KR101131748B1 - 부양체의 하부 계류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부양체의 하부 계류장치에 관한 것으로는 비행선, 에어로스탯(Aerostat)을 지상에 계류하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부양체 하부에 원뿔모양의 구조물을 장착하고 같은 모양의 원뿔 받침대를 지상에 설치하여 도킹(Docking), 계류함으로써, 지상 장비의 크기를 줄이며 계류장치를 단순하게 구성하고 계류에 필요한 운용 인력을 줄일 수 있는 부양체의 하부 계류장치에 관한 것이다.

본 발명의 부양체의 하부 계류장치는, 원뿔 형상으로 상부가 개방되어 부양체의 하부에 장착되는 하부연결대; 상기 하부연결대의 외측면과 도킹(Docking) 되도록, 상기 하부연결대의 하부면에 상응하는 내측면이 형성되는 계류안착대; 상기 계류안착대의 일측에 형성된 관통홀을 통하여 상기 하부연결대에 연결되는 테더케이블(Tether-cable); 및 상부에 상기 계류안착대가 설치되며, 상기 테더케이블이 고정되는 상부구조물; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 부양체의 하부 계류장치는 부양체 하부에 원뿔모양의 구조물을 장착하고 지상 장비에 같은 모양의 원뿔 받침대를 구성하여, 이를 테더케이블(Tether-cable)에 연결시켜, 테더케이블을 당기는 작업만으로 계류할 수 있게 함으로써, 지상 장비의 크기를 줄이고 필요한 운용인력도 줄여 시설비와 운용비용을 절감할 수 있고, 원뿔 구조를 맞닿게 하여 고정함으로써, 부양체를 보다 안정적으로 계류할 수 있는 효과가 있다.

부양체, 비행선, 에어로스탯, 계류, 하부연결

Description

부양체의 하부 계류장치 {The bottom mooring system for lighter-than-air system}

본 발명은 부양체의 하부 계류장치에 관한 것으로는 비행선, 에어로스탯(Aerostat)을 지상에 계류하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부양체 하부에 원뿔모양의 구조물을 장착하고 같은 모양의 원뿔 받침대를 지상에 설치하여 도킹(Docking), 계류함으로써 지상 장비의 크기를 줄이며 계류장치를 단순하게 구성하고 계류에 필요한 운용 인력을 줄일 수 있는 부양체의 하부 계류장치에 관한 것이다.

종래의 부양체 계류장치(50)는 부양체(10)를 지상에 계류하기 위해 기둥(Mast)(20)형태의 지상 장비에 부양체의 선수(Nose)(21)를 연결하는 1점식 형태가 있었으나 계류하기 위한 지원 장비 및 인력이 많이 필요하고 계류 중에 기상이 악화되어 부양체(10)가 선수(21)를 기준으로 상하 회전이 일어나 부양체(10) 하부가 지면과 충돌하여 손상이 발생하기도 하였다.

추가로 지상 장비에 좌우로 돌출된 보(Beam)(30)를 장착하여 지상 장비에 부양체(10)의 선수(21) 연결 외에 부양체(10)의 양측면(31)을 돌출된 보에 각각 연결하여 3점 연결 형태를 유지하는 방법도 있으나, 이는 지상 장비에 견고한 계류를 보장하나 지상 장비가 커지며 복잡하게 되고, 지상계류 장치 조작에 숙련된 기술이 필요하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 부양체 하부에 원뿔모양의 구조물을 장착하고 지상 장비에 같은 모양의 원뿔 받침대에 도킹(Docking) 계류함으로써, 부양체를 안정적으로 계류할 수 있으며, 지상 장비의 크기를 줄이고 단순하게 구성하여 계류에 필요한 운용 인력을 줄일 수 있는 부양체의 하부 계류장치를 제공함에 있다.

