KR101681992B1 - Multi-axis pintle thrusters system with coupling mechanism - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다축 핀틀 추력기 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유도탄의 궤도천이를 위한 다축 핀틀 추력기 시스템의 연동 메커니즘으로 구동 대상체인 핀틀을 핀틀의 개수보다 적은 개수의 구동장치로 구동을 수행하는 다축 핀틀 추력기 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a multi-axis pintle thruster system, and more particularly, to a multi-axis pintle thruster system for driving a multi-axis pintle thruster system, It is about the thruster system.

Description

연동 메커니즘을 적용한 다축 핀틀 추력기 시스템{Multi-axis pintle thrusters system with coupling mechanism}[0001] The present invention relates to a multi-axis pintle thrusters system with coupling mechanism,

본 발명은 다축 핀틀 추력기 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유도탄의 궤도천이를 위한 다축 핀틀 추력기 시스템의 연동 메커니즘으로 구동 대상체인 핀틀을 핀틀의 개수보다 적은 개수의 구동장치로 구동을 수행하는 다축 핀틀 추력기 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a multi-axis pintle thruster system, and more particularly, to a multi-axis pintle thruster system for driving a multi-axis pintle thruster system, It is about the thruster system.

구동 대상체인 회전형 밸브를 구동하기 위해 구동장치를 연동한 기술로서 미국등록특허번호 제5,123,611호(발명의 명칭: SYSTEM FOR STEERING A MISSILE BY MEANS OF LATERAL GAS JETS)를 들 수 있다. 위 미국등록특허의 개념을 보여주는 도면이 도 5에 도시된다. US Patent No. 5,123,611 (entitled " SYSTEM FOR STERING A MISSILE BY MEANS OF LATERAL GAS JETS ") discloses a technology in which a driving device is interlocked to drive a rotary valve of a driving target. A diagram showing the concept of the above US registered patent is shown in FIG.

도 5를 참조하면, 이 미국등록특허는 노즐로 통하는 유로를 회전형 밸브로 유로를 형성하거나 차단하여 추력을 발생시키는 측추력기에 적용된 사례이다.Referring to FIG. 5, this US patent is an example applied to a side thruster that generates thrust by forming or shutting off a flow path through a nozzle to a rotary valve.

특히, 회전형 밸브를 구동하기 위해 공압과 유압이 동시에 작용하는 피스톤의 하단에 비압축성 유체를 공유하여 구동장치를 연동하였다.Particularly, in order to drive the rotary valve, the driving device is interlocked by sharing the incompressible fluid at the lower end of the piston in which the pneumatic pressure and the hydraulic pressure simultaneously operate.

이러한 미국등록특허의 경우, 1) 유도탄의 발사 초기에 작동하는 측추력기의 역할과 다르게 궤도천이용 추력기 시스템은 종말단계에서 활용한다. 2) 구동 대상체인 회전형 밸브는 핀틀 구조물과 다른 형상이기에 시스템 구조적으로 배치 및 내용 구성품이 달라지며, 핀틀 추력기의 핵심인 노즐 목 면적 변화는 연소실의 압력제어에 영향을 미친다. In the case of US registered patents, 1) Unlike the role of the side thrusters, which operate at the beginning of the missile launch, the orbital thruster system is utilized at the end stage. 2) Since the rotary valve, which is the driven chain, is different in shape from the pintle structure, the arrangement and contents of the system are changed by the system structure, and the nozzle neck area change, which is the core of the pintle thruster, affects the pressure control of the combustion chamber.

1. 미국등록특허번호 제5,123,611호1. U.S. Patent No. 5,123,611

1. 이재청외, "다축 핀틀 추력기의 추력제어 개념설계"한국항공우주학회 2013년도 추계학술대회, 2013.11, 277-280 . 1. Jae Cheong et al., "Thrust control concept design of multi-axis pintle thruster", Proceedings of KAIS 2013 Fall Conference, 2013.11, 277-280. 2. 김성수외, "궤도천이 및 자세제어 시스템의 연구개발 동향과 전망" 한국추진공학회지 제16권 제6호, pp.62-72, 2012년 12월2. Kim, Sung Soo et al., "R & D Trend and Prospect of Orbit Transition and Posture Control System" Korea Propulsion Engineering Society Vol. 16, No. 6, pp.62-72, December 2012

본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 기존의 다축 핀틀 추력기 시스템을 구성하는 핀틀 추력기의 구동장치의 개수를 줄여 시스템의 간소화를 구현하는 다축 핀틀 추력기 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a multi-axis pintle thruster system that simplifies a system by reducing the number of driving devices of a pintle thruster constituting a conventional multi-axis pintle thruster system. There is a purpose.

