KR101566454B1 - 모의 낙하훈련 시스템 - Google Patents

Abstract

항공기를 이용하지 않고서도 낙하훈련의 피훈련자가 항공기를 이용하는 것과 거의 동일한 환경에서 실제의 낙하조건을 체험하면서 낙하훈련을 받을 수 있도록 하는 모의 낙하훈련 시스템은, 폐루프를 구성하는 레일부; 및, 상기 레일부 상에서 피훈련자를 지지하여 매단 상태로 주행하는 주행장치로 구성되며; 상기 레일부는: 피훈련자를 매단 상태로 상기 주행장치가 활공하는 활공영역과; 상기 주행장치가 미리 정해진 착지속도로 가속되는 착지준비영역과; 피훈련자가 착지하는 착지영역과; 피훈련자가 상기 주행장치에 의하여 견인되는 견인영역과; 상기 주행장치가 회수되는 회수영역; 및, 피훈련자가 활공을 준비하는 활공준비영역을 포함하여 구성되고, 상기 주행장치는: 상기 레일부 상에 탑재되고, 구동수단에 의하여 주행하는 캐리지; 및, 피훈련자의 높이를 가변시키는 고도가변수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

모의 낙하훈련 시스템{Airborne Simulation System}

본 발명은 모의 낙하훈련 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항공기를 이용하지 않고서도 낙하훈련의 피훈련자가 항공기를 이용하는 것과 거의 동일한 환경에서 실제의 낙하조건을 체험하면서 낙하훈련을 받을 수 있도록 하는 모의 낙하훈련 시스템에 관한 것이다.

현대의 군사전에 있어서 공수훈련을 받은 특수전 전력은 매우 중요한 위치를 차지한다. 우리나라를 비롯하여 여러 국가에서는 특수전 전력의 전투력 향상을 위하여 낙하훈련을 반복적으로 실시하고 있다.

낙하훈련은 낙하 피훈련자(이하, "피훈련자"라 한다)가 항공기나 헬기 등에 탑승하고, 일정 고도의 상공에서 낙하산을 메고 뛰어내려 지상에 착지하는 과정을 훈련하게 된다.

이러한 훈련 방법은 다음과 같은 단점을 가진다.

첫째로, 항공기나 헬기를 이용해서 일정 고도에 도달한 후에 훈련이 가능하기 때문에 비용이 많이 드는 관계로 자주 훈련하기가 어렵다.

둘째로, 항공기나 헬기를 이용하는 경우 악천후 등에는 항공기를 운항할 수 없기 때문에 훈련일정에 차질을 빚는 경우가 많다.

세째로, 전술적으로 야간에 낙하를 실시해야 하는 경우가 많지만, 야간에 훈련을 실시하는 경우 소중한 병력이 부상을 당할 위험이 있기 때문에 실전이 아닌 훈련을 위하여 야간에 낙하훈련을 실시하는 것은 바람직하지 않을 수 있다.

따라서, 이와 같이 항공기 등에 병력이 탑승하는 직접적인 낙하훈련을 대신하여, 항공기나 헬기를 이용하지 않고 지상에서 낙하훈련을 할 수 있는 모의낙하 훈련장치가 개발되고 있다.

낙하훈련을 위한 모의낙하 훈련장치는 지상에 가상 시뮬레이터를 설치하여 항공기나 헬기를 운항하지 않고서도 실제와 같은 상황 하에서 훈련을 할 수 있도록 구성된 것으로, 항공기를 운항해야 하는 경제적인 문제점을 해결해주며, 악천후와 같은 기상조건에 의해 항공기나 헬기가 이착륙할 수 없는 상황에서도 훈련이 가능하고, 또한, 야간에 항공기나 헬기에서 낙하산 강하 훈련 도중에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

선행기술인 특허 제 1089041 호는, 이동형 낙하 훈련 시뮬레이터 및 그 방법에 관한 것으로, 낙하훈련 장비를 차량에 탑재하여 필요한 장소로 이동하면서 항공기나 헬기에서 점프하는 동체이탈과 강하상태에서의 공중유영, 낙하산의 산개 그리고 착지에 이르기까지의 훈련과정을 지상에서 실시할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 이러한 선행기술은 차량에 탑재한 상태에서 낙하훈련을 실시하는 것이기 때문에, 협소한 장소에서 피훈련자가 실제적인 낙하훈련에서의 낙하조건이나 낙하상황을 체험하기에는 부족한 면이 있었다.

