KR101371519B1 - Apparatus and method of load simulation of control surface - Google Patents

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KR101371519B1
KR101371519B1 KR1020120142587A KR20120142587A KR101371519B1 KR 101371519 B1 KR101371519 B1 KR 101371519B1 KR 1020120142587 A KR1020120142587 A KR 1020120142587A KR 20120142587 A KR20120142587 A KR 20120142587A KR 101371519 B1 KR101371519 B1 KR 101371519B1
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이석천
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한국항공우주연구원
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Abstract

The present invention relates to a device and a method for simulating the load of a control surface, and more specifically, to a device and a method for simulating the load of a control surface, wherein the device can economically and efficiently perform load simulation tests by simulating a load applied to a simulation control surface by installing a torsion beam to possibly move in and come out from a rotary shaft to which the control surface is attached and adjusting the moving distance of the torsion beam with respect to a rotary shaft.

Description

조종면 하중 모사 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD OF LOAD SIMULATION OF CONTROL SURFACE}Control Surface Load Simulation Device and Method {APPARATUS AND METHOD OF LOAD SIMULATION OF CONTROL SURFACE}

본 발명은 조종면 하중을 모사하는 장치 및 방법에 대한 것으로서, 특히 모사 조종면이 부착되는 회전 샤프트에 토션 빔을 출입가능하게 설치한 후 상기 토션 빔이 회전 샤프트에 출입되는 거리를 조정하여 상기 모사 조종면에 부가되는 하중을 모사하여 하중모사 시험을 경제적이고도 효율적으로 수행할 수 있는 조종면 하중 모사 장치 및 방법에 대한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for simulating a control surface load, and in particular, after the torsion beam is installed on the rotating shaft to which the simulated control surface is attached, the torsion beam is adjusted to enter and exit the rotating shaft. The present invention relates to a control surface load simulation apparatus and method capable of economically and efficiently performing load simulation tests by simulating added loads.

일반적으로 조종면 작동기의 비행적합성을 평가하기 위해서 그리고 조종면 작동기의 응답특성을 고려한 모사비행시험에서는 실제 비행 중에 조종면에 작용하는 외부 하중을 적절히 모사해야만 정확한 성능을 예측할 수 있다.In general, in simulated flight tests to evaluate the flight suitability of a control plane actuator and the response characteristics of the control plane actuator, accurate performance can be predicted only by properly simulating the external loads acting on the control plane during actual flight.

조종면에 작용하는 외부 하중을 기계적으로 모사하는 방법은 크게 두 가지 방법이 사용된다.Two methods are used to mechanically simulate the external load acting on the control surface.

첫 번째는 유압 작동기 또는 유도전동기를 사용하고 이를 컴퓨터로 정밀하게 제어하여 하중을 모사하는 능동적인 방법이며, 두 번째는 무게 추, 스프링, 토션빔 등을 이용하여 일정한 량의 하중을 기계적으로 부가하는 수동적인 방법이다.The first is an active method of simulating the load by using a hydraulic actuator or an induction motor and precisely controlling it with a computer. The second is to mechanically apply a certain amount of load using a weight, a spring and a torsion beam. It's a passive way.

상기 능동적 방법은 시스템이 복잡하여 시험 장치를 구성하는 비용이 많이 들 뿐만 아니라, 피시험 작동기의 응답특성과 하중부가 작동기의 응답특성이 결합하여 동역학적 응답특성이 복잡해지기 때문에 제어기 설계가 매우 어려운 단점이 있다.The active method is very difficult to design a test apparatus due to the complicated system, and the controller design is very difficult because the dynamic response characteristics are complicated by combining the response characteristics of the actuator under test and the load portion of the actuator. There is this.

반면, 상기 수동적 방법은 시스템이 간단해서 구현 비용이 상대적으로 적게 들고, 조종면 작동기에 미치는 동역학적 특성이 일관적으로 나타나는 장점이 있으나, 하중모사 부품에 의해 특정되는 단일 조건에서만 시험이 가능한 단점이 있다.On the other hand, the passive method has the advantage that the system is simple and the implementation cost is relatively low, and the dynamic characteristics on the control plane actuator are consistent, but it can be tested only in a single condition specified by the load simulation component. .

한국 등록 특허 제1005729호Korea Patent Registration No. 1005729 한국 등록 특허 제1163489호Korean Registered Patent No.1163489 한국 등록 특허 제0257409호Korean Patent Registration No. 0257409 한국 등록 특허 제0842105호Korean Registered Patent No. 0428105 한국 등록 특허 제0130009호Korean Patent Registration No. 0130009 미국 등록 특허 제4481817호U.S. Registered Patent # 4481817