본 발명의 부양체의 하부 계류장치는, 원뿔 형상으로 상부가 개방되어 부양체의 하부에 장착되는 하부연결대; 상기 하부연결대의 외측면과 도킹(Docking) 되도록, 상기 하부연결대의 하부면에 상응하는 내측면이 형성되는 계류안착대; 상기 계류안착대의 일측에 형성된 관통홀을 통하여 상기 하부연결대에 연결되는 테더케이블(Tether-cable); 및 상부에 상기 계류안착대가 설치되며, 상기 테더케이블이 고정되는 상부구조물; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부연결대에 설치되며, 상기 부양체와 상기 하부연결대를 연결하는 다수개의 고정로프; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부구조물의 상면에 설치되고 상기 테더케이블의 끝단에 연결되어, 상기 테더케이블을 감거나 풀 수 있는 테더윈치(Tether-winch); 및 상기 관통홀의 하부에 설치되고 상기 테더케이블 상에 연결되는 테더풀리(Tether-pulley); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부연결대는 형상이 원뿔, 타원뿔 또는 다각뿔 모양이고, 상기 상부구조물은 구조형태가 판형 또는 트러스 구조인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 계류안착대는 상부 둘레에 다수개의 고정부재; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 부양체의 하부 계류장치는 부양체 하부에 원뿔모양의 구조물을 장착하고 지상 장비에 같은 모양의 원뿔 받침대를 구성하여, 이를 테더케이블(Tether-cable)에 연결시켜, 테더케이블을 당기는 작업만으로 계류할 수 있게 함으로써, 지상 장비의 크기를 줄이고 필요한 운용인력도 줄여 시설비와 운용비용을 절감할 수 있고, 원뿔 구조를 맞닿게 하여 고정함으로써, 부양체를 보다 안정적으로 계류할 수 있는 효과가 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 부양체의 하부 계류장치를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 부양체의 하부 계류장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 부양체의 하부 계류장치를 나타낸 정면도이다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 부양체의 하부 계류장치는 하부연결대(100), 계류안착대(200), 테더케이블(Tether-cable)(300), 상부구조물(400), 하부구조물(500)을 포함하여 형성된다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 하부연결대(100)는 원뿔형상을 이루는 것으로 도시되어 있으나, 타원뿔 또는 다각뿔 형상을 이룰 수도 있다. 하부연결대(100)는 하부가 뾰족한 모양이고 상부는 개방되어 부양체(10)의 하부에 밀착되어 장착된다. 하부연결대(100)는 부양체(10)의 바닥면이 접촉되는 부분을 넓고, 바닥면과 같은 형상으로 형성하여 하중을 분산 시킬 수 있다. 하부연결대(100)는 강도가 보장되는 가벼운 금속성 재질이 사용될 수 있고, 복합재와 같은 재질이 사용될 수도 있다. 또한, 중량과 공기저항을 줄이기 위해 트러스 구조로 제작될 수 있다. 하부연결대(100)에는 다수개의 고정로프(110)를 상부 둘레에 구비한다. 고정로프(110)는 다수 개가 부양체(10)와 하부연결대(100)를 매듭결합으로 연결함으로써 하중을 분산시키고 부양체(10)에 단단히 고정한다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 지상에는 상기 하부연결대(100)의 외측면과 도킹(Docking) 되도록, 계류안착대(200)가 형성된다. 계류안착대(200)는 내측면이 하부연결대(100)의 하부면과 상응하는 내측면이 원뿔 형상으로 이루어진다. 계류안착대(200)의 외측면은 원뿔 형상으로 도시되어 있으나, 설치하는 곳의 환경에 따라서 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 계류안착대(200)의 하부 모서리에는 관통홀(220)을 구비한다. 관통홀(220)은 테더케이블(300)을 통과시키기 위해 형성된다. 관통홀(220)은 테더케이블(300)의 지름보다 크게 형성될 수 있다. 