KR100910552B1

KR100910552B1 - 위그선 날개 구조

Info

Publication number: KR100910552B1
Application number: KR1020080081188A
Authority: KR
Inventors: 강창구; 이한진; 이창민
Original assignee: 윙쉽테크놀러지 주식회사
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2009-08-03
Anticipated expiration: 2028-08-20
Also published as: US20110206528A1

Abstract

본 발명은 위그선 날개 구조에 관한 것으로, 특히 위그선의 좌/우측 중앙 부분에서 외향으로 각각 측면상 올챙이 형상의 에어포일 모양의 민민한 판넬이 순차적으로 좁아지며 돌출되어 형성하는 좌/우측 주날개와, 좌/우측 주날개의 양단에서 이음매없이 연결되어 수직 하향하는 판넬을 형성하여 상기 양단에서 발생하는 와류와 유도항력을 억제하는 좌/우측 하향날개 및 위그선 선체의 구동체에서 인가되는 제어에 따라 기동시 발생하는 좌측단과 우측단의 비대칭을 보정하고, 상기 선체를 좌측 또는 우측으로 회전시키기 위해 상기 좌/우측 하향판넬의 배면에 소정 간격으로 이격시켜 장착된 방향타(Rudder)부로 구성된 것을 특징으로 하는 위그선의 날개 구조에 관한 것이다.

따라서, 본 발명의 위그선의 날개 구조에 의할 경우, 지면(=해안선면) 효과를 극대화하여 좌/우측 주날개의 양끝단에서 발생하는 와류와 유도항력을 최소화시킬 수 있고, 좌/우측 하향날개가 끝단판에 비해 훨씬 많은 부피를 가지므로 이착수시의 선체로 받는 충격력 흡수 및 상기 선체의 횡동요 안정성 확보에도 이점이 있다.

위그선, 선체, 날개, 방향타, 와류, 유도항력, 에어포일 형상

Description

위그선 날개 구조{Wing Structure of Wig ShipCraft}

본 발명은 위그선 날개 구조에 관한 것으로, 특히 위그선 좌/우측 주날개의 양단에서 이음매없이 연결되어 수직 하향하는 판넬을 형성하여 상기 양단에서 발생하는 와류와 유도항력을 억제하고, 위그선 선체의 구동체에서 인가되는 제어에 따라 위그선 기동시 발생하는 좌측단과 우측단의 추력 비대칭을 보정할 수 있도록 함으로써, 수직꼬리날개 없이도 위그선 선수동요 안정성을 확보할 수 있는 위그선에 관한 것이다.

일반적으로, 항공기의 경우는 선수동요 안정성을 확보하고 좌우 추력(Thrust)의 비대칭성을 보정하기 위해 커다란 수직꼬리날개를 사용한다. 이는 규정상 좌우 추진기 중 한 쪽 추진기가 완전히 고장난 경우에도 운항을 가능하게 하기 위함이다. 하지만, 위그선의 경우에는, 엔진 고장시 수면에 착수하여 필요한 비상조치 및 고장수리를 수행할 수 있으므로 항공기와 같이 과도한 수직 꼬리날개 형상을 요구하지는 않는다. 따라서 위그선의 경우에는 수직꼬리날개를 대신하여 선수동요 안정성을 확보할 수 있는 수단을 확보할 수 있다면 수직꼬리날개를 제거함으로써 선체 모양을 유선형으로 하여 더욱 슬림하게 제작할 수 있을 것이다. 일반적으로 위그선 후미에 돌출 장착되어 있는 수직꼬리날개에는 방향타(Rudder)가 장착되어 있는 것이 보통이므로 위그선 기동시 공기 저항력의 증가로 연료 소비량이 증가한다는 문제점이 있었다.

하지만, 현재까지는 위그선에서 수직꼬리날개를 대치할 수 있는 장치가 개발되어 있지 않고 있는 실정이다.

한편, 본 발명은 주날개 양 끝단 하부로 연장되는 끝단판 구조와 관련된 것으로, 일반적으로 위그선 주날개 끝단에서는 와류가 발생하게 되는데, 이러한 와류는 위그선 저항을 증가시키게 된다. 따라서 이를 억제하고 개선시킬 수 있는 날개 구조가 요구되고 있는 상황이다.