또한, 본 발명은 기존 시스템의 역할을 수행하는 연동 메커니즘을 구현하는 다축 핀틀 추력기 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a multi-axis pintle thruster system that implements an interlocking mechanism that plays a role of an existing system.

본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 기존의 다축 핀틀 추력기 시스템을 구성하는 핀틀 추력기의 구동장치의 개수를 줄여 시스템의 간소화를 구현하는 다축 핀틀 추력기 시스템을 제공한다.The present invention provides a multi-axis pintle thruster system that realizes a simplified system by reducing the number of driving devices of a pintle thruster constituting a conventional multi-axis pintle thruster system.

상기 다축 핀틀 추력기 시스템은, In the multi-axis pintle thruster system,

유도탄의 궤도천이를 위해 4개의 핀틀 추력기를 갖는 다축 핀틀 추력기 시스템으로서,A multi-axis pintle thruster system having four pintle thrusters for orbital transition of a missile,

상기 4개의 핀틀 추력기의 핀틀과 연결되는 4개의 피스톤; 및Four pistons connected to the pintle of the four pintle thrusters; And

상기 4개의 피스톤에 대한 작용 압력을 제어하여 상기 핀틀을 구동하는 3개의 구동기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And three actuators for driving the pintle by controlling an operating pressure of the four pistons.

이때, 상기 3개의 구동기 중 2개의 구동기는 추력분배를 위해 동일축 방향으로 2개씩 배치된 핀틀 추력기를 연동하는 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, two actuators of the three actuators may be interlocked with two pintle thrusters arranged in the same axial direction for thrust distribution.

또한, 상기 3개의 구동기 중 나머지 하나의 구동기는 비압축성 유체의 양을 조절하여 상기 4개의 핀틀 추력기가 공유하는 연소관의 압력제어를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.The other one of the three actuators may control the pressure of the combustion tube shared by the four pintle thrusters by controlling the amount of the incompressible fluid.

또한, 상기 동일축은 Z 및 Y축인 것을 특징으로 할 수 있다.The same axis may be Z and Y-axis.

또한, 상기 피스톤은, 각각 4개의 캠을 통하여 상기 4개의 핀틀 추력기의 핀틀과 결합되어 상기 핀틀을 움직이는 피스톤 로드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the piston may include a piston rod coupled to the pintle of the four pintle thruster through four cams, respectively, to move the pintle.

또한, 상기 피스톤은, 상기 3개의 구동기가 동작하지 않으면 동일한 압력을 유지하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the piston maintains the same pressure when the three actuators are not operated.

또한, 상기 4개의 핀틀 추력기의 핀틀은 동일한 위치에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the pintles of the four pintle thrusters may be arranged at the same position.

또한, 상기 4개의 피스톤에 대한 작용 압력은 상기 3개의 구동기의 구동 조합에 따라 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.The operating pressure for the four pistons may be determined according to the driving combination of the three actuators.