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 모사 조종면이 부착되는 회전 샤프트에 토션 빔을 출입가능하게 설치한 후 상기 토션 빔이 회전 샤프트에 출입되는 거리를 조정하여 상기 모사 조종면에 부가되는 하중을 모사하여 하중모사 시험을 경제적이고도 효율적으로 수행할 수 있는 조종면 하중 모사 장치 및 방법를 제공함에 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems and to install the torsion beam to the rotatable shaft to which the simulated control surface is attached to allow the torsion beam to adjust the distance to enter and exit the rotating shaft to simulate the load added to the simulated control surface The purpose of the present invention is to provide a control surface load simulation apparatus and method capable of performing load simulation tests economically and efficiently.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 조종면을 모사한 모사 조종면(CS)과, 상기 모사 조종면(CS)이 부착되는 회전 샤프트(S)와, 상기 회전 샤프트(S)에 출입가능하게 설치되되 상기 회전 샤프트(S)에 연동되어 회전하는 토션 빔(T)을 포함하여, 상기 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)에 출입되는 거리를 조정하여 상기 모사 조종면(CS)에 부가되는 하중을 모사하는 조종면 하중 모사 장치에 일 특징이 있다.The present invention for achieving the above object is a simulated control surface (CS), which simulates the control surface, a rotating shaft (S) to which the simulation control surface (CS) is attached, and is installed to be accessible to the rotating shaft (S), the rotation Including a torsion beam (T) rotated in conjunction with the shaft (S), to adjust the distance the torsion beam (T) enters and exits the rotating shaft (S) to simulate the load added to the simulation control surface (CS) There is one feature to the control surface load simulator.

이때, 상기 토션 빔(T)은 다각형 단면을 가지는 길이가 긴 형상의 토션 빔(130)을 이용하고, 회전 샤프트(S)는 상기 토션 빔(130)이 출입되되 상기 회전 샤프트(S)의 회전에 연동될 수 있도록 일 측 끝단면에 상기 토션 빔(130)과 동일한 단면 형상을 가지는 출입부(141)가 형성된 샤프트(140)를 이용할 수 있다.At this time, the torsion beam (T) uses a long shape of the torsion beam 130 having a polygonal cross section, the rotation shaft (S) is the torsion beam 130 is in and out, the rotation of the rotation shaft (S) A shaft 140 having an entrance portion 141 having the same cross-sectional shape as the torsion beam 130 may be used at one end surface thereof so as to be interlocked with the torsion beam 130.

또한, 상기 토션 빔(T)은 사각형 단면 형상을 가지는 사각형 토션 빔(160)을 이용하고, 회전 샤프트(S)는 상기 사각형 토션 빔(160)이 입출되는 중공축(170)을 이용하되, 상기 중공축(170)은 내부가 비어있는 중공축 본체(171)와, 상기 중공축 본체(171) 일 측에 설치되되 내측면에 롤러(173)가 설치되어 상기 사각형 토션 빔(160)이 접촉하면서 출입될 수 있도록 하는 플랜지(172)를 포함할 수 있다.In addition, the torsion beam (T) uses a rectangular torsion beam 160 having a rectangular cross-sectional shape, the rotating shaft (S) uses a hollow shaft 170 through which the square torsion beam 160 is admitted, The hollow shaft 170 is installed on the hollow shaft body 171 and the hollow shaft body 171 on one side of the hollow shaft 170, the roller 173 is installed on the inner side is in contact with the rectangular torsion beam 160 It may include a flange 172 to allow entry and exit.

또한, 상기 롤러(173)는 상기 사각형 토션 빔(160)의 상면, 저면, 좌우측면에 각각 접촉하되 회전가능하도록 상기 플랜지(172)의 내측면에 설치되는 것도 가능하다.In addition, the roller 173 may be installed on the inner surface of the flange 172 so as to be in contact with the top, bottom, left and right sides of the rectangular torsion beam 160, respectively, rotatable.

또한, 상기 토션 빔(T)은 외주면에 다수개의 돌출부가 길이방향으로 길게 형성된 스플라인 토션 빔(180)을 이용하고, 회전 샤프트(S)는 일 측 끝단면에 상기 스플라인 토션 빔(180)이 출입되되 상기 회전 샤프트(S)의 회전에 연동될 수 있도록 동일한 단면 형상을 가지는 출입부(191)가 형성된 샤프트(190)를 이용할 수 있다.In addition, the torsion beam (T) uses a spline torsion beam (180) having a plurality of protrusions formed in the longitudinal direction on the outer circumferential surface, the rotating shaft (S) is the spline torsion beam (180) in one end surface However, the shaft 190 may have an entrance portion 191 having the same cross-sectional shape so as to be interlocked with the rotation of the rotary shaft S.

또한, 상기 토션 빔(T)에 연결되는 토크 센서(120)와, 상기 회전 샤프트(S)에 연결되는 변위 센서(150)와, 상기 모사 조종면(CS)을 작동하는 조종면 작동기(110)를 더 포함하는 것도 가능하다.In addition, the torque sensor 120 is connected to the torsion beam (T), the displacement sensor 150 is connected to the rotary shaft (S), and the control surface actuator 110 for operating the simulation control surface (CS). It is also possible to include.

또한, 상기 회전 샤프트(S) 또는 토션 빔(T)을 내부에 수용하여 지지하는 지지부(210)와, 상기 지지부(210)일 측에 배치되어 관성추(CH)가 장착되는 관성추 플랜지(220)를 더 포함하는 것도 가능하다.In addition, the support shaft 210 accommodates and supports the rotation shaft S or the torsion beam T therein, and the inertial weight flange 220 disposed on one side of the support 210 to mount the inertial weight CH. It is also possible to further include).