현재 위그선에서 사용되는 끝단판은 이러한 와류를 막는 역할만을 수행하며, 그 외의 추가적인 역할 및 기능 수행이 없어 와류를 막을 수 있는 범위 내에서 최소화하여 설치하는 것이 일반적이다. 따라서 이러한 끝단판 형상을 개선하여 위그선 기동시 양력 및 추력을 증가시키고 기동안정성을 확보할 수 있도록 할 필요성은 크다 할 것이다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 위그선의 좌/우측 주날개의 양단에서 발생하는 와류와 유도항력을 억제하고, 위그선 선체의 구동체에서 인가되는 제어에 따라 기동시 발생하는 좌측단과 우측단의 추력 비대칭을 보정할 수 있는 위그선의 날개 구조를 제공하는 데 있다.

또 다른 목적은, 종래 기술의 위그선 후미에 돌출된 수직 꼬리날개를 선체에서 제거하여 위그선의 중량을 감소시키고 위그선 전체 모양을 슬림 유선형화 시키며, 좌/우측 하향날개의 배면에 장착된 방향타를 사용하여 상기 선체의 좌측 또는 우측으로 회전시 선수 동요에 대한 안정성을 확보할 수 있는 위그선 날개 구조를 제공하는 데 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 발명에 따른 위그선 날개 구조는, 위그선 선체의 측면 중앙 부분에서 외향으로 돌출된 주날개와, 상기 주날개의 외향 끝단에서 이음매없이 수직 하향되어 고정되는 구조인 하향날개와, 상기 위그선 선체 후미에서 외향으로 수평 돌출된 수평꼬리날개와, 상기 수평꼬리날개 중앙인 선체 축방향으로 수직하게 설치되는 수직꼬리날개를 포함하여 구성하되, 상기 하향날개의 수직 단면 형상은, 앞전을 포함한 전면부는 유동박리가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상이고, 후면부는 정점 두께를 가지는 부위로부터 뒷전 방향으로 두께 수렴을 하며 뒷전은 샤프하게 일자 수렴하되, 상기 정점 두께는 앞전에서 뒷전까지 길이 중 앞전 정점에서 "(3내지4)/ 10" 위치에 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 위그선 선체의 측면 중앙 부분에서 외향으로 돌출된 주날개와, 상기 주날개의 외향 끝단에서 수직 하향되어 설치되는 하향날개와, 상기 위그선 선체 후미에서 외향으로 수평 돌출된 수평꼬리날개를 포함하여 구성하고, 상기 하향날개는 상기 주날개 끝단에서 하방향으로 일체로 고정되는 하향판넬과, 상기 하향판넬 배면 과 대면하게 설치되는 가변형의 방향타부(Rudder부)로 구성하되, 상기 방향타부를 포함하는 하향날개의 수직 단면 형상은 앞전을 포함한 전면부는 유동박리가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상이고, 후면부는 정점 두께를 가지는 부위로부터 뒷전 방향으로 두께 수렴을 하되 뒷전은 샤프하게 일자 수렴하게 구성하며, 전체 하향날개의 수직 단면 형상은 에어포일 모양인 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 수평꼬리날개는, 고정형 수편판넬 구조인 수평안정판과, 상기 수평안정판 배면과 대면하게 설치되는 가변형의 승강타부로 구성하되, 상기 승강타부의 측단면 형상은 앞전을 포함한 전면부는 유동박리가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상으로 구성하고, 정점 두께를 가지는 부위로부터 두께 수렴을 하되 뒷전은 샤프하게 일자 수렴하게 하게 구성하며, 전체 수평꼬리날개의 측단면 형상은 에어포일 모양인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 하향날개의 하부는 해수 및 해면 근처 공기와의 마찰력을 줄이기 위하여 아치형 또는 유선형 "V"자 형상으로 구성하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 하향날개는, 재질이 탄소 섬유 알루미늄인 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따른 날개 구조를 위그선에 장착시에는, 위그선의 좌/우측 주날개의 양단에서 발생하는 와류와 유도항력을 억제하고 양력발생 및 및 추력증가를 가능하 게 하며, 위그선 선체의 구동체에서 인가되는 제어에 따라 기동시 발생하는 좌측단과 우측단의 추력 비대칭을 보정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래 기술의 위그선 후미에 돌출된 수직 꼬리날개를 선체에서 제거하여 위그선의 중량을 감소시키고, 좌/우측 하향날개의 배면에 장착된 방향타를 사용하여 상기 선체의 좌측 또는 우측으로 회전시 선수 동요에 대한 안정성을 확보할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위그선 날개구조를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예인 날개 구조를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 제2 실시예인 날개 구조를 도시한 사시도, 도 3a는 도 1 및 도 2에서의 주날개와 하향날개의 절단사시도, 도 3b는 도 3a에서 립과 스파를 구비한 주날개 내부 사시도, 도 4a 및 도 4b는 하향날개 하부 형상 모양을 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 제3 실시예인 날개 구조를 도시한 사시도, 도 6a 및 6b는 도 5에서 주날개 및 하향날개 구조를 도시한 사시도, 도 7은 도 6에서의 하향날개 하부 형상 구조를 도시한 절단사시도, 도 8은 제3 실시예에서의 하향날개 내부 사시도, 도 9는 본 발명의 제4 실시예인 날개 구조를 도시한 사시도, 도 10a 및 10b는 도 9에서의 주날개와 하향날개 절단사시도, 도 11a 및 11b는 하향날개 하부 형상 모양을 도시한 도면, 도 12는 본 발명에 따른 수직꼬리날개가 없는 위그선 측면 구조도, 도 13은 본 발명에 따른 하향날개를 이용한 선수동요 제어 개념도이다.

