediately after the release, and the operation of the switch for dispersing the main parachute after a predetermined time prevents the defects of the main parachute from spreading. It can also be easily manipulated manually by performing the function as a dog tag indicating the direction by folding.
또한 양측 조종줄의 일 단과 연결되어 비행을 제어하는 서보구동기에 걸리는 충격을 완화시킬 수 있으며, 서보구동기에 웜기어감속기를 설치함으로써 서보 모터 의 부하를 감소시키고 방향전환이 용이하며, 별도의 브레이크 장치가 필요 없다.In addition, it is connected to one end of both control lines to alleviate the impact on the servo driver that controls the flight.The worm gear reducer is installed on the servo driver to reduce the load of the servo motor and to easily change the direction, and requires a separate brake device. none.
또한, 화물연결부가 스위블 조인트를 구비함으로써 비행 중 공기저항을 줄이며, 화물부의 형상이 비행제어에 영향을 주지 않도록 할 수 있으며, 전자. 기계적인 방식의 자동산개기를 사용함으로써 별도의 검/교정 과정이 불필요하다.In addition, the cargo connection portion is provided with a swivel joint to reduce air resistance during flight, so that the shape of the cargo portion does not affect the flight control, electronic. There is no need for a separate calibration / calibration process by using a mechanical automatic spreader.
그리고, 지상에서 원격조종장치와 지상임무계획장치를 통하여 비행상태를 실시간으로 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 오류 시 수동 조종 모드로 전환하여 원격 조종하여 임무수행 도를 높일 수 있다.In addition, the remote control device and the ground mission planning device in the ground can not only monitor the flight status in real time, but can also increase the performance of the mission by remote control by switching to the manual control mode in the event of a system failure.
본 발명에 따른 파라포일 유도낙하산 운송시스템은 위험지역 및 고립 지역에 구호품 투하, 위험지역의 아군에게 소형무기 및 군수품 보급, 구축함 또는 원양어선에 물자수송, 잠수함 작전시 대 잠수함 물자 수송으로 잠수함 위치 노출방지 최소화, 도서지역 건설자재 및 물자수송, 군 특수작전 대응, 유도제어에 의한 정밀 폭탄투하, 사람이 접근하기 어려운 화생방 오염지역에 관측센서를 탑재 실시간으로 데이터 전송, 접근 진입로가 없는 지역에서의 산불화재 시 소화설비 및 장비 급송 보급, 야간 고공 낙하시 목표지점 착륙 유도, 무선 원격 카메라에 의한 정보수집, 무인항공기(UAV) 및 로켓, 미사일 장치 회수, 패러글라이딩 관광사업 등에 직접적으로 활용될 수 있다.Parafoil guided parachute transport system according to the present invention is to expose the submarine location by dropping relief supplies to dangerous and isolated areas, supplying small arms and munitions to allies in dangerous areas, transporting goods to destroyers or ocean-going vessels, and transporting submarine materials during submarine operations. Minimization of prevention, transportation of construction materials and materials in island areas, response to military special operations, precise bomb release by guided control, and equipped with observation sensors in NBC contaminated areas that are hard to access, real-time data transmission, forest fires in areas without access ramps It can be directly used for supplying fire extinguishing equipment and equipment in case of fire, inducing landing of target at high altitude drop at night, collecting information by wireless remote camera, unmanned aerial vehicle (UAV) and rocket, missile device recovery, and paragliding tourism.
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