KR101180194B1

KR101180194B1 - 노즈붐 프로브 및 구성 방법

Info

Publication number: KR101180194B1
Application number: KR1020100138880A
Authority: KR
Inventors: 최인호; 박영민
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-09-05
Also published as: KR20120077056A

Abstract

항공기에 장착되는 노즈붐의 대기 압력 측정을 개선하여 노즈붐에서 측정하는 기준 대기 데이터의 시간 지연 오차를 줄이는 노즈붐 프로브 및 구성 방법을 개시한다.
일 실시예로서, 노즈붐 프로브 및 구성 방법은, 항공기의 비행 시험시 장착하는 노즈붐에 의해 감지된 전압과 정압의 전달 지연에 따른 오차를 줄여서 비행 시험에 필요한 기준 대기 데이터를 정확하게 제공하고, 전압과 정압을 전달하는 챔버와 튜브가 차지하는 볼륨을 같게 하고 압력 센서를 노즈 붐 내에 위치시켜 전달 지연 오차를 줄이고, 비행 시험에 사용되는 노즈붐에서 측정하는 기준 대기 데이터인 전압과 정압을 측정하는데 발생하는 지연 차이와 지연 오차를 줄임으로써 비행 시험 데이터의 정밀도를 향상시킨다.

Description

노즈붐 프로브 및 구성 방법{NOSE BOOM PROBE AND COMPONENT METHOD}

본 발명의 실시예들은 항공기에 장착되는 노즈붐의 대기 압력 측정을 개선하여 노즈붐에서 측정하는 기준 대기 데이터의 시간 지연 오차를 줄이는 노즈붐 프로브 및 구성 방법에 관한 것이다.

노즈붐은 항공기의 비행 시험에 사용되는 기준 대기 데이터인 정압과 전압을 측정하는 장비이다. 정압은 대기의 흐름에 평행인 표면에 대기가 수직으로 미치는 압력이고 그 표면에 수직 구멍을 통해 측정한다. 전압은 정압과 동압의 절대합의 값이고, 동압은 속도 에너지를 압력으로 환산한 값이다.

노즈붐은 도 1에 도시된 바와 같이, 정압을 감지하는 정압 센싱부(110)와 전압을 감지하는 전압 센싱부(120)로 구성된다. 전압 센싱부(120)는 전압을 안정화시키고 대기에 포함된 수분을 제거하기 위한 전압 챔버(121)를 구비한다.

노즈붐은 정압과 전압을 측정하는 장비로, 항공기 내의 압력 센서와 압력 튜브에 의해 연결된다. 비행 시험에 사용되는 노즈붐은 항공기 기체에 의한 영향을 줄이기 위해 기체와 이격시켜 설치됨에 따라 기체 내부의 측정부와 압력 튜브가 길게 연결된다. 이로 인해 노즈붐에 의해 감지된 전압과 정압의 전달 지연에 따른 오차가 발생한다.

본 발명의 일실시예는 항공기의 비행 시험시 장착하는 노즈붐 프로브 내의 압력 센서에 의해 감지된 전압과 정압의 전달 지연에 따른 오차를 줄여서 비행 시험에 필요한 기준 대기 데이터를 정확하게 제공하는 노즈붐 프로브 및 구성 방법을 제공한다.

전달 지연 오차는 노즈붐의 전압과 정압을 물리적으로 전달하는 튜브 내의 볼륨 차이에 의해 달라지는 지연 차이와 전압과 정압의 전달 지연에 따른 지연 오차로 구성된다.

또한, 본 발명의 일실시예는 전압과 정압을 전달하는 챔버와 튜브가 차지하는 볼륨을 같게 하고 압력 센서를 노즈붐 내에 위치시켜 전달 지연 오차를 줄이는 노즈붐 프로브 및 구성 방법을 제공한다.

상기의 일실시예를 이루기 위한, 노즈붐 프로브는, 전압 챔버에 연결되어 구성된 전압 튜브; 상기 전압 튜브에 평행하게 구성된 정압 튜브; 및 상기 전압 챔버의 볼륨과 상기 전압 튜브의 볼륨과의 합산 값을 볼륨으로 가지며, 상기 정압 튜브에 연결되어 구성된 발란스 챔버를 포함한다.