이하, 첨부 도면에 의거하여 설명되는 위그선 날개 구조에서는, 위그선의 선체 축을 중심으로 좌/우측이 대칭인 구조이다. 따라서, 일측 날개 구조를 설명하여도 이 경우에는 타측 날개 구조도 동일한 것으로 보는 것이 마땅하다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예 날개 구조로, 위그선 선체의 측면 중앙 부분에서 외향으로 돌출된 주날개(200)와, 상기 주날개(200)의 외향 끝단에서 이음매없이 수직 하향되어 고정되는 구조인 하향날개(300)와, 상기 위그선(100) 선체 후미에서 외향으로 수평 돌출된 수평꼬리날개(400)와, 상기 수평꼬리날개(400) 중앙인 선체 축방향으로 수직하게 설치되는 수직꼬리날개(500)를 포함하여 구성한다.

이 경우, 상기 하향날개(300)의 수직 단면 형상은, 앞전을 포함한 전면부는 유동박리가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상이고, 후면부는 정점 두께를 가지는 부위로부터 두께 수렴을 하며 뒷전은 샤프하게 일자 수렴하도록 구성한다.

즉, 종래 하향날개가 수직 방향으로 일정 두께를 갖는 일자형 판넬 형상이었다면, 제1 실시 예에서의 하향날개 구조는 에어포일과 같은 유선형 날개단면 형상으로 구성함으로써 와류를 억제하고 추력을 증가시키는 역할을 하게 된다. 더욱 상세하게 설명하면, 일반적으로 날개 아래에서는 안쪽에서 바깥쪽으로 행하는 유체의 흐름이 있는데, 이 경우 날개 끝부분에 끝단판 또는 하향날개가 수직 방향으로 배치되면 날개 아래의 유체 흐름은 끝단판에 대해서 일정한 입사각(영각)을 가지게 되며 이러한 배치는 끝단판에서 양력(lift)을 발생시키게 된다. 이러한 양력은 위 그선 진행 방향 성분과 수평방향 성분으로 나뉘어질 수 있는데, 이 중 진행 방향 성분이 추력(thrust)을 증가시키는 역할을 하게 된다. 따라서, 만약에 끝단판이 일반적인 날개 단면인 에어포일 단면을 가지면 이러한 양력 발생을 최대화할 수 있다.

다시 말하여, 끝단 양력면의 앞전(leading edge)은 유동 박리(separation)가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상이고 뒷전(trailing edge) 은 sharp해서 박리 발생시 양력이 극대화되며 이에 따라서 와류 억제에 의한 저항 감소뿐만 아니라 추력을 증가시키는 역할도 수행할 수 있게 된다. 또한 이러한 하향날개 형상은 기존 끝단판에 비하여 훨신 많은 부피를 가지므로 이착수시의 충격력 흡수 및 횡동요 안정성 확보에도 이점을 얻을 수 있으므로, 위그선 및 수상비행기에서 플로트(float)를 대신할 수 있다. 즉, 수상기의 경우 착륙 보조장치로 스키 모양의 플로트를 구비하게 되는데, 하향날개 단면 및 하부 형상을 이러한 유선형으로 구성함으로써 플로트를 대신할 수 있도록 하여 구조를 조금 더 단순하게 구성할 수 있도록 한 것이다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 제2 실시예인 날개구조 및 하향날개 형상을 상세하게 살명하면 다음과 같다.