본 발명에 따르면, 동일 축방향에 존재하는 2개의 피스톤 상단의 압력을 동시에 제어하지 않고 단방향으로 제어하기 때문에, 축방향에 존재하는 2개의 핀틀 추력기를 1개의 구동장치로 연동할 수 있다.According to the present invention, since the pressure at the upper end of the two pistons existing in the same axial direction is controlled in a unidirectional manner without being simultaneously controlled, the two pintle thrusters existing in the axial direction can be linked to one driving device.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 4개의 핀틀 추력기를 제어하기 위해 일반적으로 4개의 구동장치를 사용하였으나, 본 발명의 경우 3개의 구동장치를 연동하는 메커니즘을 제안하여 궤도천이용 추력기 시스템의 주요 역할인 추력분배와 압력제어가 가능하다는 점을 들 수 있다.As another effect of the present invention, four driving devices are generally used to control the four pintle thrusters. However, in the present invention, a mechanism for interlocking three driving devices is proposed, and a main role of the orbiting thruster system And thrust distribution and pressure control are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연동 메커니즘을 적용한 다축 핀틀 추력기 시스템(100)의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다축 핀틀 추력기 시스템(100)의 배면을 나타내는 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 다축 핀틀 추력기 시스템(100)의 구동에 따른 핀틀의 제 1 이동 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 다축 핀틀 추력기 시스템(100)의 구동에 따른 핀틀의 제 2 이동 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 일반적인 구동 대상체인 회전형 밸브를 구동하기 위해 구동기를 연동한 예를 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross section of a multi-axis pintle thruster system 100 to which an interlocking mechanism according to an embodiment of the present invention is applied.
Fig. 2 is a conceptual view showing the back surface of the multi-axis pintle thruster system 100 shown in Fig. 1. Fig.
FIG. 3 is a view showing a first movement state of the pintle according to the driving of the multi-axis pintle thruster system 100 shown in FIG. 1; FIG.
4 is a view showing a second moving state of the pintle according to the driving of the multi-axis pintle thruster system 100 shown in FIG.
5 is a view showing an example in which a driver is interlocked to drive a rotary valve as a general driving target.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 연동 메커니즘을 적용한 다축 핀틀 추력기 시스템을 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, a multi-axis pintle thruster system to which an interlocking mechanism according to an embodiment of the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연동 메커니즘을 적용한 다축 핀틀 추력기 시스템(100)의 단면을 나타내는 개념도이다. 즉 연동 메커니즘을 적용한 다축 핀틀 추력기 시스템의 단면형상 및 본 발명의 일실시예를 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1에 도시된 다축 핀틀 추력기 시스템(100)의 배면을 나타내는 개념도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross section of a multi-axis pintle thruster system 100 to which an interlocking mechanism according to an embodiment of the present invention is applied. Sectional view of a multi-axis pintle thruster system to which an interlocking mechanism is applied, and a conceptual view showing an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a conceptual view showing the back surface of the multi-axis pintle thruster system 100 shown in Fig. 1. Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 유도탄(미도시)의 추력벡터 발생을 위한 다축 핀틀 추력기 시스템(100)은 고체추진기관(미도시)에서 노즐(112)에 공급되는 연소가스만으로 추력제어가 가능한 4개의 제 1 내지 제 4 핀틀 추력기(도 2의 110,120,130,140)로 구성되어 있다. 부연하면, 본 발명은 궤도천이를 위한 궤도천이용 추력기 시스템의 구동장치 연동 메커니즘에 대한 기술이다. Referring to FIGS. 1 and 2, a multi-axis pintle thruster system 100 for generating a thrust vector (not shown) of a guided vehicle (not shown) Four first to fourth pintle thrusters (110, 120, 130 and 140 in Fig. 2). In addition, the present invention is a technology for a drive interlocking mechanism of a thruster system for orbital transition for orbital transition.

특히, 핀틀 추력기(110,120,130,140)에는 노즐(112)의 목 면적을 변화시키는 핀틀(111)이 존재하며, 핀틀(111)을 구동하기 위한 3개의 제 1 내지 제 3 구동기(도 2의 220,230,240)가 구성된다. 4개로 구성된 핀틀(111)을 제 1 내지 제 3 구동기(220,230,240)로 구동하기 위해 제 1 내지 제 4 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)을 활용한다. 제 1 내지 제 4 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)은 각각 캠(116)을 통해 핀틀(111)을 구동하는 피스톤 로드(114)를 갖는다. 즉 피스톤 로드(114)가 캠(116)에 연결된다.Particularly, the pintle thruster 110, 120, 130, 140 includes a pintle 111 for changing the neck area of the nozzle 112, and three first to third drivers (220, 230, 240 in FIG. 2) do. The first to fourth pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4 are used to drive the four pintles 111 by the first to third drivers 220, 230, Each of the first to fourth pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4 has a piston rod 114 that drives the pintle 111 through the cam 116, respectively. That is, the piston rod 114 is connected to the cam 116.

일반적으로 이러한 4개의 제 1 내지 제 4 핀틀 추력기(110,120,130,140)를 제어하기 위해 상응하는 구동기의 수를 필요로 한다. 본 발명의 일실시예에서는 구동기의 수를 줄이기 위해 제 1 내지 제 4 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)을 활용한 유압장치가 사용된다. 이러한 유압장치를 포함한 시스템은 3개의 제 1 내지 제 3 구동기(220,230,240)로 구동된다. Generally requires a corresponding number of actuators to control the four first through fourth pintle thrusters 110, 120, 130 and 140. In an embodiment of the present invention, a hydraulic device utilizing the first to fourth pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4 is used to reduce the number of actuators. The system including such a hydraulic device is driven by three first to third drivers 220, 230 and 240.