한편, 실전 낙하에 있어서 가장 어려운 부분 중의 하나는, 지면에 착지한 후부터 낙하산을 해제하는 부분까지이다. 피훈련자가 착지하게 되면, 워낙 착지시의 충격이 크기 때문에 매우 높은 곳으로부터 지상으로 떨어진 경우와 같이 신체를 보호하기 위하여 일부러 넘어짐으로써 부상을 피하는 시도를 하게 된다. 이러한 착지시의 전도(顚倒)훈련은 평소에 지상에서 익숙하게 훈련을 실시하여 숙지하고 있는 바이자만, 막상 실제 낙하를 함에 있어서는 훈련한 바와 같은 전도 동작을 원활하게 수행하기가 쉽지 않다.

또 하나는, 항공기로부터 낙하한 후, 펼쳐진 낙하산에 매달린 채로 공중에서 활공할 때, 강하게 부는 바람에 의하여 낙하산과 함께 심하게 회전하게 되는 경우가 있다. 이러한 상황을 일명 토글링(toggling)이라 하며, 심한 회전에 의하여 판단력이 흐려지거나 착지시에 제대로 착지를 못할 수도 있게 된다.

따라서, 이와 같이 착지 및 토글링 시에 대처하기 위하여 낙하병이 스스로 문제를 해결할 수 있도록 반복적으로 훈련시킬 필요가 있지만, 이러한 훈련을 모의할 수 있는 모의 낙하훈련 시스템은 아직까지 구현된 바가 없다.

따라서, 실제적인 비상 낙하상황을 피훈련자가 체험하면서 문제를 해결할 수 있는 모의 낙하훈련 시스템의 개발이 매우 시급하고도 중요한 기술적 과제로 되고 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 항공기 등에 직접 탑승하지 않고서도, 낙하의 실제 상황과 동일한 조건하에서 지상에서 낙하훈련을 할 수 있는 모의 낙하훈련 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 피훈련자로 하여금 실제 낙하시 착지상황 및 토글링 상황을 일관되게 반복적으로 체험할 수 있는 모의 낙하훈련 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 기후 및 시간등과 관계없이 언제든지 실제적인 낙하상황을 조성하는 것이 가능한 모의 낙하훈련 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 훈련자가 실제 낙하시에 착용하는 낙하장비를 착용한 상태에서 동일한 낙하조건을 부여하는 것이 가능한 모의 낙하훈련 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 피훈련자의 안전을 최대한 확보하는 것이 가능한 모의 낙하훈련 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 모의 낙하훈련 시스템은:

폐루프를 구성하는 레일부; 및,

상기 레일부 상에서 피훈련자를 지지하여 매단 상태로 주행하는 주행장치;

로 구성되며;

상기 레일부는:

피훈련자를 매단 상태로 상기 주행장치가 활공하는 활공영역과;

상기 주행장치가 미리 정해진 착지속도로 가속되는 착지준비영역과;

피훈련자가 착지하는 착지영역과;

피훈련자가 상기 주행장치에 의하여 견인되는 견인영역과;

상기 주행장치가 회수되는 회수영역; 및,

피훈련자가 활공을 준비하는 활공준비영역을 포함하여 구성되고,

상기 주행장치는:

상기 레일부 상에 탑재되고, 구동수단에 의하여 주행하는 캐리지; 및,

피훈련자의 높이를 가변시키는 고도가변수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 시스템은 상기 캐리지의 하부와 상기 고도가변수단의 사이에 설치되고, 매달린 상태의 피훈련자를 회전시키는 회전수단을 더 포함하여 구성되며,

상기 회전수단은 모터 및 기어수단에 의하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 고도가변수단은 피훈련자가 착용한 하니스에 연결되는 낙하산 줄 및, 상기 낙하산 줄을 권취하여 승강시키는 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 회전수단 및 고도가변수단의 동작은 원격제어기구에 의하여 제어되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 모의 낙하훈련 시스템에 따르면, 항공기 등에 직접 탑승하지 않고서도, 낙하의 실제 상황과 동일한 조건하에서 지상에서 낙하훈련을 할 수 있다는 장점을 가진다.

또한, 본 발명의 모의 낙하훈련 시뮬레이션 시스템에 따르면, 피훈련자로 하여금 실제 낙하시 착지상황 및 토글링 상황을 일관되게 반복적으로 체험할 수 있다는 장점을 가진다.