또한, 상기 토크 센서(120)를 지지하는 지지판(230)과, 상기 지지판(230)을 상기 토션 빔(T)의 길이방향으로 이송하여 상기 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)에 출입되도록 하는 이송부(240)를 더 포함하되, 상기 이송부(240)는 회전력을 발생하는 구동부(241)와, 상기 구동부(241)에 의해 회전하는 이송 스크류(242)와, 상기 이송 스크류(242)에 설치되어 전후 이송되는 것으로서 상기 지지판(230)이 고정되는 이송 블록(243)을 포함하는 것도 가능하다.In addition, the support plate 230 for supporting the torque sensor 120 and the support plate 230 is transferred in the longitudinal direction of the torsion beam (T) so that the torsion beam (T) enters and exits the rotating shaft (S). Further comprising a conveying unit 240, wherein the conveying unit 240 is installed in the drive unit 241 for generating a rotational force, the feed screw 242 rotated by the drive unit 241, and the feed screw 242 It is also possible to include a transfer block 243 to which the support plate 230 is fixed as being forward and backward transport.

또한, 본 발명은 모사 조정면(CS)이 부착되는 회전 샤프트(S)에 토션 빔(T)을 설치하되, 상기 토션 빔(T)을 상기 회전 샤프트(S)에 출입 가능하게 함과 동시에 상기 회전 샤프트(S)에 연동되어 회전하도록 하여 상기 모사 조종면(CS)에 작용되는 하중을 모사하는 조종면 하중 모사 방법에 또 다른 특징이 있다.
In addition, the present invention is provided with a torsion beam (T) on the rotary shaft (S) to which the simulation adjustment surface (CS) is attached, while allowing the torsion beam (T) to enter and exit the rotary shaft (S) at the same time Another feature of the control surface load simulation method for simulating the load applied to the simulation control surface CS to rotate in conjunction with the rotary shaft (S).

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다라는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 하중모사 시험을 경제적이고도 효율적으로 수행할 수 있으며 피 시험 작동기와 하중 모사 장치가 작동기간 중 결합과 분리가 가능하여 설계가 용이한 효과도 있다.According to the present invention as described above, the load simulation test can be performed economically and efficiently, and the test actuator and the load simulation apparatus can be combined and separated during the operation period, so that the design is easy.

도 1은 본 발명의 개념을 도시한 개념도,
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예를 도시한 개념도 및 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개념도,
도 6은 본 발명의 하중 모사 장치 전체를 나타낸 사시도이다.1 is a conceptual diagram showing the concept of the present invention,
2 to 4 is a conceptual diagram and a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention,
5 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the present invention;
6 is a perspective view showing the entire load simulation apparatus of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면"등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments thereof, taken in conjunction with the accompanying drawings. It should be noted that, in the present specification, reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements have the same number as far as possible even if they are shown in different drawings. In addition, terms such as “first”, “second”, “one side”, and “other side” are used to distinguish one component from another component, and the component is limited by the terms. no. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 상세히 설명하기로 하며 우선 조종면에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention will first be described for the steering surface.

상기 조종면은 비행시 양력을 발생하는 것으로서 다양한 종류가 있다. 즉, 상기 조종면은 비행기 날개 뒤 가장자리쪽에 경첩으로 설치되는 작은 면적의 조종용 날개면(aileron)이거나, 혹은 비행기의 수직 꼬리 날개 후반부에 있는 가동부분인 방향타(rudder)이거나, 혹은 비행기의 승강 날개(elevator)이거나, 혹은 비행기 날개에서 발생하는 양력을 증대시키는 고양력 장치(flap)일 수 있다.The control surface has various kinds of generating lift during flight. That is, the control surface is a small area of a pilot wing (aileron) hinged to the rear edge of the airplane wing, or a rudder, which is a movable part in the rear half of the vertical tail wing of the airplane, or the elevator of the airplane (elevator) Or a high lift flap that increases the lift generated by the aircraft wing.

이하 설명되는 부하 모사 장치는 상술한 모든 조종면에 적용가능함을 먼저 밝혀둔다.
It is first noted that the load simulation apparatus described below is applicable to all the control surfaces described above.

한편, 첨부된 도 1은 본 발명의 개념을 도시한 개념도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예를 도시한 개념도 및 단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개념도이며, 도 6은 본 발명의 하중 모사 장치 전체를 나타낸 사시도이다.Meanwhile, FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the concept of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are conceptual diagrams and cross-sectional views showing one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention. 6 is a perspective view showing the entire load simulation apparatus of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 하중 모사 장치(100)는 조종면을 모사한 모사 조종면(CS)과, 상기 모사 조종면(CS)이 부착되는 회전 샤프트(S)와, 상기 회전 샤프트(S)에 출입 가능하게 설치되되 상기 회전 샤프트(S)에 연동되어 회전하는 토션 빔(T)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the load simulation apparatus 100 of the present invention includes a simulation control surface CS that simulates a control surface, a rotation shaft S to which the simulation control surface CS is attached, and the rotation shaft S. It is installed to be accessible to the to include a torsion beam (T) to rotate in conjunction with the rotary shaft (S).

이와 같은 본 발명에 의해 상기 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)에 출입되는 거리를 조정하여 상기 모사 조종면(CS)에 부가되는 하중을 모사할 수 있다.According to the present invention as described above it is possible to simulate the load added to the simulation control surface (CS) by adjusting the distance that the torsion beam (T) enters and exits the rotary shaft (S).

즉, 항공기의 실제 비행 중 조종면에 작동하는 공력하중은 조종면의 변위에 비례하는데, 상기 공력 하중은 본 발명의 회전 샤프트(S)에 출입되는 토션 빔(T)에 작용되는 토크 반력으로 모사할 수 있으며, 상기 토크 반력은 토크 센서(120)에 의해 측정될 수 있다.That is, the aerodynamic load acting on the control surface during the actual flight of the aircraft is proportional to the displacement of the control surface, the aerodynamic load can be simulated by the torque reaction force acting on the torsion beam (T) entering and exiting the rotary shaft (S) of the present invention. The torque reaction force may be measured by the torque sensor 120.

