KR101642574B1

KR101642574B1 - 공력성능 향상을 위해 개선된 무인 비행체의 주날개

Info

Publication number: KR101642574B1
Application number: KR1020140080749A
Authority: KR
Inventors: 최해천; 천민희
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2016-07-26
Also published as: KR20160002479A

Abstract

본 발명은 상면의 형상이 평판형 또는 완만한 곡면형에서 요철형으로 형상 변형됨으로써 무인 비행체의 양력 및 양항비를 증가시킬 수 있는 무인 비행체의 주날개를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 의한 무인 비행체의 주날개는, 무인 비행체의 동체로부터 외측으로 연장된 날개 몸체와, 날개 몸체의 상면에 마련된 개구부와, 개구부를 덮기 위해 날개 몸체의 상면에 날개 몸체의 연장 방향으로 배치된 피봇 축에 대해 회전하도록 설치되는 가동 커버와, 가동 커버를 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시킬 수 있도록 날개 몸체의 내부에 설치되는 가동 커버 구동기와, 가동 커버가 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 날개 몸체의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위해 가동 커버와 연결되는 차폐기구를 포함한다.

Description

공력성능 향상을 위해 개선된 무인 비행체의 주날개{Main Wings with Enhanced Aerodynamic Performance for Unmanned Aerial Vehicle}

본 발명은 무인 비행체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형상 변화를 통해 비행 중 무인 비행체의 공력성능을 향상시킬 수 있는 공력성능 향상을 위해 개선된 무인 비행체의 주날개에 관한 것이다.

항공 기술 및 통신 기술의 급격한 발전에 따라 탐사 및 정찰 등을 목적으로 하는 무인 비행 시스템의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 무인 비행 시스템의 개발은 인간이 직접 탑승하여 수행하기에 위험하거나 어려운 작업도 가능하게 하는 이점을 가져왔다.

통상적으로, 무인 비행 시스템은 비행 제어를 위한 제어 시스템과, 원격지에서 제어 시스템으로부터 전송되는 비행 제어 신호에 따라 비행을 수행하여 각종 현지 데이터를 취득하여 제어 시스템으로 송신하는 무인 비행체로 이루어진다. 무인 비행체는 카메라, 센서, 통신장비, 또는 다른 장비를 탑재하고 있으며, 원격 조종되거나 또는 스스로 조종된다. 즉, 무인 비행체는 운용자에 의해 직접 원격 조종되거나, 운용자가 무인 비행체가 지나가야 될 지점들을 미리 프로그래밍하면, 무인 비행체가 그 지점에 도달하기 위해 스스로 비행 궤도를 조절하여 비행하기도 한다.

종래에는 무인 비행체가 특수한 군용 정찰기를 제외하고는 거의 도입이 어려웠으나, 최근에 저렴한 비용으로 공공부문이나 민수용 제품으로의 적용이 가능해 졌다. 특히, 군, 경찰, 소방 등의 공공분야에서는 정찰, 수색, 감시, 정보 수집 등의 다양한 목적으로 활용이 가능해 졌으며, 카메라를 이용한 현장 영상의 실시간 확인 및 전송은 지휘센터에서 현장의 상황을 신속하고, 정확하게 판단할 수 있게 해준다.

도 1은 종래의 무인 비행체를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 종래의 무인 비행체(10)는, 통상적인 항공기와 유사하게 동체(11)와, 주날개(12)와, 꼬리날개(13)(14)를 포함한다. 이 밖에, 동체(11)에는 추진기나, 착륙장치 등 각종 기계장치 및 전자장치가 설치된다. 동체(11)는 유선형으로 이루어져 공기의 저항을 작게 함과 동시에, 각 날개와의 결합부에 생기는 기류의 간섭에 의한 저항을 가급적 작게 하는 구조를 취한다. 무인 비행체(10)를 떠오르게 하는 힘인 양력은 주날개(12)에서 만들어진다. 양력은 무인 비행체(10)가 날고 있는 장소나 방향 등 상태에 따라 달라지므로, 주날개(12)만으로 날고 있을 때의 안정을 지키기는 어려운데, 꼬리날개(13)(14)가 저울의 추처럼 무인 비행체(10)의 무게와 주날개(12)의 양력을 조화시켜 무인 비행체(10)의 비행 안정을 지켜 준다.