제2 실시예에서는 제1 실시예에서의 수직꼬리날개를 제거하고, 수평꼬리날개를 선체 끝단부에서 후미로 전진 이동하였으며, 수평꼬리날개 형상 및 구조를 개선하였다.

먼저, 하향날개(300)는 이음매 없이 주날개(200) 끝단에서 수직 하향 연결시키 며, 형상은, 하향날개 앞전(Leading edge, 301)의 좌/우향은 민민하게 라운더(Round)로 형성하고, 상기 하향날개의 앞전(301)에서 뒷전(309)까지 길이 방향에서, 상기 앞전(301) 정점에서 "(3내지4)/10" 위치까지 상기 라운더의 좌/우측 유선형의 길이를 키우고, 상기 "(3내지4)/10" 위치에서 상기 뒷전(309)까지 좌/우측의 유선형 길이를 줄이며, 상기 제3 뒷전(Trailing edge) 정점에서 날카롭게 수렴하게 한다.

이 경우, 도 3b에서와 같이 주날개(200) 내부에는, 주날개(200)의 앞전(201)과 뒷전(209)을 연결하여 다수개 설치된 에어포일 형상의 리브(rib, 212)과 상기 리브(212)를 가로질러 구성하는 판넬 형상인 다수개의 스파(spar, 211))로 구성된다. 이러한 주날개(200) 내부 구성은 양력을 증대시키는 요인으로 작용한다. 아울러 내부에 연료탱크 또는 작은 화물을 넣을 수 있는 공간 활용도 가능하게 한다.

그리고, 하향날개 하부 형상은 아치형 또는 유선형 "V"자 형상으로 형성하여 수면 또는 지면 마찰력을 최소화시키는 것이 바람직하다.

도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 위그선 날개구조의 제3 실시 예에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 제3 실시 예에 있어서 위그선 날개 구조는, 위그선(100) 선체의 측면 중앙 부분에서 외향으로 돌출된 주날개(200)와, 상기 주날개(200)의 외향 끝단에서 수직 하향되어 설치되는 하향날개(300)와, 상기 위그선 선체 후미에서 외향으로 수평 돌출된 수평꼬리날개(400)를 포함하여 구성하고, 상기 하향날개(300)는 상기 주날개(200) 끝단에서 하방향으로 일체로 고정되는 하향판넬(310) 과, 상기 하향판넬(310) 배면과 대면하게 설치되는 가변형의 방향타부(Rudder부, 320)로 구성하되, 상기 방향타부(320)를 포함하는 하향날개(300)의 수직 단면 형상은 앞전(321)을 포함한 전면부는 유동박리가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상이고, 후면부는 정점 두께를 가지는 부위로부터 두께 수렴을 하되 뒷전(329)은 샤프하게 일자 수렴하게 구성하며, 전체 하향날개(300)의 수직 단면 형상은 올챙이 형상인 에어포일 모양으로 형성한다.

상기 하향날개(300)에서 고정형인 하향판넬(310) 구조와 이와 대면하며 결합되는 가변형의 방향타부(320) 구조는, 위그선(100)에서 수직꼬리날개 대신에 하향날개(300)를 선수동요 제어에 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 위그선(100)에서 날개를 동체 상단부에 배치하게 될 경우 지면효과를 극대화하기 위하여 상대적으로 큰 하향날개(300)를 부착하는데, 이 경우 양력면 형상을 응용하고 양력면 배면에 수직꼬리날개의 방향타와 같은 구동부(320)를 설치하게 되는데 이러한 구동부(320)를 작동하여 선수 동요에 대한 안정성을 확보하고 좌우 추력의 비대칭성을 보정하는 역할을 수행하게 하는 것이다. 이 경우에는 수직꼬리날개를 제거하고 수평꼬리날개(400)는 선체 상부에 설치한다.

이하, 제3 실시 예에 다른 날개 구조를 좀 더 상세하게 설명하면, 먼저, 위그선 선체(100)의 측면 중앙 부분에서 외향으로 돌출된 주날개(200)와, 상기 주날개(200)의 외향 끝단에서 수직 하향 형성되는 하향날개(300)와, 상기 선체 후미에서 외향으로 수평 돌출되어 형성되는 수평꼬리날개(400)로 구성되어 있음을 알 수 있다.