또한, 공력하중은 항공기의 속도에 따라 변화하는데 이는 토션 빔(T)의 길이를 변화시켜 모사할 수 있다. In addition, the aerodynamic load changes according to the speed of the aircraft, which can be simulated by changing the length of the torsion beam (T).

다시 말해서 다양한 조건에서 작용하는 실제의 공력 하중을 상기 토션 빔(T)의 길이를 변화시키면서 모사하는 것이며, 본 발명은 이를 위해 상술한 바와 같이 상기 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)에 출입되는 구성을 채택한 것이다.In other words, the actual aerodynamic load acting under various conditions is simulated while changing the length of the torsion beam T. In the present invention, the torsion beam T enters and exits the rotating shaft S as described above. It is to adopt the configuration.

이를 위한 토션 빔(T) 및 회전 샤프트(S)는 다양한 구성을 가질 수 있으며, 이에 대해 아래의 실시예를 통해 상세히 설명한다.
The torsion beam T and the rotating shaft S for this may have various configurations, which will be described in detail with reference to the following embodiments.

실시예1Example 1

도 1에 도시된 바와 같이 상기 토션 빔(T)은 다각형 단면을 가지는 길이가 긴 형상의 토션 빔(130)을 이용하고, 상기 회전 샤프트(S)는 상기 토션 빔(130)이 출입되되 상기 회전 샤프트(S)의 회전에 연동될 수 있도록 일 측 끝단면에 상기 토션 빔(130)과 동일한 단면 형상을 가지는 출입부(141)가 형성된 샤프트(140)를 이용할 수 있다.As shown in FIG. 1, the torsion beam T uses a torsion beam 130 having a long shape having a polygonal cross section, and the rotation shaft S has the torsion beam 130 in and out of the rotation. A shaft 140 having an entrance portion 141 having the same cross-sectional shape as the torsion beam 130 may be used at one end surface so as to be interlocked with the rotation of the shaft S.

즉, 도시된 바와 같이 상기 토션 빔(130)은 사각형 단면의 길이가 긴 판체 형상일 수 있고, 상기 샤프트(140)는 원통 형상이되 상기 토션 빔(130)이 삽입 또는 분리될 수 있도록 상기 토션 빔(130)과 동일한 형상으로 요홈된 출입부(141)를 포함할 수 있다.That is, as shown, the torsion beam 130 may have a long plate-like shape having a rectangular cross section, and the shaft 140 may have a cylindrical shape but the torsion beam 130 may be inserted or separated. It may include the entrance portion 141 grooved in the same shape as the beam 130.

이와 같은 구성에 의해 상기 토션 빔(130)은 상기 출입부(141)에 삽입되어 상기 샤프트(140)의 회전에 연동되어 회전할 수 있다.By such a configuration, the torsion beam 130 may be inserted into the entrance part 141 to rotate in conjunction with the rotation of the shaft 140.

또한, 상술한 바와 같이 모사 조종면(CS)에 작용되는 공력 하중을 변화시키기 위해 상기 토션 빔(130)을 일정 거리 상기 출입부(141)로부터 인출하거나 혹은 더욱 깊이 삽입하면 된다.In addition, in order to change the aerodynamic load applied to the simulation control surface CS as described above, the torsion beam 130 may be drawn out of the entrance portion 141 at a predetermined distance or deeper.

한편, 본 발명의 토션 빔(130)와 출입부(141)의 경우 도시된 바와 같이 사각형 단면을 가질 수 있으나 이는 다각형 단면의 토션 빔(130)과 출입부(141)의 일 예에 불과한 것으로서, 상기 토션 빔(130)이 출입가능하고, 샤프트(140)의 회전에 연동될 수 있는 형상이면 상기 토션 빔(130)과 샤프트(140)가 다른 형상인 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
On the other hand, the torsion beam 130 and the entry portion 141 of the present invention may have a rectangular cross section as shown, but this is only an example of the torsion beam 130 and the entry portion 141 of the polygonal cross section, If the torsion beam 130 is accessible and the shape can be linked to the rotation of the shaft 140, even if the torsion beam 130 and the shaft 140 is a different shape, it is obvious that all belong to the scope of the present invention. Do.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 토션 빔(130)의 일 측에 토크 센서(120)를 설치하여 상기 토션 빔(130)에 작용되는 토크를 측정하는 것도 가능하고, 상기 샤프트(140)의 일 측에 변위 센서(150)를 부착하여 상기 샤프트(140)의 회전 변위를 측정하는 것도 가능하며, 이에 대해서는 후술한다.
Meanwhile, as shown in FIG. 1, a torque sensor 120 may be installed at one side of the torsion beam 130 to measure torque applied to the torsion beam 130. It is also possible to measure the rotational displacement of the shaft 140 by attaching the displacement sensor 150 on one side, which will be described later.

실시예2Example 2

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 토션 바(160)는 사각형 단면 형상을 가지는 사각형 토션 빔(160)을 이용하고, 회전 샤프트(S)는 상기 사각형 토션 빔(160)이 입출되는 중공축(170)을 이용할 수 있다.2 to 4, the torsion bar 160 of the present invention uses a rectangular torsion beam 160 having a rectangular cross-sectional shape, and the rotating shaft S is provided with the rectangular torsion beam 160 entering and exiting. The hollow shaft 170 can be used.