최근 무인 비행체의 사용이 다양한 분야로 확대되면서, 항속거리, 체공 시간, 활공비 등 무인 비행체의 공력성능을 향상시키기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 상업용 여객기에 비해 연구 개발 역사가 짧은 무인 비행체에 있어서는 공력성능 향상에 대한 연구가 시작 단계에 있는 실정이다.

공개특허공보 제1999-0015944호(1999. 03. 05.) 공개특허공보 제2011-0076267호(2011. 07. 06.)

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위해 위하여 안출된 것으로, 비행 상황 등에 따라 상면의 형상이 평판형 또는 완만한 곡면형에서 요철형으로 형상 변화됨으로써 비행 중 무인 비행체의 양력 및 양항비를 증가시킬 수 있는 공력성능 향상을 위해 개선된 무인 비행체의 주날개를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 무인 비행체의 주날개는, 무인 비행체의 동체로부터 외측으로 연장된 날개 몸체; 상기 날개 몸체의 상면에 마련된 개구부; 상기 개구부를 덮기 위해 상기 날개 몸체의 상면에 상기 날개 몸체의 연장 방향으로 배치된 피봇 축에 대해 회전하도록 설치되는 가동 커버; 상기 가동 커버를 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시킬 수 있도록 상기 날개 몸체의 내부에 설치되는 가동 커버 구동기; 및 상기 가동 커버가 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 상기 날개 몸체의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위해 상기 가동 커버와 연결되는 차폐기구;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명에 의한 무인 비행체의 주날개는 가동 커버의 작용으로 그 상면이 완만한 곡면형 또는 평면형에서 요철부가 형성된 요철형으로 형상 변형됨으로써, 비행 중 무인 비행체의 양력 및 양항비를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의한 무인 비행체의 주날개는 무인 비행체의 다양한 비행 상황에 따라 그 상면이 완만한 곡면형 또는 평면형에서 요철부가 형성된 요철형으로, 또는 요철형에서 완만한 곡면형 또는 평면형으로 신속하게 형상 변형됨으로써, 무인 비행체의 공력성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 무인 비행체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주날개가 설치된 무인 비행체를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 무인 비행체의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 주날개의 주요 부분을 나타낸 측단면도이다.
도 5는 도 2에 나타낸 주날개가 요철부를 갖도록 형상 변형된 상태를 나타낸 측단면도이다.
도 6은 도 2에 나타낸 주날개가 요철부를 갖도록 형상 변형된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명에 의한 무인 비행체의 주날개의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 공력성능 향상을 위해 개선된 무인 비행체의 주날개에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주날개가 설치된 무인 비행체를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 무인 비행체의 일부 구성을 나타낸 블록도이며, 도 4는 도 2에 나타낸 주날개의 주요 부분을 나타낸 측단면도이다.

도 2 내지 도 4에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 주날개(200)는 날개 몸체(210)와, 날개 몸체(210)의 상면에 설치되는 복수의 가동 커버(220)와, 가동 커버(220)를 작동시키기 위한 가동 커버 구동기(230)와, 날개 몸체(210)의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위한 차폐기구(240)를 포함한다. 이러한 무인 비행체의 주날개(200)는 복수의 가동 커버(220)를 움직임으로써 그 상면을 완만한 곡면형에서 요철형으로 변화시킬 수 있다