유압장치는 핀틀 추력기(110,120,130,140) 개수만큼 핀틀(111)과 연결된 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)을 의미하며, 3개의 구동기로 4개의 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)을 제어함으로써 핀틀(111)을 구동하는 원리이다. 여기서, 제 1 구동기(220)는 4개의 피스톤을 공유하는 유체 파이프(101)의 비압축성 유체 양을 조절하는 구동기이며, 제 2 구동기(230)는 Z축 구동기이고, 제 3 구동기(240)는 Y축 구동기가 된다. 즉 제 2 구동기(230)는 Z축상에 있는 2개의 제 1 및 제 3 피스톤(113-1 및 113-3)을 연동하고, 제 3 구동기(240)는 Y축상에 있는 2개의 제 2 및 제 4 피스톤(113-2 및 113-4)을 연동하고, 제 1 구동기(220)는 제 1 내지 제 4 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)을 모두 연동하고 있다. The hydraulic device means pistons 113-1, 113-2, 113-3, 113-4 connected to the pintle 111 by the number of pintle thrusters 110, 120, 130, 140. The three pistons 113-1, 113-2, 113-3, The pintle 111 is driven. Here, the first driver 220 is a driver for adjusting the amount of incompressible fluid in the fluid pipe 101 sharing four pistons, the second driver 230 is a Z axis driver, and the third driver 240 is a Y And becomes an axis driver. That is, the second actuator 230 interlocks the two first and third pistons 113-1 and 113-3 on the Z axis, and the third actuator 240 interlocks the two first and third pistons 113-1 and 113-3 on the Y- 4 pistons 113-2 and 113-4 interlocked with each other and the first driver 220 interlocks all of the first to fourth pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4.

이러한 연동 메커니즘이 적용된 궤도천이용 다축 핀틀 추력기 시스템(100)은 도 1 및/또는 도 2를 통해 핀틀(111), 노즐(112), 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)으로 구성되어 있으며, 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)의 하단은 비압축성 유체로 4개의 피스톤을 공유한다. 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)의 상단은 연소가스에 의해 압력이 발생하며, 피스톤 상단을 거쳐 흐르는 연소가스를 구동기(230,240)로 제어한다. The multi-axis pintle thruster system 100 employing the interlocking mechanism is composed of the pintle 111, the nozzle 112, and the pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4 through FIG. 1 and / or FIG. And the lower ends of the pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4 share four pistons with incompressible fluid. The upper end of the pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4 generates pressure by the combustion gas and controls the combustion gas flowing through the upper end of the piston by the actuators 230, 240.

각각의 피스톤은 피스톤 로드(114)를 기준으로 피스톤의 상단과 하단을 구분한다. 피스톤 상단은 피스톤 로드(114)가 존재하지 않으며 연소가스가 흐르는 영역이며, 피스톤 하단은 피스톤 로드(114)가 존재하며 비압축성 유체가 존재하는 영역이다.Each piston distinguishes the top and bottom of the piston relative to the piston rod 114. The upper end of the piston is the region where the piston rod 114 is not present and the combustion gas flows, and the lower end of the piston is the region where the piston rod 114 exists and incompressible fluid exists.

제 1 내지 제 4 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)의 양단에 존재하는 압력을 조절하여 피스톤 로드(114)를 움직이며, 제 1 내지 제 3 구동기(220,230,240)의 구동 조합에 따라 제 1 내지 제 4 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)에 작용하는 압력이 결정된다.The piston rod 114 is moved by regulating the pressure existing at both ends of the first to fourth pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4, and the piston rod 114 is moved in accordance with the driving combination of the first to third actuators 220, 1 to the fourth pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4 is determined.

구동기(220,230,240)의 구동 조합은 제 1 구동기(220)의 구동과 제 2 및 제 3 구동기(230 및 240)의 구동으로 구분한다. 제 1 구동기(220)는 구동을 통해 피스톤 하단에 존재하는 비압축성 유체의 양을 바꿔주는 역할(공급 혹은 제거)을 수행하며, 그 방법으로 기계식, 유압식, 서보 등 다양한 구동방식을 사용할 수 있다. The driving combination of the drivers 220, 230 and 240 is divided into driving of the first driver 220 and driving of the second and third drivers 230 and 240. The first actuator 220 performs a function of supplying (or removing) the amount of incompressible fluid present at the lower end of the piston through the driving. Various driving methods such as mechanical, hydraulic, and servo can be used as the method.

