KR101138501B1

KR101138501B1 - 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치

Info

Publication number: KR101138501B1
Application number: KR1020100042570A
Authority: KR
Inventors: 김학철
Original assignee: 한국항공우주산업 주식회사
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2030-05-06
Also published as: KR20110123103A

Abstract

본 발명은 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치에 관한 것으로, 동체에 날개가 장착되는 소형 무인 항공기에 있어서, 상기 날개의 스파에 고정되는 스파 튜브와, 상기 스파 튜브의 내부에 삽입되는 베이스 실린더와, 상기 베이스 실린더에 일단부가 고정되는 샤프트와, 상기 샤프트의 타단부가 관통되며, 상기 스파 튜브에 결합되는 스파 튜브 커버와, 상기 스파 튜브 커버와 상기 베이스 실린더 사이에 설치되는 완충 스프링 및 상기 샤프트의 타단에 결합되는 완충 스프링 핸들로 구성되는 제1 연결 부재 및 상기 제1 연결 부재가 일단부에 삽입될 수 있도록 상기 동체의 프레임에 고정되는 프레임 튜브와, 상기 프레임 튜브의 타단에 결합되되, 상기 완충 스프링 핸들이 관통되어 고정되는 프레임 튜브 커버로 구성되는 제2 연결 부재를 포함하여, 상기 날개를 상기 동체에 신속하고 간편하게 장착할 수 있는 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치를 제공한다.

Description

소형 무인 항공기용 날개 연결 장치{WING CONNECTION DEVICE FOR SMALL UNMANNED AERIAL VEHICLE}

본 발명은 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치에 관한 것으로, 특히, 소형 무인 항공기의 날개를 동체에 신속하고 간편하게 장착시킬 수 있는 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치에 관한 것이다.

소형 무인 항공기의 경우 일반적으로 날개를 동체로부터 분리하여 정비, 보관 및 이동하는 경우가 대부분이다. 이러한 운용상의 이유로 무인 항공기의 신속한 이륙을 위한 날개의 신속, 간편한 장착 방법이 요구되고 있는 실정이다.

종래의 날개 장착 방법으로는, 날개를 볼트, 너트와 같은 체결수단으로 고정시키는 방법(이하, ‘종래기술 1’이라 함)과, 핀을 이용하여 날개를 고정시키는 방법(이하, ‘종래기술 2’라 함) 등이 공지되어 있다.

그러나 종래기술 1은 볼트, 너트 등을 조이기 위해 공구를 이용함으로써 조립 및 분해 시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 종래기술 2는 신속하게 분리 가능한 핀을 이용함으로써 조립 및 분해 시간이 절약되는 장점은 있으나, 핀이 비행체 외부로 돌출되어 항력을 증가시키는 요인으로 작용할 뿐 아니라 외관상으로도 유려하지 못한 문제점이 있었다. 게다가, 종래기술 1 및 종래기술 2 모두 날개에 발생되는 과도한 모멘트에 대해 손상을 받으면 날개 구조물 전체를 사용할 수 없는 문제점도 있었다.

참고적으로, 도 1에는 상술한 제반 문제점들을 내포하고 있는 종래의 방식으로 제작된 소형 무인 항공기의 사진을 도시하였다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 소형 무인 항공기의 날개를 신속하고 간편하게 장착 및 분리할 수 있는 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 비행체 외부로 노출되지 않는 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치를 제공하는 데 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

본 발명은, 동체에 날개가 장착되는 소형 무인 항공기에 있어서, 상기 날개의 스파에 고정되는 스파 튜브와, 상기 스파 튜브의 내부에 삽입되는 베이스 실린더와, 상기 베이스 실린더에 일단부가 고정되는 샤프트와, 상기 샤프트의 타단부가 관통되며, 상기 스파 튜브에 결합되는 스파 튜브 커버와, 상기 스파 튜브 커버와 상기 베이스 실린더 사이에 설치되는 완충 스프링 및 상기 샤프트의 타단에 결합되는 완충 스프링 핸들로 구성되는 제1 연결 부재 및 상기 제1 연결 부재가 삽입될 수 있도록 상기 동체의 프레임에 고정되는 프레임 튜브와, 상기 프레임 튜브에 결합되며, 상기 완충 스프링 핸들이 관통되어 고정되는 프레임 튜브 커버로 구성되는 제2 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치를 제공한다.