또한, 상기 일실시예를 달성하기 위한 기술적 방법으로서, 노즈붐 프로브의 구성 방법은, 전압 챔버에 연결되어 전압 튜브를 구성하는 단계; 상기 전압 튜브에 평행하게 정압 튜브를 구성하는 단계; 및 상기 전압 챔버의 볼륨과 상기 전압 튜브의 볼륨과의 합산 값을 볼륨으로 갖도록 상기 정압 튜브에 발란스 챔버를 연결 구성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 비행 시험에 사용되는 노즈붐에서 측정하는 기준 대기 데이터인 전압과 정압을 측정하는데 발생하는 지연 차이와 지연 오차를 줄임으로써 비행 시험 데이터의 정밀도를 향상시킨다.

도 1은 종래 노즈붐 프로브의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노즈붐 프로브의 상세 구성을 보인 예시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 압력 센서의 구성을 보인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 노즈붐 프로브의 구성을 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노즈붐 프로브의 구성 방법을 도시한 흐름도이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노즈붐 프로브의 상세 구성을 보인 예시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 노즈붐 프로브(200)는 전압을 안정화시키는 전압 챔버(210), 전압 챔버(210)에 연결되어 전압을 압력 센서(250)로 전달하는 전압 튜브(220), 대기가 수직으로 미치는 압력인 정압을 전달하는 정압 튜브(230), 정압 튜브(230)에 연결되어 정압과 전압간에 전달 지연의 차이를 줄이는 발란스 챔버(240), 정압과 전압을 측정하는 압력 센서(250)를 포함한다.

노즈붐 프로브(200)를 구성하는 장치 요소에 대해 차례대로 설명하면 다음과 같다.

전압 챔버(210)는 전압을 안정화시키고 대기에 포함된 수분을 제거하여 전압 공기를 전압 튜브(220)에 전달한다.

전압 튜브(220)는 전압 챔버(210)를 거친 전압 공기를 압력 센서(250)로 전달한다. 압력 센서(250)는 멤스(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems) 센서 등의 소형 미세 정밀 압력 센서가 사용되어 노즈붐 프로브(200) 내에 장착되도록 한다.

정압 튜브(230)는 대기의 흐름에 평행인 표면에 대기가 수직으로 미치는 압력인 정압을 전달하고자 그 표면에 수직 구멍을 통해 전달되는 정압을 발란스 챔버(240)에 전달한다.

발란스 챔버(240)는 전압 챔버(210)의 볼륨과 전압 튜브(220)의 볼륨과의 합산 값에 상응하는 볼륨을 가지며 정압 튜브(230)에 연결 구성된다. 발란스 챔버(240)의 볼륨은 거리 d가 조절됨으로써 전압 튜브(220)와 전압 챔버(210)에 의한 볼륨과 정압 전달라인상의 볼륨이 같아지도록 함으로써 전압의 전달 지연과 정압의 전달 지연이 같아지도록 한다. 이를 통해 노즈붐 프로브(200)는 튜브와 챔버가 차지하는 볼륨 차이에 따른 정압과 전압간에 전달 지연의 차이를 줄임으로써 기준 대기 데이터의 신뢰도를 높인다.

발란스 챔버(240)를 거친 정압 튜브(230)는 정압 공기를 압력 센서(250)로 전달한다. 압력 센서(250)는 도 3에 도시된 바와 같이, 정압을 감지하여 정압 전기 신호를 출력하는 정압 센서(251)와 전압을 감지하여 전압 전기 신호를 출력하는 차압 센서(252)를 포함한다.