제 2 및 제 3 구동기(230 및 240)는 피스톤의 상단에 통과하는 연소가스의 제어를 통해 피스톤 상단의 압력을 조절한다. 피스톤 상단의 압력을 바꾸는 역할을 수행하는 2개의 구동기(230 및 240)는 본 발명의 일실시예에서 제시한 교축밸브를 통해 수행할 수 있으며, 이외에도 압력제어가 가능한 구동기를 사용할 수 있다. The second and third drivers 230 and 240 regulate the pressure at the top of the piston through the control of the combustion gas passing through the top of the piston. The two actuators 230 and 240, which serve to change the pressure of the upper end of the piston, can be operated through the throttling valve shown in one embodiment of the present invention, and other actuators capable of pressure control can be used.

피스톤 상단의 압력을 제어하는 2개의 구동기는 개별적으로 구동한다. 각각 구동기는 동일 축방향에 존재하는 2개의 핀틀 추력기를 연동하고, 2개의 구동기(230, 240)로 4개의 핀틀 추력기(110,120,130,140)를 제어한다. 도 2에 도시된 다축 핀틀 추력기 시스템의 배면에서 피스톤 상단과 연소가스를 제어하는 구동기가 연결된 상태를 확인할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 제시된 구동기인 교축 밸브는 피스톤 상단을 거쳐 흐르는 배관의 면적 혹은 유량을 제어하여 해당하는 축방향의 피스톤 상단 압력을 제어한다.The two actuators, which control the pressure at the top of the piston, are driven separately. The actuators respectively couple the two pintle thrusters in the same axial direction and control the four pintle thrusters 110, 120, 130 and 140 by the two actuators 230 and 240. It can be seen that the upper end of the piston and the actuator controlling the combustion gas are connected to the back surface of the multi-axis pintle thruster system shown in FIG. The throttle valve, which is a driving unit according to an embodiment of the present invention, controls the area or the flow rate of the pipe flowing through the upper end of the piston to control the piston upper end pressure in the corresponding axial direction.

나머지 1개의 구동기(220)는 4개의 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)을 공유하는 유체 파이프(도 1의 101)를 통해 매개체인 비압축성 유체의 양을 조절하기 위해 활용된다. 비압축성 유체의 양은 전체 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)이 움직일 수 있는 행정거리를 제한하는 역할을 수행한다. 피스톤의 제한된 행정거리는 피스톤 로드(114)와 연결된 핀틀(111)이 움직일 수 있는 거리(스트로크)와 상응하다. The remaining one actuator 220 is utilized to adjust the amount of incompressible fluid that is the medium through the fluid pipe (101 in Fig. 1) sharing the four pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4. The amount of incompressible fluid plays a role in limiting the stroke distance at which the entire pistons (113-1, 113-2, 113-3, 113-4) can move. The limited stroke distance of the piston corresponds to the distance (stroke) at which the pintle 111 connected to the piston rod 114 can move.

즉, 비압축성 유체는 전체 피스톤을 연결하기 때문에 핀틀 스트로크의 함수로 표현 가능한 시스템 전체의 핀틀 추력기 목면적을 제어한다.That is, the incompressible fluid controls the pintle thruster area of the entire system, which can be expressed as a function of the pintle stroke because it connects the entire piston.

궤도천이용 다축 핀틀 추력기 시스템은 운용에 있어 필수적으로 압력제어와 추력분배를 수행해야 한다. 비행체의 궤도천이를 위해 4개의 추력기(110,120,130,140)로 추력분배를 통해 방향을 정확하게 설정하더라도 연소관(미도시)의 압력제어를 통해 요구 압력을 만족하지 못한다면 임무를 수행할 수 없게 된다. 연소실은 핀틀 추력기 시스템(100)과 연결된 비행체(미도시)의 이웃한 공간에 존재한다. 즉, 추진제가 연소되는 연소실를 의미한다.The multi-axis pintle thruster system using orbital pulleys must perform pressure control and thrust distribution as necessary for operation. Even if the directions are accurately set through the thrust distribution by the four thrusters 110, 120, 130 and 140 for the orbital transition of the air vehicle, if the required pressure is not satisfied through the pressure control of the combustion pipe (not shown), the mission can not be performed. The combustion chamber is in a neighboring space of a vehicle (not shown) connected to the pintle thruster system 100. That is, it means a combustion chamber in which a propellant is burnt.