여기에서, 상기 하향판넬(310)은 이음매없이 주날개(200) 끝단에서 수직 하향 연결되는 고정식이며, 상기 방향타부(320)는 상기 선체를 좌측 또는 우측으로 기동하기 위해 상기 하향판넬(310)의 배면에 장착되는 가변식이다.

상기 수평꼬리날개(400)는, 상기 위그선 선체(100)의 후미에서 외향으로 수평으로 돌출되어 전방에 고정된 수평안전판(410)과 상기 선체(100)를 상승 또는 하강으로 기동하기 위해 상기 수평안전판(410) 배면에 장착된 승강타(420)를 포함하여 구성한다.

상기 하향날개(300) 및 수평꼬리날개(400) 구조를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

위그선 기동시 상기 주날개(200)와 상기 하향판넬(310) 및 수평안전판(410)은 고정형으로 구성하며, 구동부의 조작에 의해 상기 선체(100)를 좌/우 회전시키는 방향타부(320) 또는 선체를 상승/하강 시키기 위한 승강타부(420)는 가변형 구조이다.

즉, 상기 방향타부(320) 뒷전(Trailing edge, 329)은 좌/우 방향으로 회전하며, 상기 승강타부 뒷전(Trailing edge, 429)은 상/하 방향으로 회전이 가능하도록 함으로써, 선수 동요에 대한 안정성 및 좌우 추력의 비대칭성을 보정할 수 있게 된다.

따라서, 선수동요 제어가 목적인 수직꼬리날개 구성을 제거한 위그선 날개 구조가 가능하게 되는 것이다.

상기 주날개(200)는, 위그선의 측면 중앙 부분에서 외향으로 종래 항공기의 풍 판(Airfoil=에어포일)과 동일한 형상인 측면상 올챙이 형상의 민민한 판넬이 순차적으로 이어져 구성되며 앞전(201)과 뒷전(209)의 간격이 좁아지며 돌출된다. 즉, 상기 올챙이 형상은 상기 앞전(201)의 좌/우향 형상은 수평 일직선이며 상/하향 형상은 민민하게 라운더(Round)로 형성하고, 상기 앞전(201)에서 상기 뒷전(209)까지 중, 상기 앞전(201) 정점에서 "(3내지4)/10" 위치까지는 상기 라운더의 상/하측 유선형의 높이를 키우고, 상기 "(3내지4)/10" 위치에서 상기 뒷전(209)까지는 상/하측 유선형 높이를 줄이며 상기 뒷전(209) 정점에서 샤프한 형상으로 수렴하게 한다. 이때, 상기 주날개(200)는, 측면이 올챙이 형상인 에어포일 모양으로써 재질은 탄소 섬유 알루미늄으로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 하향판넬(310)은 앞전(311)의 좌/우향 형상은 민민하게 라운더(Round)로 형성하며 뒷전(319)은 2개의 박리가 발생하도록 날카롭게 형성된다. 이때, 상기 2개의 박리를 평면상으로 설명하면, 박리 서로 간을 오목하게 수직 일직선으로 고랑(=홈, 315)을 형성한 것이다.

이 때, 상기 하향판넬(310)은, 재질이 탄소 섬유 알루미늄으로 구성하며, 하부 형상은 아치형 또는 유선형 "V"자 형상으로 형성하여 수면 또는 지면 마찰력을 최소화시키는 것이 바람직하다.

