KR101461490B1 - 조종사 좌석의 판 스프링을 이용한 진동 저감용 진동 흡수기 - Google Patents

조종사 좌석의 판 스프링을 이용한 진동 저감용 진동 흡수기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전익 항공기의 특정 환경에서 회전익 항공기의 진동을 저감함과 아울러 수직 방향으로 발생하는 진동을 저감할 수 있는 조종사 좌석의 판 스프링을 이용한 진동 저감용 진동 흡수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기는, 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기로서, 상부 및 하부를 관통하는 복수의 제 1 관통홀을 갖는 판 스프링과, 상기 판 스프링의 상부에 위치하며, 복수의 상기 제 1 관통홀에 대응하는 영역에 제 2 관통홀을 갖는 상부 기본 질량 부재와, 상기 판 스프링의 하부에 위치하며, 복수의 상기 제 1 관통홀에 대응하는 영역에 제 3 관통홀을 갖는 하부 기본 질량 부재와, 상기 제 1 관통홀에 삽입되어 상기 판 스프링의 위치를 조절하는 스토퍼와, 복수의 상기 제 1 관통홀과, 상기 제 1 관통홀에 대응하는 상기 제 2 관통홀 및 상기 제 3 관통홀을 체결하는 볼트 및 너트를 포함하되, 상기 판 스프링과 일체로 연결되어 있는 판 스프링의 본체 영역이 상기 조종사 좌석의 바닥 지지 구조에 설치된 본체 장착부에 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

조종사 좌석의 판 스프링을 이용한 진동 저감용 진동 흡수기{VIBRATION ABSORBER FOR ABSORBING VIBRATION USING PLATE SPRING OF PILOT SEAT}
본 발명은 조종사 좌석의 판 스프링을 이용한 진동 저감용 진동 흡수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전익 항공기의 진동 저감을 위해 조종사 좌석의 판 스프링을 이용한 진동 저감용 진동 흡수기에 관한 것이다.
종래, 일반적인 회전익 항공기의 승객실 진동을 저감하기 위한 진동 저감 장치에 판-스프링을 이용한다. 회전익 항공기의 진동 저감 장치에 이러한 판-스프링을 이용하는 이유는 제작이 용이하기 때문이다.
하지만, 특정 회전익 항공기의 진동 저감을 위해서는 고유한 진동 특성과 설계 환경을 고려한 분석을 통해 진동 저감용 진동 흡수기가 설계되어야 한다.
또한, 효율적인 튜닝을 위한 추가 구성품은 각 진동 흡수기의 장착 환경을 고려하여 개발되어야 한다.
예를 들면, 기존의 회전익 항공기에는 조종실 수직 방향으로 진동 저감을 위한 진동 흡수기의 장착 위치 및 공간이 없는 문제점이 있다.
또한, 판-스프링을 적용한 진동 저감 장치를 장착하기 위해, 기설계된 회전익 항공기 승객실의 구조를 설계 변경할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 회전익 항공기의 특정 환경에서 회전익 항공기의 진동을 저감함과 아울러 수직 방향으로 발생하는 진동을 저감할 수 있는 조종사 좌석의 판 스프링을 이용한 진동 저감용 진동 흡수기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기는, 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기로서, 상부 및 하부를 관통하는 복수의 제 1 관통홀을 갖는 판 스프링과, 상기 판 스프링의 상부에 위치하며, 복수의 상기 제 1 관통홀에 대응하는 영역에 제 2 관통홀을 갖는 상부 기본 질량 부재와, 상기 판 스프링의 하부에 위치하며, 복수의 상기 제 1 관통홀에 대응하는 영역에 제 3 관통홀을 갖는 하부 기본 질량 부재와, 상기 제 1 관통홀에 삽입되어 상기 판 스프링의 위치를 조절하는 스토퍼와, 복수의 상기 제 1 관통홀과, 상기 제 1 관통홀에 대응하는 상기 제 2 관통홀 및 상기 제 3 관통홀을 체결하는 볼트 및 너트를 포함하되, 상기 판 스프링과 일체로 연결되어 있는 판 스프링의 본체 영역이 상기 조종사 좌석의 바닥 지지 구조에 설치된 본체 장착부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기는, 상기 상부 기본 질량 부재의 상부에는 회전익 항공기의 특정 주파수에 따른 질량 보정을 위한 질량 조정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 회전익 항공기의 특정 환경에서 회전익 항공기의 진동을 저감함과 아울러 수직 방향으로 발생하는 진동을 저감할 수 있는 조종사 좌석의 판 스프링을 이용한 진동 저감용 진동 흡수기를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 항공기의 기체 진동을 통해 발생하는 블레이드 하중의 주요 성분을 나타내는 그래프.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전익 항공기의 승객실에 작용하는 주파수 성분의 진동을 저감하기 위한 모델링을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 항공기 승객실의 진동 저감용 진동 흡수기의 분해도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감용 진동 흡수기가 회전익 항공기에 장착된 형상을 나타내는 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 항공기의 기체 진동을 통해 발생하는 블레이드 하중의 주요 성분을 나타내는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 회전익 항공기의 진동은 회전하는 블레이드의 플래핑(Flapping)과 리드래그(Lead Lag) 운동에 의해 생성된 하중에 의해 유발된다. 회전익 항공기의 모든 블레이드에서 생성된 하중은 로터 허브에 의해 kb/rev 성분의 하중만이 트랜스미션을 거쳐 동체에 전달된다. 회전익 항공기는 블레이드가 4개이므로 기체 진동을 유발하는 블레이드 하중의 주요 성분은 3Ω, 4Ω, 5Ω 성분이며, 로터 허브에 의해 4Ω 성분으로 변환되어 동체에 전달된다. 따라서, 동체에 장착된 조종사 좌석의 주요 진동 성분은 4Ω이다.