이때, 상기 중공축(170)은 내부가 비어있는 중공축 본체(171)와, 상기 중공축 본체(171) 일측에 설치되되 내측면에 롤러(173)가 설치되어 상기 사각형 토션 빔(160)이 접촉하면서 출입될 수 있도록 하는 플랜지(172)를 포함한다.At this time, the hollow shaft 170 is installed inside the hollow shaft body 171 and the hollow shaft body 171, but the roller 173 is installed on the inner side of the hollow shaft torsion beam 160 is And a flange 172 to allow entry and exit while in contact.

즉, 상기 사각형 토션 빔(160)이 상기 롤러(173)와 접촉하면서 중공축(170) 내부로 진입하거나 혹은 중공축(170) 외부로 빠져나오면서 길이를 조절할 수 있다.That is, the length of the rectangular torsion beam 160 may enter the hollow shaft 170 while coming into contact with the roller 173 or exit the hollow shaft 170.

이때, 상기 롤러(173)는 상기 사각형 토션 빔(160)의 상면, 저면, 좌우측면에 각각 접촉하되 회전가능하도록 상기 플랜지(172)의 내측면에 설치된다.In this case, the roller 173 is installed on the inner surface of the flange 172 to be in contact with the top, bottom, left and right sides of the rectangular torsion beam 160, respectively, rotatable.

이를 위해 상기 플랜지(172)의 내측면 일부에 장착면(172a)을 요홈하게 형성한 후 상기 장착면(172a)에 상기 롤러(173)를 장착할 수 있다.To this end, the roller 173 may be mounted on the mounting surface 172a after the mounting surface 172a is recessed on a portion of the inner surface of the flange 172.

이때, 상기 장착면(172a)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 플랜지(172)의 외측 단 내측면에 형성할 수 있고 도 4에 도시된 바와 같이 상기 플랜지(172)의 내측면 중앙부분에 형성할 수 있다.In this case, the mounting surface 172a may be formed on the outer end inner surface of the flange 172 as shown in FIG. 3 and formed on the inner side of the inner surface of the flange 172 as shown in FIG. can do.

한편, 상기 롤러(173)는 도 3에 도시된 바와 같이 롤러(173) 양측에 배치되는 것으로서 인접하는 장착면(172a)에 설치되는 핀(P)에 의해 회동가능하게 장착될 수 있다.
Meanwhile, as shown in FIG. 3, the roller 173 is disposed on both sides of the roller 173 and may be rotatably mounted by a pin P installed on an adjacent mounting surface 172a.

이 외에는 상기 실시예1과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
Except for the above, the same description as in the first embodiment is omitted.

실시예3Example 3

도 5에 도시된 바와 같이 토션 빔(T)은 외주면에 다수개의 돌출부(181)가 길이방향으로 길게 형성된 스플라인 토션 빔(180)을 이용하고, 회전 샤프트(S)는 일 측 끝단면에 상기 스플라인 토션 빔(180)이 출입되되 상기 회전 샤프트(S)의 회전에 연동될 수 있도록 동일한 단면 형상을 가지는 출입부(191)가 형성된 샤프트(190)를 이용할 수 있다.As shown in FIG. 5, the torsion beam T uses a spline torsion beam 180 having a plurality of protrusions 181 formed in a longitudinal direction on an outer circumferential surface thereof, and the rotation shaft S has the spline on one end surface thereof. The torsion beam 180 may enter and exit, but may use a shaft 190 is formed with the entrance portion 191 having the same cross-sectional shape so as to be linked to the rotation of the rotary shaft (S).

즉, 본 발명은 토션 빔(T)이 샤프트(S)에 출입가능하게 설치되는 한편 상기 샤프트(S)에 연동되어 토션 빔(T)이 회전하는 것으로서, 이를 위해 상술한 바와 같이 스플라인 형태의 토션 빔(180)과 상기 스플라인 토션 빔(180)이 삽입되는 출입부(191)가 형성되는 샤프트(190)를 포함하는 것이다.That is, in the present invention, the torsion beam T is installed to be accessible to the shaft S, while the torsion beam T is rotated in association with the shaft S. To this end, the torsion beam T has a spline shape as described above. The shaft 180 includes a beam 190 and an entrance portion 191 into which the spline torsion beam 180 is inserted.

이때, 상기 출입부(191)의 형상도 상기 스플라인 토션 빔(180)의 돌출부(181)가 끼움될 수 있도록 다수개의 요홈부(191a)가 형성되는 것이다.In this case, a plurality of recesses 191a are formed in the shape of the access part 191 so that the protrusion 181 of the spline torsion beam 180 can be fitted.

한편, 상기 돌출부(181) 및 요홈부(191a)는 도시된 바와 같이 사각형 단면 형상일 수 있으나 이는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 불과한 것으로서 상기 요홈부(191a)에 끼워지되 출입 가능한 형상인 한 상기 돌출부(181)와 요홈부(191a)가 다른 형상을 가진 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
On the other hand, the protrusion 181 and the groove 191a may have a rectangular cross-sectional shape as shown, but this is only an example for explaining the present invention as long as it is fitted into the groove 191a, but is accessible Of course, even if the protrusion 181 and the recess 191a has a different shape, it belongs to the scope of the present invention.