상기 방향타부(320)는, 상기 하향판넬(310)의 고랑(315)으로부터 소정 거리 이격시켜 구동부로서 방향성을 가지고 움직일 수 있도록 장착된다. 아울러, 앞전(321)이 라운더(Round) 형상이며 뒷전(329)은 1개의 박리가 발생하도록 날카롭게 형성된다. 이때, 평면이 올챙이 형상인 수직 일직선 판넬로 구성하고 재질은 탄소 섬유 알루미늄으로 구성하는 것이 바람직하며, 하부는 아치형 또는 유선형 "V"자 형상으로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방향타부(320)는, 상기 구동부의 조작에 의해 방향타부(320) 뒷전(329)을 좌/우측 방향으로 회전시킬 경우 상기 방향타부(320) 앞전(321)의 라운더가 상기 고랑과 마찰을 발생하지 않으며 회전 가능하도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 수평꼬리날개(400)는, 고정형인 수평안전판(410)과, 가변형인 승강타부(420)로 구성되며, 상기 수평안전판(410)은 선체(100) 후미에서 외향으로 종래 항공기의 풍판(Airfoil=에어포일)과 동일한 형상인 측면상 올챙이 형상의 민민한 판넬이 순차적으로 앞전(Leading edge, 411)과 뒷전(Trailing edge, 419)의 간격이 좁아지며 돌출되며, 앞전(411)의 형상은 상/하향을 민민하게 라운더(Round)로 형성하며 뒷전(419)은 2개의 박리가 발생하도록 날카롭게 형성한다. 이 때, 상기 2개의 박리를 평면상으로 설명하면, 박리 서로 간을 오목하게 수직 일직선으로 고랑(=홈, 415)을 형성한 것이다. 아울러, 상기 수평안전판은, 재질이 탄소 섬유 알루미늄으로 하여 구성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 승강타부(420)는, 상기 수평안전판의 고랑(415)으로부터 소정 거리 이격시켜 장착한다. 이때, 상기 승강타부(420)는, 앞전(Leading edge, 421)이 라운더(Round) 형상이며 뒷전(Trailing edge, 429)은 1개의 박리가 발생하도록 날카롭게 형성한다. 아울러, 상기 승강타부(420)는 측면이 올챙이 형상으로 재질은 탄소 섬유 알루미늄으로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 승강타부(420)는, 상기 구동부의 조작에 의해 상기 뒷전(Trailing edge, 429)을 상/하측 방향으로 회전시킬 경우 상기 앞전(421)의 라운더가 상기 고랑(415)에 마찰이 발생하지 않으며 회전할 수 있도록 소정 공간을 형성하여 상기 승강타부(420)를 장착시키는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 제3 실시 예에 따른 상기 위그선 날개 구조는, 선체의 중앙 부분에서 외향으로 고정 돌출된 주날개(200)와, 상기 주날개(200)의 외향 끝단에 수직 하향 형성된 하향날개(300) 및 상기 선체(100) 후미에서 외향으로 돌출된 수평꼬리날개(400)로 구성함으로써 종래기술의 수직꼬리날개를 설치하지 않는 것이 가능하게 된다.

이하, 하향판넬과 방향타부로 구성된 하향날개와 수평안정판 및 승강타부로 구성된 수평꼬리날개 형상을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 하향판넬(310) 앞전(311)의 상/하향이 수직 일직선 형상이고 좌/우향을 민민하게 라운더(Round)로 형성하며, 상기 앞전(311)에서 방향타부를 포함하는 전체 하향날개(300) 뒷전(329)까지 길이 방향에서, 상기 앞전(311) 정점에서 "(3내지4)/10" 위치까지 상기 라운더의 좌/우측 유선형의 길이를 키우고, 상기 "(3내지4)/10" 위치에서 상기 하향날개 뒷전(329)까지 좌/우측의 유선형 길이를 줄이며, 상기 하향판넬(310) 뒷전(319)에서 좌측 유선형 끝단과 우측 유선형 끝단이 각각 샤프(Sharp)하게 형성한 제1,2 샤프부로 이루어지며, 상기 제1,2 사프부 사이 공간을 내측으로 수직 오목하게 고랑(=홈, 315)을 형성한 것이다.

상기 방향타부(320)는, 상기 선체(100)를 좌측 또는 우측으로 기동시키기 위한 방향타 역할을 수행하며, 올챙이 형상으로 형성되며, 위그선 선체 기동시 구동부의 조작에 의해 좌/우측 상기 주날개(200)의 좌측단과 우측단에서 발생하는 비대칭 추력에 대한 보정이 가능하도록 기능한다.,

즉, 상기 올챙이 형상은 상기 방향타부(320) 앞전(321) 좌/우향을 민민하게 라운더(Round)로 형성하고, 상기 앞전(321)에서 뒷전(329)까지 길이 방향에서, 상기 앞전(321) 정점에서 "(3내지4)/10" 위치까지 상기 라운더의 좌/우측 유선형의 길이를 키우고, 상기 "(3내지4)/10" 위치에서 하향날개 에어포일 모양의 형상을 따라 상기 뒷전(329)까지 좌/우측의 유선형 길이를 줄이며, 상기 제3 뒷전(Trailing edge) 정점에서 날카롭게 수렴하게 한다.