다음, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전익 항공기의 승객실에 작용하는 주파수 성분의 진동을 저감하기 위한 모델링을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 회전익 항공기의 승객실에 작용하는 4Ω 주파수 성분의 진동을 저감하기 위해, 질량과 스프링으로 구성된 시스템을 4Ω 주파수로 운동하도록 설계하여, 승객실의 진동을 저감시키는 원리를 이용하여 모델링하고 있다.
본 모델링에서 사용되는 수식은 다음과 같다.
- 승객실의 주요 진동 성분 4Ω 성분 진동 저감 기술적 원리
- 헬리콥터 발생 진동 :
Figure 112013060574707-pat00001
즉, 회전익 항공기의 특정 위치에서 발생하는 진동량을 나타낸다
- 진동 흡수기 질량(kg) :
Figure 112013060574707-pat00002
- 진동 흡수기 전달계수 :
Figure 112013060574707-pat00003
- 진동 흡수기 발생력 :
Figure 112013060574707-pat00004
...(식 1)
- 진동 흡수기 가속도 :
Figure 112013060574707-pat00005
...(식 2)
여기서, 좌측의 함수는 튜닝이 가능한 진동 흡수기의 가속도를 나타내고, CTR은 진동 전달 함수이며, F는 진동 흡수기의 발생력을 나타낸다.
- 진동 흡수기 저감 진동 :
Figure 112013060574707-pat00006
...(식 3)
따라서, 진동 흡수기의 저감 진동은 헬리콥터 발생 진동과 진동 흡수기의 가속도의 차를 이용하여 구할 수 있게 된다.
즉, 상기 식 3에서와 같이, 헬리콥터 발생 진동에서 진동 흡수기의 발생에 따른 가속도를 감산하면 전체 진동 흡수기의 저감 진동을 구할 수 있게 된다.
다음, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 항공기 승객실의 진동 저감용 진동 흡수기의 분해도이다.
여기서, 도면을 보았을 때, 상하 방향이 실제로는 수직 방향을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기는, 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기로서, 상부 및 하부를 관통하는 복수의 제 1 관통홀(111)을 갖는 판 스프링(110)과, 판 스프링(110)의 상부에 위치하며, 복수의 제 1 관통홀(111)에 대응하는 영역에 제 2 관통홀(121)을 갖는 상부 기본 질량 부재(120)와, 판 스프링(110)의 하부에 위치하며, 복수의 제 1 관통홀(111)에 대응하는 영역에 제 3 관통홀(131)을 갖는 하부 기본 질량 부재(130)와, 제 1 관통홀(111)에 삽입되어 판 스프링(110)의 위치를 조절하는 스토퍼(140)와, 복수의 제 1 관통홀(111)과, 제 1 관통홀(111)에 대응하는 제 2 관통홀(121) 및 제 3 관통홀(131)을 체결하는 볼트(150) 및 너트(160)를 포함하되, 판 스프링(110)과 연결된 판의 본체 영역(180)이 조종사 좌석(300) 후방에 설치된 본체 장착부(190)에 장착됨으로써 진동을 발생시킨다.
여기서, 판 스프링(110)이란, 길이가 각각 다른 몇 개의 철판을 겹쳐서 만든 스프링으로, 판 스프링(110)은 구조가 간단하고 링크의 구실도 하여 리어 서스펜션에 많이 사용된다. 또한, 비교적 큰 진동을 흡수하는 역할을 수행한다.