관통홀(220)에는 테더케이블(300)의 이동을 원활하게 하기 위해 베어링(Bearing)이 추가될 수 있다. 계류안착대(200)는 하부연결대(100)와 도킹시 이를 고정할 수 있는 고정부재(210)를 포함한다. 고정부재(210)는 갈고리(Hook) 형상으로 계류안착대(200)의 상단 둘레에 다수 개가 장착되고 하부연결대(100)에 직접 걸어 고정하는 방식이 사용될 수 있다. 고정부재(210)는 하부연결대(100)와 계류안착대(200)를 고정하는 보조수단일 수 있다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 일측부가 상기 하부연결대(100)의 모서리 부에 연결되며 상기 계류안착대(200)의 모서리 부에 형성된 관통홀(220)을 통과하고, 타측단이 테더윈치(310)에 고정되는 테더케이블(300)을 구비한다. 테더케이블(300)은 소정의 길이를 가지는 밧줄형상으로 이루어진다. 테더케이블(300)은 일정 하중을 견딜 수 있는 복합재료 및 강철선이 사용될 수 있다. 테더케이블(300)은 부양체(10)가 일정고도에 부양하고 있는 동안, 일정 위치를 머물 수 있게 하며 부양체(10)를 하강시키고, 하부연결대(100)를 계류안착대(200)에 도킹시키기 위함이다. 테더케이블(300)은 하부연결대(100)와 도킹시 일정 하중으로 팽팽하게 끌어당 겨서 계류상태를 유지한다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상부구조물(400)의 상부에는 테더윈치(310)가 설치된다. 테더윈치(310)에는 테더케이블(300)의 끝단이 고정되어, 테더케이블(300)을 감거나 풀어준다. 테더윈치(310)는 케이블 정렬이 가능한 일반적인 윈치로써, AC, DC모터 또는 유압으로 구동되는 것을 사용할 수 있다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 하부연결대(100)의 하부, 상부구조물(400)의 상면에는 테더풀리(Tether-pulley)(320)가 설치된다. 테더풀리(320)는 도르래 형상으로 테더케이블(300)상에 연결된다. 테더풀리(320)는 수직방향으로 내려오는 테더케이블(300)을 수평방향으로 바꾸어, 테더윈치(310)에 연결할 수 있게 한다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 지상에는 상부구조물(400)이 형성된다. 상부구조물(400)은 두께가 있는 판 형상으로 상부구조물(400)의 상면에는 계류안착대(200), 테더윈치(310) 및 테더풀리(320)가 설치된다. 상부구조물(400) 상면, 계류안착대(200)의 반대편에는 노즈고정대(410)가 설치된다. 노즈고정대(410)는 소정의 높이를 가지는 원기둥이나, 다면체 기둥형상으로 이루어질 수 있다. 노즈고정대(410)는 계류안착대(200)에 하부연결대(100)가 도킹된 후에 강풍에 대비하여 부양체(10)의 선수(전방)와 노즈로프(420)로 연결 고정함으로써 부양체(10)의 계류상태를 안정화하고 하부연결대(100)의 하중을 분산시켜 부양체(10)를 보호하기 위함이다. 상부구조물(400)은 상기 부재들을 안전하게 지지할 수 있는 구조형태로 판형이나 트러스구조일 수 있다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상부구조물(400) 하면에는 회전부재(510)가 설치된다. 회전부재(510)는 상부구조물(400)을 지표와 평행한 방향으로 360°회전시킨다. 이는 부양체(10)를 계류하는 과정에서 부양체(10)는 풍속 및 풍향의 영향을 많이 받기 때문에 풍속 및 풍향에 대한 저항이 최소화하는 방향으로 부양체(10)의 선수를 회전 이동시키기 위함이다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 회전부재(510)의 하단에는 하부구조물(500)이 형성된다. 하부구조물(500)은 두께가 있는 판 형상으로 이루어질 수 있다. 하부구조물(500)은 상부구조물(400) 및 회전부재(510)를 지표로부터 지지한다. 하부구조물(500)의 하단에는 다수개의 지주(Outrigger)(520) 또는 지표와 고정할 수 있는 고정 장치가 장착될 수 있다. 지주(520)는 일반적으로 사용되는 방식으로 하부구조물(500)에 평행하게 설치되어 지표와 맞닿는다. 지주(520)는 하부구조물(500)의 수평을 유지하며 넘어짐을 방지하고 지표에 안전하게 고정한다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