추력분배는 파스칼의 원리를 기초로 하여, 피스톤의 상단에 작용하는 압력의 차에 따라 피스톤의 하단의 비압축성 유체를 통해 힘이 전달된다. 피스톤의 상단에 작용하는 압력은 구동기(220,230,240)가 구동하지 않을 때 동일한 압력을 유지하고, 4개의 핀틀(111)은 동일한 위치에 놓이게 된다. The thrust distribution is based on the principle of Pascal and forces are transmitted through the incompressible fluid at the bottom of the piston in accordance with the difference in pressure acting on the top of the piston. The pressure acting on the top of the piston keeps the same pressure when the actuators 220,230 and 240 are not driven, and the four pintles 111 are in the same position.

구동기(230,240)의 구동으로 특정 방향의 피스톤의 상단에 상대적으로 고압이 발생하면, 상대적으로 낮은 압력을 갖는 나머지 피스톤으로 비압축성 유체가 흐르게 된다. When a relatively high pressure is generated at the top of the piston in a specific direction by driving the actuators 230 and 240, the incompressible fluid flows into the remaining piston having a relatively low pressure.

따라서, 추력분배를 위한 구동기(220,230,240)의 구동으로 피스톤의 상단의 압력이 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4) 및 핀틀(111)을 움직여, 핀틀 추력기(110,120,130,140)의 노즐(112)의 목 면적을 제어한다. Accordingly, the driving force of the actuators 220, 230 and 240 for distributing the thrust force moves the pistons 113-1, 113-2, 113-3, 113-4 and the pintle 111 at the upper end of the piston to move the pistons 111 of the pintle thrusters 110, 120, Control the neck area.

압력제어는 비압축성 유체의 양을 조절하는 1개의 구동장치(220)로 수행한다. 4개의 피스톤(113-1,113-2,113-3,113-4)을 보유하기 때문에 비압축성 유체의 양이 늘어날 경우, 모든 피스톤은 상승, 모든 핀틀의 전진을 야기하여 전체 노즐 목 면적을 작아지게 하는 역할을 수행한다. 비압축성 유체의 양이 작아질 경우 반대로 전체 노즐 목 면적을 커지게 한다. 전체 노즐 목 면적의 변화가 요구되는 상태에만 제 1 구동기(220)는 구동하게 되며, 본 발명의 일실시예에서는 제 1 구동기(220)의 구동에 대한 도면은 포함되지 않았다. The pressure control is performed by one drive device 220 that regulates the amount of incompressible fluid. When the amount of the incompressible fluid is increased due to the presence of the four pistons 113-1, 113-2, 113-3, and 113-4, all the pistons rise, causing all the pintles to advance, thereby reducing the entire nozzle neck area. Conversely, when the amount of incompressible fluid is reduced, the entire nozzle neck area is increased. The first driver 220 is driven only in a state in which a change in the entire nozzle neck area is required. In an embodiment of the present invention, a diagram of driving the first driver 220 is not included.

특히, 도 2에서 피스톤(113-1)과 제 2 구동기(230)를 연결하는 연소 가스관(214)이 된다. 이 경우, 연소 가스관(214)에 가려 피스톤 로드(114)는 보이지 않게 된다.In particular, in FIG. 2, a combustion gas pipe 214 connecting the piston 113-1 and the second driver 230 is formed. In this case, the piston rod 114 is hidden by covering the combustion gas pipe 214.

도 3과 4는 비압축성유체의 양이 일정하게 고정된 상태이며, 제 1 구동기(220)가 구동하지 않고 정지한 상태에서 제 2 및 3 구동기(230 및 240)의 구동을 통해 핀틀을 구동하는 도면이다.3 and 4 are diagrams for driving the pintle through the driving of the second and third drivers 230 and 240 in a state where the amount of the incompressible fluid is fixed and the first driver 220 is not driven, to be.

도 3은 도 1에 도시된 다축 핀틀 추력기 시스템(100)의 구동에 따른 핀틀의 제 1 이동 상태를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, Z축방향의 제 2 구동기(도 2의 230)를 구동하여 1개의 피스톤(점선원을 참조)의 상단압력이 상승하고, 상대적으로 낮은 압력을 갖는 나머지 3개의 피스톤 방향으로 비압축성 유체가 이동한다.FIG. 3 is a view showing a first movement state of the pintle according to the driving of the multi-axis pintle thruster system 100 shown in FIG. 1; FIG. Referring to FIG. 3, the second actuator (230 in FIG. 2) in the Z-axis direction is driven so that the upper pressure of one piston (see the dotted circle) rises and the other three piston directions The incompressible fluid moves.

