KR101288898B1 - 무인항공기의 랜딩기어 시스템 - Google Patents

Abstract

무인항공기의 랜딩기어 시스템은 조향 채널을 러더와 동일하게 사용하더라도 접혀있을때는 조향방향 움직임이 발생하지 않도록 하여 조종계통의 채널이 간소화되는 장점과, 조향서보를 외부에 장착하여 접히는 부분의 무게를 경량화하여 리트랙트 서보의 부하를 줄일 수 있는 무인항공기의 랜딩기어 시스템에 관한 것이다.

Description

무인항공기의 랜딩기어 시스템{Landing Gear aircraft}

본 발명은 무인항공기의 랜딩기어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항공기의 리트랙트 랜딩기어방식에 있어 랜딩기어의 업락, 다운락을 하나의 서보에서 운동성분을 분리하여 업락,다운락이 작동되도록하여 무인기 기체 조종계통의 채널 할당을 간소화하고 랜딩기어 구조를 경량화 한 것이다.

통상적으로 노즈랜딩기어에는 조향장치가 장착되며 일반적으로 기체의 러더서보와 연동하여 사용하게 된다(조종계통의 채널이 동일).

일반적으로 메인스트럿과 인너스트럿의 사이에 조향서보를 장착하기도 하지만 이 경우 러더서보와 동일한 채널을 사용하면 접힌상태에서 랜딩기어가 움직이게 되므로 랜딩기어 내부공간을 충분히 확보하여야하는 문제와 접히는 부분의 무게가 증가하여 상대적으로 리트랙트 서보에 더많은 부하가 걸리는 문제가 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 항공기의 경우 랜딩기어를 리트랙트 방식으로 적용하여 이착륙시에는 랜딩기어를 펼치고 순항중에는 동체나 날개속으로 접어넣어 비행시 항력을 줄여 양항비 증대에 도움을 줄 수 있도록 하고 있다.

이러한 리트랙트 랜딩기어 방식의 경우 랜딩기어에 추가적으로 업락 링크와 다운락 링크를 사용한다.

업락링크는 랜딩기어가 접혀져 있을 경우 스트럿은 중력방향 또는 항공기의 관성력(기체 선회시)으로 아래로 쳐지는 힘이 지속적으로 작용하여 리트랙트 서보에 지속적인 부하를 주게되는데 이러한 경우 서보의 소모전류가 증가되고 내구성에도 영향을 미쳐 서보 고장의 원인이 되기도 한다. 서보가 고장날 경우 항공기는 랜딩기어가 접힌체로 착륙하게 되어 기체에 심각한 손상을 입게된다.

다운락링크은 랜딩기어를 펴고 기체가 이,착륙시 외란(돌풍, 노면조건)에 의해 랜딩기에 쪽에 충격이 가해지는 경우가 있다.

이경우 충격이 심할 경우 충격이 리트랙트 서보에 그대로 전달되어 서보손상의 원인이 되며, 서보 고장시에는 랜딩기어가 접혀 기체 손상의 원인이 된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 조향 채널을 러더와 동일하게 사용하더라도 접혀있을때는 조향방향 움직임이 발생하지 않도록 하여 조종계통의 채널이 간소화 될 수 있도록 하였으며, 조향서보를 외부에 장착하여 접히는 부분의 무게를 경량화 하여 리트랙트 서보의 부하를 줄이고자 하였다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 랜딩기어의 업락, 다운락을 하나의 서보에서 운동성분을 분리하여 업락,다운락이 작동되도록하여 무인기 기체 조종계통의 채널 할당을 간소화하고 랜딩기어 구조를 경량화 한 것이다.

본 발명에 따른 무인항공기의 랜딩기어 시스템은 조향 채널을 러더와 동일하게 사용하더라도 접혀있을때는 조향방향 움직임이 발생하지 않도록 하여 조종계통의 채널이 간소화되는 장점과, 조향서보를 외부에 장착하여 접히는 부분의 무게를 경량화하여 리트랙트 서보의 부하를 줄일 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 랜딩기어의 결합된 상태의 사시도
도 2는 랜딩기어가 하우징에 결합되는 상태의 분해도
도 3은 본 발명에 따른 랜딩기어가 동체안으로 접혀들어간 상태의 도면
도 4는 랜딩기어의 업락이 해제되는 상태의 도면
도 5는 랜딩기거의 메인스트럿이 펴지는 상태
도 6은 랜딩기어의 다운락이 걸리는 상태
도 7은 랜딩기어의 다운락이 체결된 상태
도 8은 랜딩기거의 다운락이 해제되는 상태
도 9는 랜딩기어의 메인스트럿이 접혀들어가는 상태
도 10은 랜딩기어의 업락이 걸리는 상태
도 11 랜딩기어의 업락이 체결된 상태
도 12은 리트랙트 브라켓의 관계도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 우선 각도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또한 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 랜딩기어의 결합된 상태의 사시도

도 2는 랜딩기어가 하우징에 결합되는 상태의 분해도

도 3은 본 발명에 따른 랜딩기어가 동체안으로 접혀들어간 상태의 도면

도 4는 랜딩기어의 업락이 해제되는 상태의 도면

도 5는 랜딩기어의 메인스트럿이 펴지는 상태

도 6은 랜딩기어의 다운락이 걸리는 상태

도 7은 랜딩기어의 다운락이 체결된 상태

도 8은 랜딩기거의 다운락이 해제되는 상태

도 9는 랜딩기어의 메인스트럿이 접혀들어가는 상태

도 10은 랜딩기어의 업락이 걸리는 상태

도 11 랜딩기어의 업락이 체결된 상태

도 12은 리트랙트 브라켓의 관계도이다.