또한, 본 발명의 낙하훈련 시뮬레이션 시스템에 따르면, 훈련자가 지급받은 실제 낙하시에 착용하는 낙하장비를 이용하기 때문에, 피훈련자에게 실제 낙하조건과 동일한 낙하조건 하에서 훈련을 제공하는 것이 가능하다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템이 설비된 훈련장의 개략적인 평면배치도를 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면으로서, 도 1의 III-III 선에 따른 측단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도를 나타낸다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템에서 사용되는 주행장치의 사용상태를 나타내는 도면으로서, 도 4a는 사용자가 착지된 상태에서 낙하산 줄을 통하여 주행장치에 접속된 상태를 나타내며, 도 4b는 사용자가 주행장치에 매달린 상태를 나타낸다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템에서 사용되는 주행장치에 있어서의 회전수단 및 고도가변수단의 구성 상태를 예시하는 사시도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예를 기술하며, 이 실시예는 순수하게 본 발명의 성능을 이해하기 위한 목적으로 사용된 것이며, 어떠한 종류의 한정을 위한 것은 아니다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템(100)이 설비된 훈련장의 개략적인 평면배치도를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 III-III 선에 따른 측단면도이다.

낙하훈련장은, 통상 악천후시 등에도 부단하게 훈련을 계속할 수 있도록 하기 위하여, 바람직한 실시예에 있어서는 건물(200) 등의 내부에 위치하는 것으로 도시되었지만, 반드시 실내에 있어야 할 필요는 없으며, 야외나 노천에 형성되어 있어도 좋은 것은 물론이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 낙하훈련장내에는 12개의 낙하훈련 시뮬레이션 시스템(100: 이하, "시스템"이라 약칭함)이 마련되어 있으며, 각 시스템(100)에는 후술하는 레일부(10)가 예를 들면 12개가 설비되며, 각 레일부(10)에는 후술하는 주행장치(20)가 2개씩 설치됨으로써, 한꺼번에 총 24 명의 피훈련자에 대하여 훈련을 실시할 수 있다.

본 발명의 시스템(100)은 상술한 바와 같이 낙하의 전 과정중에서 착지 및 토글링과 관련된 훈련을 집중적으로 실시할 수 있도록 특화된 것으로서, 하나의 시스템(100)당 2명씩의 피훈련자가 사용하게 되며, 1명은 토글링훈련을, 다른 1명은 착지훈련을 하도록 설계된 것이지만, 또한, 주행장치(20)의 갯수가 반드시 2대로 한정하는 것은 아니며, 규모 및 필요에 따라 1대만 또는 3대 이상도 설치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템(100)의 개략 구성을 나타내는 평면도로서, 이 시스템(100)은 대략 타원형으로 형성된 폐루프를 구성하는 레일부(10) 및 주행장치(20)를 포함하여 구성된다.

운송기계 분야에 있어서, 레일과 주행장치를 포함하며, 주행장치는 레일을 따라 이동가능하고, 주행장치로의 무접점 전력 전송을 위한 전력 전송장치를 포함하여 구성되는 모노레일, 특히 오버헤드(Over-head) 모노레일은 종래 기술로부터 널리 알려져 있으며, 본 발명에 관한 시스템(100)은 기본적으로 이러한 오버헤드 모노레일 시스템을 채택하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

각 레일부(10) 상에 탑재된 주행장치(20)에는, 도시하지 않은 전력전송장치에 의하여 모터로 전력이 공급되며, 전력공급계통 및 제어계통은 주지의 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

레일부

레일부(10)는 다음과 같은 5개의 영역으로 크게 구분된다.

① 활공영역 (ZONE "A")

② 착지준비영역 (ZONE "B")

③ 착지영역 (ZONE "C")

④ 견인영역 (ZONE "D")

⑤ 회수영역 (ZONE "E")

⑥ 활공준비영역 (ZONE "F")

여기에서, 활공영역(ZONE "A")은, 피훈련자를 매단 채로 주행장치(20)가 지면에 대해 수평의 방향으로 활공하는 영역이다. 특히, 이 영역에서는 상술한 바와 같은 토글훈련을 위하여, 활공중에 후술하는 회전기구에 의하여 피훈련자를 회전시키도록 하고 있다.

착지준비영역(ZONE "B")은, 주행장치(20)가 활공을 마친 후 착지준비영역(ZONE "C")에 돌입하기 전에 피훈련자가 지급된 장비를 해제하고 착지를 준비하는 영역이다.

착지영역(ZONE "C")은, 피훈련자가 착지후 대처요령을 훈련하게 되는 영역이다.