이러한 본 실시예에 따른 가변형 주날개(200)가 설치되는 무인 비행체(100)는 통상의 무인 비행체와 같이, 동체(110)와 꼬리날개(120)(125)를 포함한다. 동체(110)로부터 좌우측으로 연장된 좌측 주날개(200)와 우측 주날개(200)는 동일한 구조로 이루어진다. 무인 비행체(100)의 내부에는 추진력을 발생시키는 추진기(130)와, 통신을 위한 무선 송수신기(140)와, 속도 측정을 위한 속도계(150), 고도 측정을 위한 고도계(160), 무인 비행체(100)의 자세를 검출하기 위한 자세 센서(170), 무인 비행체(100)의 전반적인 동작을 제어하는 컨트롤러(180) 등이 설치된다. 주날개(200)에 대한 형상 변형 제어는 컨트롤러(180)에 의해 수행된다. 즉, 속도계(150), 고도계(160), 자세 센서(170) 등에서 검출한 정보가 컨트롤러(180)에 제공되면, 컨트롤러(180)는 이러한 정보들로부터 무인 비행체(100)의 비행 상황 등을 파악하여 주날개(200)의 형상 변형 제어를 수행하게 된다.

도 2 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 날개 몸체(210)는 무인 비행체(100)의 동체(110)로부터 외측으로 연장된다. 날개 몸체(210)의 상면에는 개구부(211)가 마련된다.

날개 몸체(210)의 개구부(211)를 덮기 위해 날개 몸체(210)의 상면에는 복수의 가동 커버(220)가 설치된다. 날개 몸체(210)의 개구부(211) 전후 단부와 개구부(211)의 중간에는 날개 몸체(210)의 연장 방향으로 복수의 피봇 축(215)이 설치되고, 복수의 가동 커버(220)는 각각의 피봇 축(215)에 대해 회전하도록 설치된다. 가동 커버(220)는 날개 몸체(210)의 길이 방향으로 연장되도록 형성된 개구부(211)의 길이에 대응하는 길이를 갖는다. 또한 가동 커버(220)는 개구부(211)를 덮을 때 날개 몸체(210)의 완만하게 굽은 상면과 굴곡 없이 이어질 수 있도록 폭 방향으로는 완만하게 굽은 형상이나 평면 형상을 갖는다.

복수의 가동 커버(220)는 날개 몸체(210)의 내부에 설치되는 복수의 가동 커버 구동기(230)에 의해 움직인다. 복수의 가동 커버 구동기(230)는 복수의 가동 커버(220)에 일대일로 연결된다. 가동 커버 구동기(230)를 가동 커버(220)를 피봇 축(215)에 대해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 가동 커버 구동기(230)가 가동 커버(220)를 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시키면 주날개(200)의 상면이 요철형으로 바뀌었다가, 가동 커버 구동기(230)가 가동 커버(220)를 그 반대 방향으로 회전시켜 가동 커버(220)를 원위치 시키면 주날개(200)의 상면이 완만한 곡면형으로 바뀌게 된다.

가동 커버 구동기(230)는 가동 커버(220)에 결합되는 형상기억합금 부재(231)와, 형상기억합금 부재(231)가 변형될 수 있도록 형상기억합금 부재(231)에 전류를 공급하는 전류 공급기(232)를 포함한다. 이러한 가동 커버 구동기(230)는 형상기억합금의 형상기억 효과를 이용하는 것으로, 잘 알려진 것과 같이 형상기억합금은 다른 모양으로 변형시키더라도 가열에 의하여 다시 변형 전의 모양으로 되돌아오는 성질을 가진 합금이다. 전류 공급기(232)로 형상기억합금 부재(231)에 전류를 인가하면 형상기억합금 부재(231)가 발열하게 되며, 그 발열 온도가 특정 온도(천이 온도)에 도달하면 형상기억합금 부재(231)가 수축하게 된다.