본 발명의 무인항공기의 랜딩기어 시스템은 랜딩기어의 업락, 다운락을 하나의 서보에서 운동성분을 분리하여 업락,다운락이 작동되도록하여 무인기 기체 조종계통의 채널 할당을 간소화하고 랜딩기어 구조를 경량화 하도록 구성한다.

랜딩기어 시스템은 지면에 마찰되는 타이어를 하단부에 결합한 이너 스트럿(4)(inner strut)의 상부로 메일스트럿(3)(main strut)의 안쪽으로 끼워져 결합되며, 메인스트럿(3)의 상부로 스티어링 혼(2)(steering horn)이 결합되어 랜딩기어 하우징(1)에 메인스트럿이 펴진 상태에서 이너 스트럿의 조향부 스탑퍼와 스티어링 혼의 스탑퍼가 체결되어 조향서보의 운동을 이너 스트럿으로 전달하도록 결합 구성하고,

상기 메인스트럿(3)에 리트랙트 링크(5)를 다운락 링크 스프링(14)으로 탄력지게 설치하고, 상기 리트랙트 링크(5)를 리트랙트 링크(6)에 핀 유착하여 관절과 같이 회동가능하게 설치하고, 리트랙트 링크(6)의 중심을 관통하면서 형성된 슬롯에 다운락 후크(8)를 삽입하여 상기 다운락 후크(8)에 다운락 후크 스프링(10)의 일단을 고정하고 타단은 리트랙트 링크(6)에 고정하여 들어올리는 방향으로 자유도를 갖도록 설치하고 다운락 후크 스프링(10)이 후크를 하방향으로 고정하도록 한다.

상기한 리트랙트 링크(6)에 핀 유착되는 리트랙트 링크(7)에는 업락 후크(11)가 업락 링크(12)에 회동가능하게 설치되면서 상기 업락 링크(12)를 관통하면서 돌출되는 업락 후크(11)에 업락후크 스프링(13)이 고정된다.

상기한 업락 후크(11)는 리트랙트 링크(7)에 회동가능하게 고정되며, 리트랙트 링크(7)와 다운락 후크(8)는 다운락 링크(9)로 연결 구성하여 메인스트럿이 접혀올라 가면서 메인스트럿에 고정된 다운락 핀이 스프링에 의해 고정되고 슬롯방향으로 자유도를 가지는 다운락 후크를 회전시켜 밀어올리도록 한다.

상기한 리트랙트 링크(6)(7)은 힌지포인트를 기준으로 6도 간격의 자유도를 가지고 작동되도록 구성되어 있으며, 리트랙트서보 작동방향으로 움직일 경우 리트랙트 링크(6)은 정지하고 리트랙트 링크(7)가 먼저 6도 회전하고 난 후 리트랙트 링크(6)의 스탑퍼와 붙어서 나머지 스트로크가 작동하도록 한다.

도 3내지 도 11을 참조하면 메인스트럿에 고정되어있는 업락핀이 랜딩기어 하우징상에 고정되어있는 리트랙트 링크(7)에 고정된 업락후크에 걸려 서보의 부하가 차단되면서 랜딩기어가 동체안으로 접혀져 있게 된다.

이때 메인스트럿이 접힌 상태에서 이너 스트럿의 조향부 스탑퍼와 스티어링 혼의 스탑퍼가 분리 되어 조향서보의 운동을 이너 스트럿으로 전달하지 않는다.

또한 랜딩기어 하우징상에 가이드를 설치하여 조향부가 분리되었을때 이너 스트럿이 회전하지 않도록 고정한다.

동체안에 접혀진 랜딩기어의 업락이 해제되는 작동관계는 힌지축 G와 링크로 연결되어있는 리트랙트서보가 도면 4의 타이어 반대 방향으로 작동시 리트랙트 링크(6)는 고정되어있고 리트랙트 링크(7)가 힌지축 D를 기준으로 6° 먼저 회전하여 업락후크를 힌지축 F를 기준으로 하여 앞으로 회전시켜 업락을 해제한다.