이 경우, 상기 샤프트와 상기 완충 스프링 핸들은 나사 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 프레임 튜브 커버는, 상기 완충 스프링 핸들이 관통되는 관통공과, 상기 관통공에 열십자 방향으로 형성되며, 상기 완충 스프링 핸들이 걸려 고정되는 걸림턱부로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 완충 스프링의 탄성력을 이용하여 날개를 동체에 고정시킴으로써 조립 및 분해 시간을 크게 단축할 수 있다.

또한, 날개의 체결수단이 비행체의 내부에 구성됨으로써 불필요한 항력의 발생을 방지하여 비행 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 방식으로 제작된 소형 무인 항공기를 예시한 사진,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치가 적용될 수 있는 소형 무인 항공기를 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치를 적용한 모습을 도시한 도면,
도 4는 도 3의 부분 확대도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치의 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 항공기용 날개 연결 장치의 구조를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치의 결합 사시도.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치가 적용될 수 있는 소형 무인 항공기를 예시한 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치를 적용한 모습을 도시한 도면, 도 4는 도 3의 부분 확대도, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치의 분해 사시도, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 항공기용 날개 연결 장치의 구조를 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치의 결합 사시도이다.

먼저, 본 발명은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 동체(2)와 날개(3)가 분리형으로 구성된 소형 무인 항공기(1)에 적용된다. 즉, 본 발명에서 상기 소형 무인 항공기(1)는 상기 동체(2)에 상기 날개(3)를 별도로 장착, 분리할 수 있는 구조이면 족하고, 그 구체적인 형상이나 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다.

계속하여 도 4 내지 도 7을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치(100)는 대별하여 상기 날개(3)에 설치되는 제1 연결 부재(10)와, 상기 동체(2)에 설치되어 상기 제1 연결 부재(10)와 체결되는 제2 연결 부재(30)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 제1 연결 부재(10)는 스파 튜브(11)와, 베이스 실린더(12)와, 샤프트(13)와, 스파 튜브 커버(14)와, 완충 스프링(15) 및 완충 스프링 핸들(16)로 구성된다.

상기 스파 튜브(11)는 원통형 구조를 가지며, 상기 날개(3)의 스파(spar, 날개보)와 리브(rib, 골조)에 본딩 고정되어 나머지 구성의 설치 공간을 제공한다.

상기 베이스 실린더(12)는 상기 스파 튜브(11)의 내부에 삽입되어 상기 완충 스프링(15)의 탄성력에 의해 직선 운동하게 된다. 이 경우, 상기 완충 스프링(15)에 대해서는 후술하도록 한다.

상기 샤프트(13)는 상기 베이스 실린더(12)를 고정시켜 상기 완충 스프링(15)을 지지하기 위한 구성으로, 이를 위하여 상기 베이스 실린더(12)에 일단부가 고정된다.

상기 스파 튜브 커버(14)는 상기 스파 튜브(11)에 결합되어 상기 베이스 실린더(12)와 함께 상기 완충 스프링(15)을 지지하게 된다. 또한, 상기 스파 튜브 커버(14)는 상기 스파 튜브(11)의 마개 역할을 하여 상기 베이스 실린더(12), 상기 샤프트(13) 및 상기 완충 스프링(15)의 이탈을 방지한다. 여기서, 상기 샤프트(13)의 타단부는 상기 스파 튜브 커버(14)의 중심에 형성된 관통공(14a)을 통해 관통되어 일정한 방향으로 가이드된다.

상기 완충 스프링(15)은 완충 기능을 할 수 있도록 상기 스파 튜브 커버(14)와 상기 베이스 실린더(12) 사이에 설치된다.

상기 완충 스프링 핸들(16)은 상기 관통공(14a)을 통해 상기 스파 튜브 커버(14) 밖으로 노출된 상기 샤프트(13)의 타단부를 고정시키기 위한 수단으로, 이러한 설치의 편의를 위해 도 7에 도시된 바와 같이 손가락으로 파지할 수 있도록 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 완충 스프링 핸들(16)과 상기 샤프트(13)는 나사 결합되는 것이 바람직하다. 즉, 상술한 바와 같이 상기 완충 스프링 핸들(16)을 상기 샤프트(13)에 나사 결합시키면, 상기 완충 스프링 핸들(16)의 회전에 따라 상기 베이스 실린더(12)가 전후 방향으로 직선 운동함으로써 상기 완충 스프링(15)의 탄성력이 정밀하게 조절될 수 있다. 한편, 상기 샤프트(13)의 끝에는 볼트(17)를 체결하여 상기 완충 스프링 핸들(16)을 고정시킬 수 있다.