견인영역(ZONE "D")은, 착지한 피훈련자가 주행장치(20)에 의하여 견인되는 영역이다.

회수영역(ZONE "E")은, 피훈련자가 낙하장비를 해제한 후, 주행장치(20)가 회수되는 영역이다.

활공준비영역은, 새로운 피훈련자가 주행장치(20)와 자신의 낙하장비를 접속하고 활공을 대기하는 영역이다.

주행장치

이하에서는, 본 발명의 시스템(100)에서 사용되는 주행장치(20)에 대하여 설명한다.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템에서 사용되는 주행장치의 사용상태를 나타내는 도면으로서, 도 4a는 사용자가 착지된 상태에서 낙하산 줄을 통하여 주행장치에 접속된 상태를 나타내며, 도 4b는 사용자가 주행장치에 매달린 상태를 나타낸다.

주행장치(20)는, 상기 레일부 상에 탑재되고, 무접점 전력 전송장치로부터의 전력에 의하여 구동되는 모터(32)를 구동수단으로 하여 주행하는 캐리지(30)와, 상기 캐리지(30)의 하부에 장착되며, 매달린 상태의 피훈련자를 회전시키는 회전수단(40); 및, 상기 회전수단(40)의 하부에서 피훈련자가 매달린 높이를 가변시키는 고도가변수단(50)을 포함하여 구성된다.

캐리지(30)는 상술한 바와 같이 운송기계 분야에서 공지된 장치이므로, 상세한 설명은 생략한다.

도시한 바와 같이 피훈련자는 낙하산 줄(60)을 통하여 고도가변수단(50)에 지지되어 있으며, 낙하산 줄(60)은 피훈련자가 착용한 하니스(harness)와, 공지의 케이프웰(Capewell) 해제수단 및 라이저(Riser)에 접속된다.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템에서 사용되는 주행장치(20)에 있어서의 회전수단(40) 및 고도가변수단(50)의 구성 상태를 예시하는 사시도이다.

회전수단(40)은 상기 캐리지(30)가 레일부(10) 상에서 주행할 때, 상술한 바와 같은 토글링 훈련을 위하여 피훈련자를 매단 상태에서 회전할 수 있도록 기어수단(도시않됨) 및 모터(42)를 포함하여 구성되며, 그의 회전은 별도의 리모컨등의 원격제어수단에 의하여 제어될 수 있다.

고도가변수단(50)은 피훈련자가 착용한 하니스에 연결되는 낙하산 줄(60) 및, 상기 낙하산 줄(60)을 권취하여 승강시키는 모터(52)를 포함하여 구성되며, 상기 회전수단(40)의 경우와 마찬가지로, 고도가변수단(50)의 동작 또한 별도의 리모컨등의 원격제어수단에 의하여 제어될 수 있음은 자명하다.

이하에서는, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 관한 낙하훈련 시뮬레이션 시스템을 이용하여 피훈련자에게 낙하훈련을 실시하는 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 활공준비영역 (ZONE "F")에서는, 도 4a에 도시한 바와 같이, 낙하장비인 하니스를 착용한 피훈련자가 낙하산 줄(60)을 통하여 고도가변수단(50)에 연결되고, 피훈련자와 고도가변수단(50)의 연결이 완료되면, 고도가변수단(50)의 모터(52)를 구동시켜 낙하산 줄(60)을 권취함으로써, 착지상태에 있던 피훈련자가 상승함으로써 4b에 도시한 바와 같이 공중에 매달린 상태로 된다.

이 상태에서 캐리지(20)가 전방으로 이동하고 활공대기 상태에 있게 된다.

캐리지(20)가 출발위치에 도달하고, 활공준비가 완료된 상태에서, 훈련교관은 자신이 직접 또는 명령에 의하여 캐리지(20)가 구동되어 활공하도록 한다.

피훈련자는 캐리지(20)에 매달린 채로 정해진 속도로 활공영역(ZONE "A") 상의 레일부(10)에서 활공하게 되며, 이 활공 중에 피훈련자는 캐리지(20)의 하부에 장착된 회전수단(40)에 의하여 자유선회 상태에 처해지며 이는 실제 낙하상태에서 겪게 되는 토글링 상황을 시뮬레이션 한것이다.

이러한 토글링훈련을 위한 회전수단(40)의 회전은 교관이나 별도의 훈련요원에 의하여 할 수도 있으며, 피훈련자가 직접 원격제어기구에 의하여 회전수단(40)을 구동하는 모터(42)의 회전방향 및 회전속도를 제어하도록 할 수도 있다.