형상기억합금 부재(231)는 그 일단이 가동 커버(220)의 안쪽 면에 결합되고 그 타단은 날개 몸체(210)의 내부에 고정 설치되는 지지대(233)에 고정된다. 따라서, 전류 공급기(232)가 형상기억합금 부재(231)에 전류를 인가하여 형상기억합금 부재(231)의 온도가 상승하면 형상기억합금 부재(231)는 수축하면서 가동 커버(220)를 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시키게 된다. 반대로, 전류 공급기(232)로부터의 전류 공급이 차단되어 형상기억합금 부재(231)의 온도가 하강하면 형상기억합금 부재(231)는 원래 길이로 신장되어 가동 커버(220)를 반대 방향으로 회전시키게 된다.

도면에 자세히 나타내지는 않았으나, 복수의 가동 커버 구동기(230)에 구비되는 각각의 전류 공급기(232)는 전원 공급선을 통해 동체(110)에 설치되는 전원 공급기와 연결되어 전원을 공급받을 수 있다. 물론, 복수의 전류 공급기(232)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급기는 날개 몸체(210) 내부에 설치될 수 있다

날개 몸체(210)의 내부에는 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 날개 몸체(210)의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위한 차폐기구(240)가 설치된다. 차폐기구(240)는 날개 몸체(210)의 측면에 고정되어 가동 커버(220)의 길이 방향을 따라 가동 커버(220)의 길이와 같거나 그보다 더 길게 구비되는 가동 커버 지지대(241)를 포함한다. 가동 커버 지지대(241)는 날개 몸체(210)의 개구부(211)를 덮을 때 각각의 끝단이 서로 맞닿도록 짝을 이루는 두 가동 커버(220)의 하부에 놓이도록 날개 몸체(210) 내부에 복수가 구비된다. 가동 커버 지지대(241)는 서로 마주하여 짝을 이루는 두 가동 커버(220) 각각의 안쪽 일면이 밀착되는 한 쌍의 밀착면(242)과, 한 쌍의 밀착면(242) 사이에 배치되는 한 쌍의 연장면(243)과, 각각의 밀착면(242)과 연장면(243) 사이에 배치되는 한 쌍의 단턱(244)을 갖는다. 한 쌍의 연장면(243)은 일정한 각도를 이루며 연결된다. 가동 커버 지지대(241)는 날개 몸체(210)의 바닥면에 고정되거나 다른 고정기구에 의해 가동 커버(220)의 하부에 배치될 수도 있다.

이하에서는 본 실시예에 따른 무인 비행체의 주날개(200)에 대한 형상 변형 제어 방법과 그 작용에 대하여 설명한다.

요철형의 주날개가 무인 비행체(100)의 비행에 유리한 경우, 컨트롤러(180)는 복수의 가동 커버 구동기(230)를 작동시켜 복수의 가동 커버(220)를 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시킨다. 즉, 컨트롤러(180)는 가동 커버 구동기(230)의 전류 공급기(232)를 통해 가동 커버(220)에 연결된 형상기억합금 부재(231)에 전류를 공급한다. 형상기억합금 부재(231)에 전류가 공급되면 도 5에 나타낸 것과 같이, 형상기억합금 부재(231)는 가열되어 수축함으로써 가동 커버(220)를 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하항 경사지게 되는 방향으로 회전시킨다.

이때, 회전한 가동 커버(220)는 그 안쪽 일면이 가동 커버 지지대(241)의 밀착면(242)에 접촉한다. 밀착면(242)은 회전한 가동 커버(220)의 기울기와 같은 기울기로 기울어져 있어서 회전한 가동 커버(220)는 밀착면(242)에 안정적으로 밀착될 수 있다. 그리고 가동 커버 지지대(241)의 단턱(244) 높이는 가동 커버(220)의 두께와 같아서 가동 커버(220)의 바깥 쪽 일면은 단턱(244)에 이어진 연장면(243)과 자연스럽게 이어진다. 이러한 방법으로 하나의 가동 커버 지지대(241)에 서로 이어지도록 구비된 두 개의 밀착면(242)에 짝을 이루는 두 개의 가동 커버(220)가 밀착됨으로써, 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전하더라도 날개 몸체(210)의 내부는 외부로 드러나지 않도록 차폐된다.