이상으로 상기 제1 연결 부재(10)의 구성을 설명하였다. 이하에서는 상기 제1 연결 부재(10)에 대응되는 구성인 상기 제2 연결 부재(30)에 대해 구체적으로 설명한다.

상기 제2 연결 부재(30)는 전술한 바와 같이 상기 동체(2)에 설치되어 상기 제1 연결 부재(10)와 체결됨으로써 상기 동체(2)와 상기 날개(3)를 연결하는 수단으로, 대별하여 프레임 튜브(31)와, 프레임 튜브 커버(32)로 구성된다.

구체적으로, 상기 프레임 튜브(31)는 상기 제1 연결 부재(10)가 삽입될 수 있도록 상기 스파 튜브(11)보다 약간 큰 직경의 원통형 구조를 가지며, 상기 동체(2)의 프레임에 본딩 고정된다.

상기 프레임 튜브 커버(32)는 상기 프레임 튜브(31)의 끝에 결합되어 상기 완충 스프링 핸들(16)의 고정수단으로 기능한다. 보다 상세하게는, 상기 프레임 튜브 커버(32)의 중심에 형성되는 관통공(32a)에 상기 완충 스프링 핸들(16)을 관통시켜 각종 체결수단으로 고정한다.

이 경우, 상기 프레임 튜브 커버(32)에는 상기 관통공(32a)에 열십자 방향으로 수직하게 걸림턱부(32b)가 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 걸림턱부(32b)를 형성하면, 상기 완충 스프링 핸들(16)이 상기 걸림턱부(32b)에 걸려 안정적으로 고정되고, 이에 따라 상기 소형 무인 항공기(1)의 운용시 발생하는 진동에 의해 상기 완충 스프링 핸들(16)이 회전하여 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이상으로 상기 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치(100)의 구성을 설명하였다. 이하에서는, 상기 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치(100)의 작용을 설명한다.

먼저, 상기 날개(3)의 스파 및 리브에는 상기 제1 연결 부재(10)를, 상기 동체(2)의 프레임에는 상기 제2 연결 부재(30)를 각각 삽입하여 고정시킨다. 이후, 상기 날개(3)가 상기 동체(2)에 가결합될 수 있도록 상기 스파 튜브(11)를 상기 프레임 튜브(31)에 삽입한다. 이러한 상태에서 상기 완충 스프링 핸들(16)을 파지하여 상기 동체(2)의 내측으로 잡아당긴 후 도 7에 도시된 바와 같이 90도 회전시켜 상기 걸림턱부(32b)에 고정한다. 이와 같이 고정시키면 상기 완충 스프링(15)이 압축되어 복원력이 발생하고, 이러한 복원력에 의해 상기 날개(3)가 상기 동체(2)로부터 빠지지 않고 안정적으로 고정될 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 소형 무인 항공기 2 : 동체
3 : 날개 10 : 제1 연결 부재
11 : 스파 튜브 12 : 베이스 실린더
13 : 샤프트 14 : 스파 튜브 커버
14a : 관통공 15 : 완충 스프링
16 : 완충 스프링 핸들 17 : 볼트
30 : 제2 연결 부재 31 : 프레임 튜브
32 : 프레임 튜브 커버 32a : 관통공
32b : 걸림턱부
100 : 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치

Claims

동체에 날개가 장착되는 소형 무인 항공기에 있어서,
상기 날개의 스파에 고정되는 스파 튜브와, 상기 스파 튜브의 내부에 삽입되는 베이스 실린더와, 상기 베이스 실린더에 일단부가 고정되는 샤프트와, 상기 샤프트의 타단부가 관통되며, 상기 스파 튜브에 결합되는 스파 튜브 커버와, 상기 스파 튜브 커버와 상기 베이스 실린더 사이에 설치되는 완충 스프링 및 상기 샤프트의 타단에 결합되는 완충 스프링 핸들로 구성되는 제1 연결 부재; 및
상기 제1 연결 부재가 삽입될 수 있도록 상기 동체의 프레임에 고정되는 프레임 튜브와, 상기 프레임 튜브에 결합되며, 상기 완충 스프링 핸들이 관통되어 고정되는 프레임 튜브 커버로 구성되는 제2 연결 부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 샤프트와 상기 완충 스프링 핸들은 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임 튜브 커버는,
상기 완충 스프링 핸들이 관통되는 관통공과, 상기 관통공에 열십자 방향으로 형성되며, 상기 완충 스프링 핸들이 걸려 고정되는 걸림턱부로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 무인 항공기용 날개 연결 장치.