일반 항공기는 지상에 착륙 후 특별한 장치 없이 자중으로 지상에 대기할 수 있으나, 비행선(Airship)이나 에어로스탯(Aerostat)과 같이 공기보다 가벼운 형상을 유지하는 비행체의 경우 비행을 종료하고 지상에 대기하기 위해서는 지상과 고정되거나 중량이 있는 계류장치가 요구된다.

부양체(10)에 제작단계에서부터 고정로프(110)에 의해 견고하게 부착된 하부연결대(100)의 하단 모서리에 계류안착대(200)를 통과한 테더케이블(300)을 연결하 고, 지상의 상부구조물(400)에 설치된 테더윈치(310)로 끌어당긴다.

테더케이블(300)에 연결된 하부연결대(100)가 당겨지며 지상에 설치된 계류안착대(200)와 도킹하게 되는데 이때 테더케이블(300)에 일정한 하중을 가하여 하부연결대(100)를 계류안착대(200)에 고정시켜 계류하게 된다. 보조수단으로 계류안착대(200)의 고정부재(210)를 이용해 하부연결대(100)를 더욱 견고하게 계류한다. 또한, 강풍에 대비하여 부양체(10) 선수와 상부구조물(400)의 노즈고정대(410)에 노즈로프(420)로 연결하여 부양체(10)의 계류하중을 분산시킨다.

부양체는 지상에 계류시 풍속 및 풍향의 영향을 많이 받기 때문에 회전부재(510)를 이용하여 풍속 및 풍향에 대한 저항이 최소화될 수 있는 방향으로 상부구조물(400)을 회전시켜 부양체(10)를 안전하게 계류한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 만족하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 종래의 부양체 계류장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 부양체의 하부 계류장치를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명의 부양체의 하부 계류장치를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 부양체의 하부 계류장치를 나타낸 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 부양체 20 : 기둥(Mast)

21 : 부양체의 선수(Nose) 30 : 돌출된 보(Beam)

31 : 부양체의 측면 50 : 종래의 부양체 계류장치

100 : 하부연결대 110 : 고정로프

200 : 계류안착대 210 : 고정부재

220 : 관통홀

300 : 테더케이블(Tether-cable) 310 : 테더윈치(Tether-winch)

320 : 테더풀리(Tether-pulley)

400 : 상부구조물 410 : 노즈고정대

420 : 노즈로프

500 : 하부구조물 510 : 회전부재(Slew-bearing)

520 : 지주(Outrigger)

600 : 부양체의 하부 계류장치

Claims (5)

1. 부양체의 하부 계류장치에 있어서,

   상부가 개방되어 부양체(10)의 하부에 장착되는 하부연결대(100);

   상기 하부연결대(100)의 외측면과 도킹(Docking)되도록, 상기 하부연결대(100)의 하부면에 상응하는 내측면이 형성되는 계류안착대(200);

   상기 계류안착대(200)의 일측에 형성된 관통홀(220)을 통하여 상기 하부연결대(100)에 연결되는 테더케이블(Tether cable)(300);

   상부에 상기 계류안착대(200)가 설치되며, 상기 테더케이블(300)이 고정되는 상부구조물(400);

   상기 부양체(10)의 선수 고정을 위해 상기 상부구조물(400) 상면에 설치되는 노즈고정대(410); 및

   상기 상부구조물(400) 하면에 지표와 평행한 방향으로 360도 회전 가능하도록 설치되는 회전부재(510); 를 포함하되,

   상기 관통홀(220)의 둘레에는 베어링이 구비되며, 상기 계류안착대(200)에는 상기 하부연결대(100)에 직접 걸어 고정하도록 상부 둘레에 다수개의 고정부재(210)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부양체의 하부 계류장치.
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