이 외에는 상술한 실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하며, 이하 도 6을 참조하여 상술한 토션 빔(T)과 회전 샤프트(S)를 포함하는 하중 모사 장치(100)에 대해 설명한다.
Except for this, the same description as in the above-described embodiment will not be repeated. Hereinafter, the load simulation apparatus 100 including the torsion beam T and the rotating shaft S will be described with reference to FIG. 6.

도시된 바와 같이 본 발명의 하중 모사 장치(100)는 상기 토션 빔(T)에 연결되는 토크 센서(120)와, 상기 회전 샤프트(S)에 연결되는 변위 센서(150)를 포함하며, 상기 토크 센서(120)에 의해 상기 토션 빔(T)에 작용되는 토크를 측정하고 상기 변위 센서(150)에 의해 회전 샤프트(S)의 회전 변위를 측정하게 된다.As shown, the load simulation apparatus 100 of the present invention includes a torque sensor 120 connected to the torsion beam T, and a displacement sensor 150 connected to the rotation shaft S, and the torque The torque applied to the torsion beam T by the sensor 120 is measured, and the rotational displacement of the rotation shaft S is measured by the displacement sensor 150.

이와 같은 본 발명의 하중 모사 장치(100)에 의해 상기 모사 조종면(CS)에 작용되는 하중을 산출할 수 있다.The load applied to the simulation control surface CS can be calculated by the load simulation apparatus 100 as described above.

한편, 상기 모사 조종면(CS)을 작동하기 위해 상기 모사 조정면(CS) 일 측에 설치되는 조종면 작동기(110)를 포함할 수 있으며, 상기 조종면 작동기(110)는 널리 알려진 구성이므로 자세한 설명은 생략한다.
On the other hand, it may include a control surface actuator 110 which is installed on one side of the simulation control surface (CS) to operate the simulation control surface (CS), the control surface actuator 110 is a well-known configuration, detailed description thereof will be omitted. do.

또한, 도시된 바와 같이 상기 회전 샤프트(S) 또는 토션 빔(T)을 내부에 수용하여 지지하는 지지부(210)와, 상기 지지부(210) 상측에 설치되는 회동부(212), 그리고 회동부(212)의 일 측에 배치되어 회전축 외주상에 장착되는 관성추(220)를 포함할 수 있다.In addition, as shown, the support part 210 for receiving and supporting the rotating shaft S or the torsion beam T therein, the pivoting part 212 provided above the support part 210, and the pivoting part ( Is disposed on one side of 212 may include an inertial weight 220 is mounted on the outer circumference of the rotating shaft.

상기 관성추(220)는 도넛 모양의 원주를 양분하여 회전 샤프트(S) 아래 위에서 볼트 결합한 것이다.The inertial weight 220 is a bolt-bonded from above the rotary shaft (S) by dividing the donut-shaped circumference.

조종면 작동기가 항공기의 조종면을 움직이는 동역학적 과정에는 링키지 등 조종계통 고유의 관성력이 작용하는데, 상기 관성력을 모사하기 위해 상술한 바와 같이 관성추를 사용하는 것이다.
The inertial force inherent in the control system such as a linkage is applied to the dynamic process of the control plane actuator moving the control surface of the aircraft. The inertial weight is used as described above to simulate the inertial force.

상기 회전 샤프트(S)와 토션 빔(T)은 도시된 바와 같이 길이가 긴 상태로 배치되므로 처짐 현상이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 지지부(210)를 설치한 것이다.Since the rotation shaft S and the torsion beam T are disposed in a long state as shown in the drawing, sagging may occur, and thus the support part 210 is installed to prevent this.

이때, 상기 지지부(210)는 상기 회전 샤프트(S) 또는 토션 빔(T)을 회동 가능하게 수용하는 회동부(212)와, 상기 회동부(212)를 저면에서 지지하는 지지대(211)를 포함할 수 있으며, 상기 회동부(212)는 상기 회전 샤프트(S) 또는 토션 빔(T)이 삽입되는 베어링을 사용할 수 있다.At this time, the support portion 210 includes a rotating part 212 for receiving the rotation shaft (S) or the torsion beam (T) rotatably, and a support 211 for supporting the rotating part 212 from the bottom. The rotation part 212 may use a bearing into which the rotation shaft S or the torsion beam T is inserted.

또한, 상기 지지대(211)는 도시된 바와 같이 회동부(212) 저면에 배치되며 상기 회동부(212)가 고정된다.
In addition, the support 211 is disposed on the bottom of the rotating part 212 as shown, and the rotating part 212 is fixed.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 조종면에 작용되는 공력 하중과 관성력을 모사할 수 있는데, 상기 공력하중을 변경하기 위해 도 6에 도시된 바와 같은 상기 토크 센서(120)를 지지하는 지지판(230)과, 상기 지지판(230)을 상기 토션 빔(T)의 길이방향으로 이송하여 상기 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)에 출입되도록 하는 이송부(240)를 포함할 수 있다.According to the present invention as described above can be simulated aerodynamic load and inertial force acting on the control surface, and to support the torque sensor 120 as shown in Figure 6 to change the aerodynamic load and In addition, the support plate 230 may include a conveying part 240 for conveying the torsion beam T in the longitudinal direction of the torsion beam T so that the torsion beam T may enter and exit the rotating shaft S.