이와 같이, 복수의 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전함으로써, 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 주날개(200)의 상면에는 복수의 요부(251)와 복수의 철부(252)가 전후 방향으로 연이어 형성된 요철부(250)가 형성된다. 이러한 요철부(250)는 비행 중인 무인 비행체(100)의 양력 및 양항비를 증가시키고 무인 비행체(100)의 공력성능을 향상시킨다.

한편, 주날개(200)에서 요철부(250)가 필요하지 않게 되면, 컨트롤러(180)는 복수의 가동 커버 구동기(230)를 제어하여 이들 각각의 형상기억합금 부재(231)에 대한 전류 공급을 차단한다. 이때, 형상기억합금 부재(231)는 그 온도가 하강하여 원래 상태로 신장되면서 가동 커버(220)를 반대 방향으로 회전시켜 원위치시킨다. 이때, 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같이, 날개 몸체(210)의 개구부(211)는 복수의 가동 커버(220)에 의해 덮이고 주날개(200)는 그 상면이 완만하게 곡면을 이루는 원래 형태로 형상 변형된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 무인 비행체의 주날개(200)는 무인 비행체(100)의 비행 상황 등에 따라 그 상면이 완만한 곡면형에서 요철부(250)가 형성된 요철형으로 형상 변형됨으로써, 비행 중 무인 비행체(100)의 양력 및 양항비를 증가시킬 수 있고 무인 비행체(100)의 공력성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 7 내지 도 11은 본 발명에 의한 무인 비행체의 주날개의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.

먼저, 도 7에 나타낸 무인 비행체의 주날개(300)는 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 주날개(200)와 비교하여, 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 날개 몸체(210)의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위한 차폐기구(340)가 다른 것이다.

도 7에 도시된 차폐기구(340)는 날개 몸체(210)의 상부 내면에 고정되는 가동 커버 지지대(341)를 포함한다. 가동 커버 지지대(341)는 복수의 가동 커버(220)에 대응하는 복수의 경사판(342)이 일정한 각도를 이루며 지그재그 형태로 연결된 구조를 갖는다. 각각의 경사판(342)은 복수의 가동 커버(220)에 일대일로 대응하도록 가동 커버(220)의 하부에 위치하고, 각 경사판(342)의 기울기는 각각에 대응하는 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때의 기울기와 같다. 따라서, 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전하여 주날개(300)의 상면에 요철부(250; 도 6 참조)를 형성할 때, 가동 커버(220)는 경사판(342)에 밀착되며, 이에 의해 날개 몸체(210)의 내부는 외부로 드러나지 않도록 차폐된다.

가동 커버 지지대(341)의 경사판(342) 각각에는 가동 커버(220)를 회전시키기 위한 가동 커버 구동기(230)의 형상기억합금 부재(231)를 설치하기 위한 관통구멍(343)이 구비된다. 한쪽 끝단이 날개 몸체(210)의 내부에 구비된 지지대(233)에 고정된 형상기억합금 부재(231)는 경사판(342)의 관통구멍(343)을 통과하여 가동 커버(220)에 결합된다.

한편, 도 8 및 도 9에 나타낸 무인 비행체의 주날개(400)도 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 주날개(200)와 비교하여, 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 날개 몸체(210)의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위한 차폐기구(440)만 다르고 나머지 구성 요소는 상술한 것과 같은 것이다.