또한, 상부 기본 질량 부재(120)와, 하부 기본 질량 부재(130)는 판 스프링(110)을 기준으로 그 상부 및 하부에 각각 마주보도록 장착된다. 즉, 탄성을 갖는 판 스프링(110)을 기준으로 그 상부에 상부 기본 질량 부재(120)가 장착되고, 그 하부에 하부 기본 질량 부재(130)가 장착된다. 이러한 구조에 의해, 판 스프링(110)이 상하 방향으로 진동하게 된다. 이러한 판 스프링(110)의 진동에 의해, 회전익 항공기에 의해 발생하는 진동을 상쇄하여 진동을 감소시키는 역할을 수행하게 된다.
다음, 스토퍼(140)는 판의 위치를 정하는데 사용하는 조각을 말하며, 판 스프링(110)의 제 1 관통홀(111)과, 상부 기본 질량 부재(120)의 제 2 관통홀(121)과, 하부 기본 질량 부재(130)의 제 3 관통홀(131)의 위치를 맞추는데 사용된다.
다음, 볼트(150) 및 너트(160)는 판 스프링(110)의 복수의 제 1 관통홀(111)과, 이러한 제 1 관통홀(111)에 대응하는 상부 기본 질량 부재(120)의 제 2 관통홀(121)과, 하부 기본 질량 부재(130)의 제 3 관통홀(131)을 체결하는 역할을 수행한다. 여기서, 볼트(150) 및 너트(160)는 판 스프링(110)과, 상부 기본 질량 부재(120)와, 하부 기본 질량 부재(130)가 서로 이탈되지 않도록 고정하는 역할을 수행하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 진동 저감용 진동 흡수기(100)는 상부 기본 질량 부재(120)의 상부에, 회전익 항공기가 발생하는 특정 주파수에 의해 발생하는 진동의 변화에 대응하도록 질량의 보정을 위한 질량 조정 부재(170)를 더 포함한다.
즉, 조종사 좌석의 진동 흡수의 효율적인 보정을 위해, 진동 저감용 진동 흡수기(100)의 질량 조정 부재(120)를 통해 질량의 보정을 행할 수 있으며, 이에 의해 특정 주파수에 의해 발생하는 진동의 변화에 대응이 가능하다.
다음, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감용 진동 흡수기가 회전익 항공기에 장착된 형상을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 진동 저감용 진동 흡수기(100)는 판 스프링과 일체로 연결되어 있는 판 스프링의 본체 영역(180)이 항공기의 조종사 좌석 바닥 내부의 조종실 바닥 지지 구조에 위치하는 본체 장착부(190)에 장착된다.
이와 같이, 진동 저감용 진동 흡수기(100)의 판 스프링의 본체 영역(180)이 본체 장착부(190)에 장착되고, 판 스프링(110)의 상부 및 하부에 각각 상부 기본 질량 부재(120) 및 하부 기본 질량 부재(130)가 체결됨으로써, 항공기의 진동에 대응하여 항공기의 상하 방향으로 진동을 발생하게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 예로 들어 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안되며, 이하에 기재된 특허청구범위에 의해 해석되어야 함이 자명하다.
100 : 진동 저감용 진동 흡수기
110 : 판 스프링
120 : 상부 기본 질량 부재
130 : 하부 기본 질량 부재
140 : 스토퍼
150 : 볼트
160 : 너트
170 : 질량 조정 부재
180 : 판 스프링의 본체 영역
190 : 본체 장착부

Claims (2)

  1. 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기로서,
    상부 및 하부를 관통하는 복수의 제 1 관통홀을 갖는 판 스프링과,
    상기 판 스프링의 상부에 위치하며, 복수의 상기 제 1 관통홀에 대응하는 영역에 제 2 관통홀을 갖는 상부 기본 질량 부재와,
    상기 판 스프링의 하부에 위치하며, 복수의 상기 제 1 관통홀에 대응하는 영역에 제 3 관통홀을 갖는 하부 기본 질량 부재와,
    상기 제 1 관통홀에 삽입되어 상기 판 스프링의 위치를 조절하는 스토퍼와,
    복수의 상기 제 1 관통홀과, 상기 제 1 관통홀에 대응하는 상기 제 2 관통홀 및 상기 제 3 관통홀을 체결하는 볼트 및 너트를 포함하되,
    상기 판 스프링과 일체로 연결되어 있는 판 스프링의 본체 영역이 상기 조종사 좌석의 바닥 지지 구조에 설치된 본체 장착부에 장착되는 것을 특징으로 하는 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 기본 질량 부재의 상부에는 회전익 항공기의 특정 주파수에 따른 질량 보정을 위한 질량 조정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조종사 좌석의 진동 저감용 진동 흡수기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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