랜딩기어의 업락이 해제되면 리트랙트 링크(6)의 스탑퍼 부분과 맞닿은 리트랙트 링크(7)는 힌지축 D를 기준으로 같이 회전하여 메인스트럿을 회전시키고, 리트랙트 링크(5)가 힌지축 B를 기준으로 회전하며 스탑퍼 부분이 리트랙트 링크(6)의 힌지축 E를 기준으로 회전하는 다운락 후크를 들어올린다.

도 7은 랜딩기어의 다운락이 체결된 상태로 메인스트럿에 충격이 가해질 경우 메인스트럿에는 Moment A 방향으로 회전력이 발생하고 이는 리트랙트 링크(5)에 Moment B 방향으로 회전력을 발생시키나 업락후크와 리트랙트 링크(5)의 스탑퍼 면이 맞닿아 회전을 방지하는 것이다.

랜딩기어의 다운락이 해제되면 힌지축 G와 링크로 연결되어있는 리트랙트서보가 도면상 화살표 방향으로 작동시 리트랙트 링크(5) 와 리트랙트 링크(6)은 다운락 링크 스프링(14)에 의해 하방향으로 고정되어있고 리트랙트링크(7)가 힌지축 D를 기준으로 6° 먼저 회전하여 업락후크를 힌지축 F를 기준으로 여 뒤로 회전시켜 업락을 해제하도록 한다.

랜딩기어의 다운락이 해제되면 랜딩기어는 도 9와 같이 리트랙트 링크(6)의 스탑퍼 부분과 맞닿은 리트랙트 링크(7)는 힌지축 D를 기준으로 같이 회전하여 메인스트럿을 회전시켜 랜딩기어의 메인스트럿이 하우징 안으로 접혀들어가게 된다.

메인스트럿이 접혀올라가면서 메인스트럿에 고정된 다운락 핀이 스프링에 의해 고정되어있고 슬롯방향으로 자유도를 가지는 다운락 후크를 시계방향으로 회전시켜 밀어올려 랜딩기어에 업락이 걸린다.

도 11은 랜딩기어의 업락이 체결된 상태로 메인스트럿이 완전히 접히고 다운락 후크가 메인스트럿에 체결되어있는 다운락 핀을 지지하고 있는 상태이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 랜딩기어 시스템의 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

1: 랜딩기어 하우징 2: 스티어링 혼
3: 메인스트럿 4: 이너 스트럿
5,6,7,: 리트랙트 링크 8: 다운 락 후크
9: 다운 락 링크 10: 다운 락 후크 스프링
11: 업락 후크 12: 업락 링크
13: 업락 후크 스프링
14: 다운락 링크 스프링

Claims (5)

1. 지면에 마찰되는 타이어를 하단부에 결합한 이너 스트럿(4)(inner strut)이 메인 스트럿(3)(main strut)의 안쪽으로 끼워져 결합되며, 메인스트럿(3)의 상부로 스티어링 혼(2)(steering horn)이 결합되어 랜딩기어 하우징(1)에 메인스트럿이 펴진 상태에서 이너 스트럿의 조향부 스탑퍼와 스티어링 혼의 스탑퍼가 체결되어 조향서보의 운동을 이너 스트럿으로 전달하도록 결합한 무인항공기의 랜딩기어 시스템에 있어서, 상기 메인스트럿(3)에 리트랙트 링크(5)를 다운락 링크 스프링(14)으로 탄력지게 설치하고, 상기 리트랙트 링크(5)를 리트랙트 링크(6)에 핀 유착하여 관절과 같이 회동가능하게 설치하고, 리트랙트 링크(6)의 중심을 관통하면서 형성된 슬롯에 다운락 후크(8)를 삽입하여 상기 다운락 후크(8)에 다운락 후크 스프링(10)의 일단을 고정하고 타단은 리트랙트 링크(6)에 고정하여 들어올리는 방향으로 자유도를 갖도록 설치하고 다운락 후크 스프링(10)이 후크를 하방향으로 고정하도록 한 것을 특징으로 하는 무인항공기의 랜딩기어 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 리트랙트 링크(6)에 힌지축으로 고정되는 리트랙트 링크(7)에 업락 후크(11)를 회동가능하게 고정하며, 리트랙트 링크(7)와 다운락 후크(8)는 다운락 링크(9)로 연결 구성하여 메인스트럿이 접혀올라 가면서 메인스트럿에 고정된 다운락 핀이 스프링에 의해 고정되고 슬롯방향으로 자유도를 가지는 다운락 후크를 회전시켜 밀어올리도록 구성한 것을 특징으로 하는 무인항공기의 랜딩기어 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기한 리트랙트 링크(6)(7)는 힌지포인트를 기준으로 6° 간격의 자유도를 가지고 작동되도록 구성되어 있으며, 리트랙트서보 작동방향으로 움직일경우 리트랙트 링크(6)은 정지하고 리트랙트 링크(7)가 먼저 6° 회전하고 난 후 리트랙트 링크(6)의 스탑퍼와 붙어서 나머지 스트로크가 작동하도록 한 것을 특징으로 하는 무인항공기의 랜딩기어 시스템.
   
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