압력 센서(250)에 의해 변환된 전기 신호는 신호 전처리를 거쳐 제어부로 전달되어 기준 대기 데이터로 사용된다.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 노즈붐 프로브의 구성을 보인 예시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 노즈붐 프로브(400)는 전압을 감지하는 전압 센싱부(410), 정압을 감지하여 정압 튜브를 통해 발란스 챔버(430)에 전달하는 정압 센싱부(420), 정압 튜브에 연결 구성되는 발란스 챔버(430), 전압과 정압을 감지하여 전기 신호를 출력하는 압력 센서(440), 전기 신호의 레벨을 판단하는 판단부(450), 판단된 레벨에 대응하여 발란스 챔버(430)의 볼륨을 조절하는 조절부(460)를 포함한다.

노즈붐 프로브(400)를 구성하는 장치 요소에 대해 차례대로 설명하면 다음과 같다.

전압 센싱부(410)는 전압을 감지하여 압력 센서(440)로 전달한다. 전압 센싱부(410)는 전압을 안정화시키고 대기에 포함된 수분을 제거하기 위한 전압 챔버를 구비한다. 전압 튜브는 전압 챔버에 연장되어 구성되며 압력 센서(440)에 전압을 전달한다.

정압 센싱부(420)는 정압을 감지하여 정압 튜브를 통해 발란스 챔버(430)에 전달한다. 발란스 챔버(430)는 전압 챔버의 볼륨과 전압 튜브의 볼륨과의 합산 값에 상응하는 볼륨을 가지며 정압 튜브에 연결 구성된다. 정압 튜브는 전압 튜브에 평행하게 구성되어 발란스 챔버(430)를 거친 정압 공기를 압력 센서(440)에 전달한다.

압력 센서(440)는 정압 튜브로 전달되는 정압과 전압 튜브로 전달되는 전압을 감지한다. 압력 센서(440)는 차압 센서에 의해 전압을 감지하여 전압 전기 신호를 출력한다. 또한, 압력 센서(440)는 정압 센서에 의해 정압을 감지하여 정압 전기 신호를 출력한다.

판단부(450)는 정압 전기 신호 또는 전압 전기 신호에 대한 레벨을 판단하여 판단된 레벨을 조절부(460)에 출력한다. 판단부(450)는 압력 센서(440)에 의해 측정된 전압 전기 신호를 디지털 변환하여 레벨을 판단하고 레벨인 디지털 값을 조절부(460)에 출력한다.

조절부(460)는 판단부(450)에 의해 판단된 레벨에 대응하여 발란스 챔버(430)의 볼륨을 조절한다. 조절부(460)는 전압의 변화에 따라 달라지는 전압 챔버와 전압 튜브의 볼륨에 적응하도록 정압 볼륨을 조절하는 발란스 챔버(430)의 볼륨을 조절한다. 조절부(460)는 판단부(450)에 의해 판단된 레벨에 따라 발란스 챔버(430)의 이송 수단을 제어하여 거리 d를 변화시켜 발란스 챔버(430)의 볼륨을 조절한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노즈붐 프로브의 구성 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 노즈붐 프로브의 구성 방법은 도 4에 도시된 노즈붐 프로브에 의해 구현될 수 있다. 이하, 도 5의 설명에서는 상술한 도 4를 함께 참조하여 도 5을 설명하여 발명의 이해를 도모한다.

노즈붐 프로브 내에 구성된 장치 요소를 구성하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

단계 510에서 노즈붐 프로브는 전압 챔버에 연장되어 전압 튜브를 구성한다. 노즈붐 프로브는 전압 챔버를 통해 전압을 안정화시키고 대기에 포함된 수분을 제거한 다음 전압 튜브를 통해 전압이 압력 센서로 전달되도록 한다.

단계 520에서 노즈붐 프로브는 전압 튜브에 평행하게 정압 튜브를 구성하여 대기의 흐름에 평행인 표면에 대기가 수직으로 미치는 압력인 정압을 전달하고자 그 표면에 수직 구멍을 통해 전달되는 정압을 전달한다.

단계 530에서 노즈붐 프로브는 전압 챔버의 볼륨과 전압 튜브의 볼륨과의 합산 값을 볼륨으로 갖도록 정압 튜브에 발란스 챔버를 연결 구성한다. 노즈붐 프로브는 발란스 챔버의 이송 수단을 제어하여 거리 d를 조절함으로써 전압 튜브와 전압 챔버에 의한 볼륨과 정압 전달라인상의 볼륨이 같아지도록 한다.