앞서 설명된 바와 같이 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)에 삽입되는 길이를 조정하여 공력 하중을 변경하는데, 상기 토션 빔(T)을 이동하기 위해 상기 지지판(230)과 이송부(240)를 포함하는 것이다.As described above, the aerodynamic load is changed by adjusting the length in which the torsion beam T is inserted into the rotary shaft S. The support plate 230 and the conveying unit 240 are moved to move the torsion beam T. It is to include.

이때, 상기 이송부(240)는 회전력을 발생하는 구동부(241)와, 상기 구동부(241)에 의해 회전하는 이송 스크류(242)와, 상기 이송 스크류(242)에 설치되어 전후 이송되는 것으로서 상기 지지판(230)이 고정되는 이송 블록(243)을 포함한다.In this case, the transfer part 240 is installed in the drive unit 241 for generating a rotational force, the transfer screw 242 rotated by the drive unit 241, and the transfer screw 242 is conveyed back and forth and the support plate ( 230 includes a transfer block 243 to which it is fixed.

즉, 구동부(241)에 의해 이송 스크류(242)가 회전하면, 상기 이송 스크류(242)에 설치되어 있는 이송 블록(243)이 전후진 이동한다. 이때, 상기 이송 블록(243)에 상기 지지판(230)이 고정되어 있으므로, 상기 이송 블록(243)의 이송에 의해 상기 지지판(230) 역시 이송된다.That is, when the feed screw 242 rotates by the drive part 241, the feed block 243 provided in the feed screw 242 moves forward and backward. In this case, since the support plate 230 is fixed to the transfer block 243, the support plate 230 is also transferred by the transfer of the transfer block 243.

또한, 상기 지지판(230)에는 토크 센서(230)와 토션 빔(T)이 설치되어 있으므로 결국 지지판(230)의 이동에 의해 상기 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)로부터 빠져나오거나 더 깊게 삽입되어 공력 하중의 변동을 모사할 수 있다.In addition, since the torque sensor 230 and the torsion beam T are installed in the support plate 230, the torsion beam T is released from the rotation shaft S or deeper by the movement of the support plate 230. Can be inserted to simulate variations in aerodynamic loads.

한편, 상기 회전 액츄에이터(241)는 회전력을 발생하는 장치를 말하는 것으로서 예를 들어 전동 모터 등을 사용할 수 있다.
On the other hand, the rotary actuator 241 refers to a device for generating a rotation force, for example, an electric motor or the like can be used.

한편 본 발명은 앞서 설명한 모사 장치(100)를 이용하는 방법으로서, 상술한 모사 조정면(CS)이 부착되는 회전 샤프트(S)에 토션 빔(T)을 설치하되, 상기 토션 빔(T)을 상기 회전 샤프트(S)에 출입 가능하게 함과 동시에 상기 회전 샤프트(S)에 연동되어 회전하도록 하여 상기 모사 조종면(CS)에 작용되는 하중을 모사하는 것이다.
On the other hand, the present invention is a method using the simulation apparatus 100 described above, the torsion beam (T) is installed on the rotating shaft (S) to which the above-described simulation adjustment surface (CS) is attached, the torsion beam (T) is It is to allow access to the rotary shaft (S) and at the same time to rotate in conjunction with the rotary shaft (S) to simulate the load applied to the simulation control surface (CS).

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and a person having ordinary skill in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious that modifications and improvements are possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

100 : 하중 모사 장치 110 : 조종면 작동기
120 : 토크 센서 130, 160,180,T : 토션 빔
140,170,190,S : 회전 샤프트 150 : 변위 센서
210 : 지지부 220 : 관성추
230 : 지지판 240 : 이송부
CS : 조종면100: load simulation device 110: control surface actuator
120: torque sensor 130, 160, 180, T: torsion beam
140,170,190, S: Rotating shaft 150: Displacement sensor
210: support portion 220: inertial weight
230: support plate 240: transfer unit
CS: control plane

Claims (9)