도 8 및 도 9에 도시된 차폐기구(440)는 서로 마주하도록 설치되어 날개 몸체(210)의 개구부(211)를 덮을 때 각각의 끝단이 서로 맞닿도록 짝을 이루는 두 가동 커버(220)를 연결하는 유연성 커버(441)를 포함한다. 유연성 커버(441)는 항공 원단이나 직물 등 접혔다가 펴질 수 있는 유연한 소재로 이루어진다. 유연성 커버(441)의 한쪽 끝단은 서로 마주하는 두 개의 가동 커버(220) 중 어느 하나의 끝단 쪽에 결합되고, 유연성 커버(441)의 다른 쪽 끝단은 다른 하나의 가동 커버(220)에 결합된 연결대(442)에 결합된다. 연결대(442)는 이것이 결합된 가동 커버(220)에서 이와 짝을 이루는 상대 가동 커버(220) 쪽으로 연장되어 두 가동 커버(220)가 맞닿아 날개 몸체(210)의 개구부(211)를 덮을 때 두 가동 커버(220) 사이의 틈새를 막는 역할을 할 수 있다.

도 8에 도시된 것과 같이, 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 개구부(211)를 덮을 때 유연성 커버(441)는 접혀서 아래 쪽으로 늘어진 상태가 된다. 그리고 도 9에 도시된 것과 같이, 가동 커버 구동기(230)에 의해 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전하여 요철부(250)를 형성할 때, 유연성 커버(441)는 펴져서 서로 마주하는 두 가동 커버(220) 사이를 덮음으로써 날개 몸체(210)의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐한다.

본 실시예에서 차폐기구(440)의 유연성 커버(441)는 연결대(442) 없이 서로 짝을 이루는 두 개의 가동 커버(220)에 양쪽 끝단이 직접 결합될 수도 있다. 그리고 가동 커버(220)의 개수나 설치 구조는 도시된 것과 다르게 변경될 수 있고, 경우에 따라 유연성 커버(441)의 한쪽 끝단은 가동 커버(220)에 결합되고 다른 끝단은 날개 몸체(210)의 내면에 결합될 수도 있다.

한편, 도 10 및 도 11에 나타낸 무인 비행체의 주날개(500)는 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체의 주날개(200)와 비교하여, 가동 커버(220)를 피봇 축(215)에 대해 회전시키기 위한 가동 커버 구동기(530)와 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 날개 몸체(210)의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위한 차폐기구(540)가 다른 것이다. 가동 커버 구동기(530)는 형상기억합금 부재(531)와 형상기억합금 부재(531)에 전류를 공급하는 전류 공급기(532)를 포함한다.

차폐기구(540)는 서로 마주하도록 배치되어 짝을 이루는 두 가동 커버(220)를 연결하는 한 쌍의 커버판(541)(542)이 상대 회전 가능하게 결합된 경첩 구조를 갖는다. 하나의 커버판(541)은 짝을 이루는 두 가동 커버(220) 중 어느 하나에 결합된 힌지 축(543)에 결합되어 그 힌지 축(543)에 대해 회전할 수 있다. 그리고 다른 하나의 커버판(542)은 그 한쪽 끝단이 다른 가동 커버(220)에 결합된 힌지 축(544)에 결합되어 그 힌지 축(544)에 대해 회전할 수 있다. 두 커버판(541)(542) 각각의 다른 쪽 끝단은 또 다른 힌지 축(545)에 의해 상대 회전할 수 있도록 결합된다.

가동 커버 구동기(530)의 형상기억합금 부재(531)는 그 일단이 차폐기구(540)의 두 커버판(541)(542) 사이에 구비된 힌지 축(545)에 결합되고 그 타단은 날개 몸체(210)의 내부에 고정 설치되는 지지대(533)에 고정된다. 도 10에 나타낸 것과 같이, 전류 공급기(532)가 형상기억합금 부재(531)에 전류를 인가하지 않을 때 형상기억합금 부재(531)는 한 쌍의 커버판(541)(542)을 통해 연결된 두 개의 가동 커버(220)를 날개 몸체(210)의 개구부(211)를 덮은 상태를 유지하도록 지지한다.