상기 수평안전판(410)은, 앞전(411)의 좌/우향이 수직 일직선이고 상/하향을 민민하게 라운더(Round)로 형성하고, 상기 앞전(411)에서 수평꼬리날개(400) 뒷전(429)까지 중, 상기 앞전(411) 정점에서 "(3내지4)/10" 위치까지 상기 라운더의 상/하측 유선형의 높이를 키우고, 상기 "(3내지4)/10" 위치에서 상기 수평꼬리날개 뒷전(429)까지 상/하측의 유선형 높이를 줄이며, 상기 수평안전판(410) 뒷전(419)에서 상측 유선형 끝단과 하측 유선형 끝단이 각각 샤프(Sharp)하게 형성한 제4,5 샤프부로 이루어지고, 상기 제4,5 사프부 간 공간을 내측으로 수직 오목하게 고랑(=홈, 415)을 형성한 것이다.

여기서, 상기 승강타부(420)는, 올챙이 형상으로 형성되며, 선체를 상승 또는 하강시키기 위한 장치이다. 즉, 상기 올챙이 형상은 앞전(421) 상/하향을 민민하게 라운더(Round)로 형성하고, 상기 앞전(421)에서 뒷전(429)까지 중, 상기 앞전(421) 정점에서 상기 수평꼬리날개(400)의 에어포일 모양 형상을 따라 "(3내지4)/10" 위치까지 상기 라운더의 상/하측 유선형의 높이를 키우고, 상기 "(3내지4)/10" 위치에서 상기 뒷전(429)까지 상/하측의 유선형 높이를 줄이며, 상기 뒷전(429) 정점에서 날카롭게 수렴하게 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 위그선의 날개 구조는, 위그선의 선체를 기준선을 중심으로 좌/우측의 날개가 각각 대칭으로 장착되며 상기 위그선의 날개 구조는, 일측 날개 구조만으로 설명하였으나 상기 대칭인 관계로 좌/우측 날개의 구조가 동일한 것이다.

따라서, 본 발명의 위그선의 날개 구조는, 항공기와 달리 수직꼬리날개를 별도로 설치하지 않고, 위그선의 특성인 지면(=해안선)효과를 극대화하여 주날개의 외향 끝단에서 발생하는 와류와 유도항력을 최소화하고, 하향날개가 끝단판에 비해 훨씬 많은 부피를 가지므로 이착수시의 선체로 받는 충격력 흡수 및 상기 선체의 횡동요(Roll) 안정성이 확보된다.

도 9 내지 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 위그선 날개구조 제4 실시 예에 대하여 설명하면 다음과 같다.

제4 실시 예에서는 하향판넬(310) 및 방향타부(320) 형상은 동일하나 결합 구조가 다른 경우를 개시하고 있다. 즉, 상기 방향타부(320)의 상하 길이 폭이 상기 하향판넬(310) 상하 길이 폭보다 작게 하고 하향판넬(310) 후면부는 방향타부(320)를 수용할 수 있을 정도의 수용홈(317)을 형성하게 하고 있다. 이에 따라서, 상기 방향타부(320)는 하향판넬(310) 후면부 수용홈(317) 내에 장착되게 된다. 위그선 날 개 구조에 있어서, 각 부분의 역할 및 기타 날개 형상은 동일한 바 중복될 수 있는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 도 11a 내지 11b에 도시된 바와 같이, 하부 형상이 라운드진 원호 형상인 아치형의 경우와 유선형 V자 형상을 도시하고 있다. 이는, 위그선 기동시 수면 또는 수면 공기층과의 마찰을 최대한 억제시켜 양력 및 추력 효과를 더욱 극대화하기 위함이다. 그리고, 이러한 형상은 일 실시 예일 뿐 도시된 형상에만 국한하지 않음은 당연하다.

도 12는 본 발명에 따른 수직꼬리날개가 없는 위그선 측면 구조도, 도 13은 본 발명에 따른 하향날개를 이용한 선수동요 제어 개념도이다.

도 12에서와 같이, 수직꼬리날개를 제거함으로써 선체 전체 부피를 줄이면서 전체적으로는 위그선 선체의 슬림 유선형화가 가능하게 되며, 이는, 도 13에서와 같이, 하향날개 후면부인 방향타부(rudder부)가 공기 흐름 및 유체 압력에 따라 좌우 방향으로 가변적 움직임을 갖도록 함으로써 선체 제어를 보충함으로써 가능하게 된다. 도 14는 끝단양력면을 이용한 에어포일 형상 날개 단면도인데, 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 비행기 날개 에어포일 형상을 구성함으로써 공기 흐름 및 공기 압력 차이에 의한 양력 및 추력 증대를 용이하게 하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예인 날개 구조를 도시한 사시도