조종면을 모사한 모사 조종면(CS)과, 상기 모사 조종면(CS)이 부착되는 회전 샤프트(S)와, 상기 회전 샤프트(S)에 출입가능하게 설치되되 상기 회전 샤프트(S)에 연동되어 회전하는 토션 빔(T)을 포함하여,
상기 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)에 출입되는 거리를 조정하여 상기 모사 조종면(CS)에 부가되는 하중을 모사하는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 장치.A simulated control surface (CS) that simulates a control surface, a rotating shaft (S) to which the simulated control surface (CS) is attached, and installed to be accessible to the rotating shaft (S) and rotated in conjunction with the rotating shaft (S). Including torsion beam T,
Control plane load simulation apparatus, characterized in that for controlling the distance that the torsion beam (T) enters and exits the rotating shaft (S) to simulate the load added to the simulation control surface (CS). 제1항에 있어서,
상기 토션 빔(T)은 다각형 단면을 가지는 길이가 긴 형상의 토션 빔(130)을 이용하고,
회전 샤프트(S)는 상기 토션 빔(130)이 출입되되 상기 회전 샤프트(S)의 회전에 연동될 수 있도록 일 측 끝단면에 상기 토션 빔(130)과 동일한 단면 형상을 가지는 출입부(141)가 형성된 샤프트(140)를 이용하는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 장치.The method of claim 1,
The torsion beam T uses a torsion beam 130 having a long shape having a polygonal cross section,
The rotary shaft S has an entrance portion 141 having the same cross-sectional shape as the torsion beam 130 on one side end surface thereof so that the torsion beam 130 can be interlocked with the rotation of the rotation shaft S. Control surface load simulation apparatus, characterized in that using the shaft 140 is formed. 제1항에 있어서,
상기 토션 빔(T)은 사각형 단면 형상을 가지는 사각형 토션 빔(160)을 이용하고,
회전 샤프트(S)는 상기 사각형 토션 빔(160)이 입출되는 중공축(170)을 이용하되,
상기 중공축(170)은 내부가 비어있는 중공축 본체(171)와, 상기 중공축 본체(171) 일 측에 설치되되 내측면에 롤러(173)가 설치되어 상기 사각형 토션 빔(160)이 접촉하면서 출입될 수 있도록 하는 플랜지(172)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 장치.The method of claim 1,
The torsion beam T uses a rectangular torsion beam 160 having a rectangular cross-sectional shape,
Rotation shaft (S) using a hollow shaft 170, the square torsion beam 160 is admitted,
The hollow shaft 170 is installed on the hollow shaft body 171 and the hollow shaft body 171, one side of the hollow shaft 170, the roller 173 is installed on the inner side contact the rectangular torsion beam 160 Control surface load simulation device comprising a flange (172) to be allowed to enter and exit. 제3항에 있어서,
상기 롤러(173)는 상기 사각형 토션 빔(160)의 상면, 저면, 좌우측면에 각각 접촉하되 회전가능하도록 상기 플랜지(172)의 내측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 장치.The method of claim 3,
The roller (173) is a control surface load simulation device, characterized in that installed on the inner surface of the flange (172) to be in contact with the top, bottom, left and right sides of the rectangular torsion beam (160), respectively. 제1항에 있어서,
상기 토션 빔(T)은 외주면에 다수개의 돌출부가 길이방향으로 길게 형성된 스플라인 토션 빔(180)을 이용하고,
회전 샤프트(S)는 일 측 끝단면에 상기 스플라인 토션 빔(180)이 출입되되 상기 회전 샤프트(S)의 회전에 연동될 수 있도록 동일한 단면 형상을 가지는 출입부(191)가 형성된 샤프트(190)를 이용하는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 장치.The method of claim 1,
The torsion beam (T) uses a spline torsion beam 180 formed with a plurality of protrusions long in the longitudinal direction on the outer circumferential surface,
The rotating shaft S has a shaft 190 in which an entrance portion 191 having the same cross-sectional shape is formed on one side end surface thereof so that the spline torsion beam 180 can enter and exit and be linked to the rotation of the rotating shaft S. Control surface load simulation apparatus, characterized in that using the. 제1항에 있어서,
상기 토션 빔(T)에 연결되는 토크 센서(120)와,
상기 회전 샤프트(S)에 연결되는 변위 센서(150)와,
상기 모사 조종면(CS)을 작동하는 조종면 작동기(110)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 장치.The method of claim 1,
A torque sensor 120 connected to the torsion beam T;
A displacement sensor 150 connected to the rotation shaft S;
Control surface load simulation apparatus further comprises a control surface actuator (110) for operating the simulation control surface (CS). 제6항에 있어서,
상기 회전 샤프트(S) 또는 토션 빔(T)을 내부에 수용하는 회동부(212)가 설치되는 지지부(210)와, 상기 회동부(212)의 일측에 배치되어 회전축 외주상에 장착되는 관성추(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 장치.The method according to claim 6,
A support part 210 having a rotating part 212 for receiving the rotating shaft S or the torsion beam T therein is installed, and an inertial weight disposed on one side of the rotating part 212 and mounted on an outer circumference of the rotating shaft. Control surface load simulation device, characterized in that it further comprises (220). 제6항에 있어서,
상기 토크 센서(120)를 지지하는 지지판(230)과,
상기 지지판(230)을 상기 토션 빔(T)의 길이방향으로 이송하여 상기 토션 빔(T)이 회전 샤프트(S)에 출입되도록 하는 이송부(240)를 더 포함하되,
상기 이송부(240)는 회전력을 발생하는 구동부(241)와, 상기 구동부(241)에 의해 회전하는 이송 스크류(242)와, 상기 이송 스크류(242)에 설치되어 전후 이송되는 것으로서 상기 지지판(230)이 고정되는 이송 블록(243)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 장치.The method according to claim 6,
A support plate 230 for supporting the torque sensor 120;
The support plate 230 further includes a conveying unit 240 for transporting in the longitudinal direction of the torsion beam (T) so that the torsion beam (T) enters and exits the rotating shaft (S),
The transfer unit 240 is a driving unit 241 for generating a rotational force, a feed screw 242 rotated by the drive unit 241, and is installed on the feed screw 242 is conveyed before and after the support plate 230 Control plane load simulation apparatus characterized in that it comprises a fixed transfer block (243). 모사 조종면(CS)이 부착되는 회전 샤프트(S)에 토션 빔(T)을 설치하되, 상기 토션 빔(T)을 상기 회전 샤프트(S)에 출입 가능하게 함과 동시에 상기 회전 샤프트(S)에 연동되어 회전하도록 하여 상기 모사 조종면(CS)에 작용되는 하중을 모사하는 것을 특징으로 하는 조종면 하중 모사 방법.The torsion beam T is installed on the rotating shaft S to which the simulation control surface CS is attached, while allowing the torsion beam T to enter and exit the rotating shaft S and simultaneously to the rotating shaft S. Control surface load simulation method, characterized in that to simulate the load acting on the simulation control surface (CS) by rotating to interlock.
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