반면, 도 11에 나타낸 것과 같이, 전류 공급기(532)가 형상기억합금 부재(531)에 전류를 인가하면 형상기억합금 부재(531)는 온도가 상승하여 수축하면서 한 쌍의 가동 커버(220)를 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시키고, 이때 주날개(500)의 상면에 요철부(250)가 형성된다. 이렇게 가동 커버(220)가 날개 몸체(210)의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전하더라도 한 쌍의 커버판(541)(542)이 상호 간에 거리가 벌어진 두 가동 커버(220) 사이를 덮기 때문에 날개 몸체(210)의 내부는 외부로 드러나지 않고 차폐된다.

이러한 본 실시예에 따른 무인 비행체의 주날개(500)는 하나의 가동 커버 구동기(530)로 두 개의 가동 커버(220)를 작동시킬 수 있어 가동 커버 구동기(530)의 설치 개수를 줄이고 구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에서 도면에는 가동 커버 구동기(530)의 형상기억합금 부재(531)가 한 쌍의 커버판(541)(542) 사이에 구비되는 힌지 축(545)에 결합되는 것으로 나타냈으나, 가동 커버 구동기(530)의 형상기억합금 부재(531)는 한 쌍의 커버판(541)(542) 중 어느 하나, 또는 한 쌍의 커버판(541)(542)으로 연결된 두 가동 커버(220) 중 어느 하나에 결합될 수도 있다. 또한 가동 커버 구동기는 복수의 가동 커버(220)에 일대일로 연결되도록 가동 커버(220)와 같은 개수로 구비되어 복수의 가동 커버(220)를 개별적으로 작동시킬 수도 있다.

또한 차폐기구(540)는 세 개 이상의 커버판이 힌지 축에 의해 상대 회전 가능하게 결합되는 다른 구조로 변경될 수 있다. 그리고 가동 커버(220)의 개수나 설치 구조는 도시된 것과 다르게 변경될 수 있고, 경우에 따라 커버판의 한쪽 끝단은 날개 몸체(210)의 내면에 설치되는 힌지 축에 회전 가능하게 결합될 수도 있다.

이상 본 발명에 대하여 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명한 실시예로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 날개 몸체에 마련된 개구부를 덮기 위한 가동 커버는 하나 이상이 다양한 설치 구조로 날개 몸체에 설치되어 다양한 형태의 요철부를 형성할 수 있다. 그리고 가동 커버가 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 날개 몸체의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위한 차폐기구는 도시된 것과 같은 구조, 또는 그 이외에 다양한 다른 구조로 다양한 개수와 다양한 설치 구조로 설치되는 가동 커버에 연결되도록 설치될 수 있다.

또한 가동 커버(220)를 작동시키기 위한 가동 커버 구동기는 앞서 설명한 것과 같은 형상기억합금의 형상기억 효과를 이용하는 것 이외에, 가동 커버(220)를 피봇 축(215)에 대해 회전시켜 날개 몸체(210)의 개구부(211)를 덮는 위치와 요철부(250)를 형성하는 위치로 움직일 수 있는 다양한 다른 구조를 취할 수 있다.

또한 도면에는 복수의 가동 커버(220)에 의해 주날개의 상면이 완만한 곡면형에서 요철형으로 형상 변화하는 것으로 나타냈으나, 복수의 가동 커버는 주날개의 상면을 평면형에서 요철형으로 형상 변화시키는 구조를 취할 수 있다.

또한 앞서서는 무인 비행체(100)의 비행 상황 등에 따라 주날개의 형상이 변화하는 것으로 설명하였으나, 비행 대기 중에는 주날개가 요철부(250)를 갖지 않는 형상을 유지하고, 비행 시에만 주날개가 요철부(250)를 갖는 형상으로 형상 변형될 수도 있다.