활공영역(ZONE "A")을 벗어난 캐리지(20)는 착지준비영역(ZONE "B"), 즉 레일부(10)의 곡선부에 해당되는 부분에 진입하게 되고, 피훈련자는 예를 들어 실전에 지급되어 허리 등에 지참하고 있던 각종 지급장비를 해제하는 훈련을 병행함으로써 착지를 준비하게 된다.

피훈련자를 매단 캐리지(20)가 착지영역 (ZONE "C")으로 진입하면 고도가변수단(50)의 모터(52)가 구동하여 그 모터(52)에 권취된 낙하산 줄(60)이 하강하게 되고, 낙하산 줄(60)의 하강에 의하여 피훈련자가 착지하면, 평소 지상에서 익숙하게 훈련을 실시하여 숙지하고 있는 낙하산 착지시 전도(顚倒)를 수행하게 된다.

캐리지(20)는 계속하여 레일부의 견인영역 (ZONE "D")을 저속으로 주행하고, 피훈련자가 하니스에 접속된 라이저를 벗을 때까지 견인한 후 정지하게 된다. 견인되는 동안 피훈련자는 일어서서 낙하산 줄(60)의 끝단을 잡은 상태에서 라이저가 해제되는 최종선까지 정지된 캐리지(20)를 지나 회수영역(ZONE "E")까지 질주하게 된다. 이는 피훈련자가 착지상태에서 일어난 후 라이저를 해제하는 동안 낙하산이 바람에 의하여 끌려가는 쪽을 향하여 질주해야 하는 상황을 모의하는 것이다.

회수영역(ZONE "E")에서는, 훈련이 끝난 피훈련자 또는 훈련교관이나 기타 훈련요원이 소지하고 있는 리모트 컨트롤의 버튼을 눌러 캐리지(20)가 다시 활공준비영역 (ZONE "F")까지 이동하도록 함으로써 다음 순서의 피훈련자들이 훈련을 준비할 수 있도록 한다.

비록 본 발명은 도시한 실시예를 기반으로 하여 설명되었지만, 본 발명과 관련된 기술분야의 당업자에게 명백한 바와 같이, 상기 실시예는 단지 본 발명의 예시를 위해서만 제공된다는 것과, 이에 대한 추가의 수정 및 개량이 있을 수 있다는 것, 그리고 이러한 수정 및 개량은 상술한 바와 같은 본 발명의 넓은 영역 및 범위에 속한다는 것을 이해하여야 한다.

10 : 레일부 20 : 주행장치
30 : 캐리지 32, 42, 52 : 모터
40 : 회전수단 50 : 고도가변수단
60 : 낙하산 줄
100 : 낙하훈련 시뮬레이션 시스템 200 : 건물
ZONE "A" : 활공영역 ZONE "B" : 착지준비영역
ZONE "C" : 착지영역 ZONE "D" : 견인영역
ZONE "E" : 회수영역 ZONE "F" : 활공준비영역

Claims (4)

1. 폐루프를 구성하며, 모노레일로 구성되는 레일부; 및,
   상기 레일부 상에서 피훈련자를 지지하여 매단 상태로 주행하는 주행장치;
   로 구성되며;
   상기 레일부는:
   피훈련자를 매단 상태로 상기 주행장치가 활공하는 활공영역과;
   상기 주행장치가 미리 정해진 착지속도로 가속되는 착지준비영역과;
   피훈련자가 착지하는 착지영역과;
   피훈련자가 상기 주행장치에 의하여 견인되는 견인영역과;
   상기 주행장치가 회수되는 회수영역; 및,
   피훈련자가 활공을 준비하는 활공준비영역
   을 포함하여 구성되고,
   상기 주행장치는:
   상기 레일부 상에 탑재되고, 구동수단에 의하여 주행하는 캐리지;
   피훈련자의 높이를 가변시키는 고도가변수단; 및,
   상기 캐리지의 하부와 상기 고도가변수단의 사이에 설치되어, 매달린 상태의 피훈련자를 회전시키며, 모터 및 기어수단에 의하여 구성되는 회전수단;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모의 낙하훈련 시스템.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 고도가변수단은 피훈련자가 착용한 하니스에 연결되는 낙하산 줄 및, 상기 낙하산 줄을 권취하여 승강시키는 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모의 낙하훈련 시스템.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 회전수단 및 고도가변수단의 동작은 원격제어기구에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 모의 낙하훈련 시스템.

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