단계 540에서 노즈붐 프로브는 정압 튜브로 전달되는 정압과 전압 튜브로 전달되는 전압을 감지한다. 노즈붐 프로브는 정압을 감지하여 정압 전기 신호를 출력하고 전압을 감지하여 전압 전기 신호를 출력한다.

단계 550에서 노즈붐 프로브는 정압 전기 신호 또는 전압 전기 신호에 대한 레벨을 판단하고 판단된 레벨에 대응하여 발란스 챔버의 볼륨을 조절한다. 노즈붐 프로브는 전압의 변화에 따라 달라지는 전압 챔버와 전압 튜브의 볼륨에 적응하도록 정압 볼륨을 조절하는 발란스 챔버의 볼륨을 조절한다. 노즈붐 프로브는 전압 전기 신호의 레벨에 따라 발란스 챔버의 이송 수단을 제어하여 발란스 챔버의 볼륨을 조절한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 구성들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

200 : 노즈붐 프로브
210 : 전압 챔버
220 : 전압 튜브
230 : 정압 튜브
240 : 발란스 챔버
250 : 압력 센서
400 : 노즈붐 프로브
410 : 전압 센싱부
420 : 정압 센싱부
430 : 발란스 챔버
440 : 압력 센서
450 : 판단부
460 : 조절부

Claims

전압 챔버에 연결되어 구성된 전압 튜브;
상기 전압 튜브에 평행하게 구성된 정압 튜브; 및
상기 전압 챔버의 볼륨과 상기 전압 튜브의 볼륨과의 합산 값을 볼륨으로 가지며, 상기 정압 튜브에 연결되어 구성된 발란스 챔버
를 포함하는, 노즈붐 프로브.
제1항에 있어서,
상기 정압 튜브로 전달되는 정압과 상기 전압 튜브로 전달되는 전압을 감지하는 압력 센서
를 더 포함하는, 노즈붐 프로브.
제2항에 있어서,
상기 압력 센서는,
상기 정압을 감지하여 정압 전기 신호를 출력하는 정압 센서; 및
상기 전압을 감지하여 전압 전기 신호를 출력하는 차압 센서
를 포함하는, 노즈붐 프로브.
제3항에 있어서,
상기 노즈붐 프로브는,
상기 정압 전기 신호 또는 상기 전압 전기 신호 중 적어도 하나에 관한 레벨을 판단하는 판단부; 및
상기 판단된 레벨에 대응하여 상기 발란스 챔버의 볼륨을 조절하는 조절부
를 더 포함하는, 노즈붐 프로브.
전압 챔버에 연결되는 전압 튜브를 구성하는 단계;
상기 전압 튜브에 평행하게 정압 튜브를 구성하는 단계;
상기 전압 챔버의 볼륨과 상기 전압 튜브의 볼륨을 합산하는 단계; 및
상기 합산한 값을 볼륨으로 갖도록 상기 정압 튜브에 발란스 챔버를 연결 구성하는 단계
를 포함하는, 노즈붐 프로브의 구성 방법.
제5항에 있어서,
상기 정압 튜브로 전달되는 정압과 상기 전압 튜브로 전달되는 전압을 감지하는 단계
를 더 포함하는, 노즈붐 프로브의 구성 방법.
제5항에 있어서,
상기 정압 튜브로 전달되는 정압을 감지하여 정압 전기 신호를 출력하는 단계; 및
상기 전압 튜브로 전달되는 전압을 감지하여 전압 전기 신호를 출력하는 단계
를 더 포함하는, 노즈붐 프로브의 구성 방법.
제7항에 있어서,
상기 정압 전기 신호 또는 상기 전압 전기 신호 중 적어도 하나에 관한 레벨을 판단하는 단계; 및
상기 판단된 레벨에 대응하여 상기 발란스 챔버의 볼륨을 조절하는 단계
를 더 포함하는, 노즈붐 프로브의 구성 방법.