110 : 무인 비행체 110 : 동체
120, 125 : 꼬리날개 130 : 추진기
140 : 무선 송수신기 150 : 속도계
160 : 고도계 170 : 자세 센서
180 : 컨트롤러 200, 300, 400, 500 : 주날개
210 : 날개 몸체 211 : 개구부
215 : 피봇 축 220 : 가동 커버
230, 530 : 가동 커버 구동기 231, 531 : 형상기억합금 부재
232, 532 : 전류 공급기 233, 533 : 지지대
240, 340, 440, 540 : 차폐기구 241, 341 : 가동 커버 지지대
242 : 밀착면 243 : 연장면
244 : 단턱 250 : 요철부
251 : 요부 252 : 철부
342 : 경사판 343 : 관통구멍
441 : 유연성 커버 442 : 연결대
541, 542 : 커버판 543, 544, 545 : 힌지 축

Claims

무인 비행체의 동체로부터 외측으로 연장된 날개 몸체;
상기 날개 몸체의 상면에 마련된 개구부;
상기 개구부를 덮기 위해 상기 날개 몸체의 상면에 상기 날개 몸체의 연장 방향으로 배치된 피봇 축에 대해 회전하도록 설치되는 가동 커버;
상기 가동 커버를 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시킬 수 있도록 상기 날개 몸체의 내부에 설치되는 가동 커버 구동기; 및
상기 가동 커버가 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 상기 날개 몸체의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위해 상기 가동 커버와 연결되는 차폐기구;를 포함하고,
상기 차폐기구는 상기 날개 몸체의 내부에 설치되고 상기 가동 커버가 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 상기 가동 커버의 일면과 밀착되는 밀착면을 갖는 가동 커버 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 주날개.
삭제
무인 비행체의 동체로부터 외측으로 연장된 날개 몸체;
상기 날개 몸체의 상면에 마련된 개구부;
상기 개구부를 덮기 위해 상기 날개 몸체의 상면에 상기 날개 몸체의 연장 방향으로 배치된 피봇 축에 대해 회전하도록 설치되는 가동 커버;
상기 가동 커버를 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시킬 수 있도록 상기 날개 몸체의 내부에 설치되는 가동 커버 구동기; 및
상기 가동 커버가 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 상기 날개 몸체의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위해 상기 가동 커버와 연결되는 차폐기구;를 포함하고,
상기 차폐기구는 상기 가동 커버가 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 펴져서 상기 개구부의 상기 가동 커버에 의해 덮이지 않는 부분을 덮을 수 있도록 그 한쪽 끝단이 상기 가동 커버에 결합되는 유연성 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 주날개.
무인 비행체의 동체로부터 외측으로 연장된 날개 몸체;
상기 날개 몸체의 상면에 마련된 개구부;
상기 개구부를 덮기 위해 상기 날개 몸체의 상면에 상기 날개 몸체의 연장 방향으로 배치된 피봇 축에 대해 회전하도록 설치되는 가동 커버;
상기 가동 커버를 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전시킬 수 있도록 상기 날개 몸체의 내부에 설치되는 가동 커버 구동기; 및
상기 가동 커버가 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 상기 날개 몸체의 내부를 외부로 드러나지 않도록 차폐하기 위해 상기 가동 커버와 연결되는 차폐기구;를 포함하고,
상기 차폐기구는 상기 가동 커버에 결합되는 힌지 축과, 상기 가동 커버가 상기 날개 몸체의 상면에 대해 하향 경사지게 되는 방향으로 회전할 때 펴져서 상기 개구부의 상기 가동 커버에 의해 덮이지 않는 부분을 덮을 수 있도록 상기 힌지 축에 대해 회전할 수 있도록 설치되는 커버판을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 주날개.
제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 커버 구동기는,
온도 변화에 따라 늘어나거나 수축하여 상기 가동 커버를 밀거나 당김으로써 상기 가동 커버를 상기 피봇 축에 대해 회전시킬 수 있도록 상기 날개 몸체의 내부에 설치되는 형상기억합금 부재와,
상기 형상기억합금 부재에 전류를 공급하여 상기 형상기억합금 부재의 온도를 상승시키기 위해 상기 날개 몸체의 내부에 설치되는 전류 공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 주날개.