도 2는 본 발명의 제2 실시예인 날개 구조를 도시한 사시도

도 3a는 도 1 및 도 2에서의 주날개와 하향날개의 절단사시도

도 3b는 도 3a에서 립과 스파를 구비한 주날개 내부 사시도

도 4a 및 도 4b는 하향날개 하부 형상 모양을 도시한 도면

도 5는 본 발명의 제3 실시예인 날개 구조를 도시한 사시도

도 6a 및 6b는 도 5에서 주날개 및 하향날개 구조를 도시한 사시도

도 7은 도 6에서의 하향날개 하부 형상 구조를 도시한 절단사시도

도 8은 제3 실시예에서의 하향날개 내부 사시도

도 9는 본 발명의 제4 실시예인 날개 구조를 도시한 사시도

도 10a 및 10b는 도 9에서의 주날개와 하향날개 절단사시도

도 11a 및 11b는 하향날개 하부 형상 모양을 도시한 도면

도 12는 본 발명에 따른 위그선 측면 구조도

도 13은 본 발명에 따른 하향날개를 이용한 선수동요 제어 개념도

도 14는 끝단양력면을 이용한 에어포일 형상 날개 단면도

*** 도면의 주요 부분에 대한 설명 ***

100: 위그선 선체 200: 주날개

300: 하향날개 310: 하향판넬

320: 방향타부 400: 수평꼬리날개

410: 수평안정판 420: 승강타부

500: 수직꼬리날개 600: 귀날개

Claims

위그선 선체의 측면 중앙 부분에서 외향으로 돌출된 주날개와;

상기 주날개의 외향 끝단에서 이음매없이 수직 하향되어 고정되는 구조인 하향날개와;

상기 위그선 선체 후미에서 외향으로 수평 돌출된 수평꼬리날개와;

상기 수평꼬리날개 중앙인 선체 축방향으로 수직하게 설치되는 수직꼬리날개;를 포함하여 구성하되,

상기 하향날개의 수직 단면 형상은, 앞전을 포함한 전면부는 유동박리가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상이고, 후면부는 정점 두께를 가지는 부위로부터 뒷전 방향으로 두께 수렴을 하며 뒷전은 샤프하게 일자 수렴하되, 상기 정점 두께는 앞전에서 뒷전까지 길이 중 앞전 정점에서 "(3내지4)/10" 위치에 형성하는 것을 특징으로 하는 위그선 날개 구조.
위그선 선체의 측면 중앙 부분에서 외향으로 돌출된 주날개와;

상기 주날개의 외향 끝단에서 수직 하향되어 설치되는 하향날개와;

상기 위그선 선체 후미에서 외향으로 수평 돌출된 수평꼬리날개;를 포함하여 구성하되,

상기 하향날개는 상기 주날개 끝단에서 하방향으로 일체로 고정되는 하향판넬과, 상기 하향판넬 배면과 대면하게 설치되는 가변형의 방향타부(Rudder부)로 구성 하되, 상기 방향타부를 포함하는 하향날개의 수직 단면 형상은 앞전을 포함한 전면부는 유동박리가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상이고, 후면부는 정점 두께를 가지는 부위로부터 두께 수렴을 하되 뒷전은 샤프하게 일자 수렴하게 구성하며, 전체 하향날개의 수직 단면 형상은 에어포일 모양인 것을 특징으로 하는 위그선 날개 구조.
제 2항에 있어서,

상기 수평꼬리날개는, 고정형 수편판넬 구조인 수평안정판과, 상기 수평안정판 배면과 대면하게 설치되는 가변형의 승강타부로 구성하되, 상기 승강타부의 측단면 형상은 앞전을 포함한 전면부는 유동박리가 발생하지 않도록 적절한 두께를 가지는 라운드 형상으로 구성하고, 정점 두께를 가지는 부위로부터 두께 수렴을 하되 뒷전은 샤프하게 일자 수렴하게 하게 구성하며, 전체 수평꼬리날개의 측단면 형상은 에어포일 모양인 것을 특징으로 하는 위그선 날개 구조.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하향날개의 하부는 해수 및 해면 근처 공기와의 마찰력을 줄이기 위하여 아치형 또는 유선형 "V"자 형상으로 구성하며, 상기 하향날개 재질은 탄소 섬유 알루미늄인 것을 특징으로 하는 위그선 날개 구조
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