비압축성 유체의 이동을 위해 나머지 3개의 피스톤 상단에는 동일한 압력조건이 필수적이다. 이를 위해 제 1 구동기(220)는 비압축성 유체의 양의 변화가 불필요한 상황이기 때문에 구동하지 않는다. Y축 방향의 제 2 및 제 4 피스톤(113-2 및 113-4) 상단의 압력은 일정하게 유지하도록 요구되는 상태이기 때문에, 제 3 구동기(240)는 구동하지 않는다.The same pressure condition is necessary for the top of the remaining three pistons for the movement of the incompressible fluid. To this end, the first driver 220 is not driven because a change in the amount of incompressible fluid is unnecessary. The third driver 240 is not driven because the pressure at the upper end of the second and fourth pistons 113-2 and 113-4 in the Y-axis direction is required to be kept constant.

도 4는 도 1에 도시된 다축 핀틀 추력기 시스템(100)의 구동에 따른 핀틀의 제 2 이동 상태를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, Z축방향의 제 2 구동기(도 2의 230)와 Y축 방향의 제 3 구동기(도 2의 240)가 모두 움직일 수 있는 경우를 고려한 것으로, 동시에 2개의 피스톤(점선원을 참조) 상단에 영향을 준다. 1개의 구동장치가 구동할 때와 동일하게 비압축성 유체가 나머지 2개의 피스톤 상단으로 이동한다. 4 is a view showing a second moving state of the pintle according to the driving of the multi-axis pintle thruster system 100 shown in FIG. Referring to FIG. 4, it is assumed that the second driver (230 in FIG. 2) in the Z-axis direction and the third driver (240 in FIG. 2) ) To affect the top. The incompressible fluid moves to the top of the remaining two pistons just as when one drive is driven.

본 발명의 일실시예에 따른 상기 연동 메커니즘을 적용한 궤도천이용 핀틀 추력기 시스템은 다음과 같은 특징을 지닌다.The pintle thruster system for orbital pile applying the interlocking mechanism according to an embodiment of the present invention has the following features.

1) 동일 축방향에 존재하는 2개의 피스톤의 상단의 압력을 동시에 제어하지 않고 단방향으로 제어하기 때문에, 축방향에 존재하는 2개의 핀틀 추력기를 1개의 구동기로 연동할 수 있다.1) Since the pressure at the upper end of two pistons existing in the same axial direction is controlled in a unidirectional manner without being controlled at the same time, two pintle thrusters in the axial direction can be interlocked with one actuator.

2) 4개의 핀틀 추력기를 제어하기 위해 종래의 기술은 4개의 구동기를 사용하였으나, 3개의 구동기를 연동하는 메커니즘을 통하여 궤도천이용 추력기 시스템의 주요 역할인 추력분배 및/또는 압력 제어가 가능하다.2) Conventionally, four motors are used to control the four pintle thrusters. However, thrust distribution and / or pressure control, which is a main role of the orbital thruster system, is possible through a mechanism for interlocking three actuators.

100: 핀틀 추력기 시스템
101: 유체 파이프
111: 핀틀
112: 노즐
113-1,113-2,113-3,113-4: 제 1 내지 제 4 피스톤
114: 피스톤 로드
116: 캠
110,120,130,140: 제 1 내지 제 4 핀틀 추력기
214: 연소 가스관
220: 제 1 구동기
230: 제 2 구동기
240: 제 3 구동기100: pintle thruster system
101: Fluid pipe
111: pintle
112: nozzle
113-1, 113-2, 113-3, 113-4: first to fourth pistons
114: Piston rod
116: cam
110, 120, 130, 140: first to fourth pintle thrusters
214: Combustion gas pipe
220: first driver
230: second driver
240: Third driver

Claims (8)

유도탄의 궤도천이를 위해 4개의 핀틀 추력기를 갖는 다축 핀틀 추력기 시스템에 있어서,
상기 4개의 핀틀 추력기의 핀틀과 연결되는 4개의 피스톤; 및
상기 4개의 피스톤에 대한 작용 압력을 제어하여 상기 핀틀을 구동하는 3개의 구동기;를 포함하며,
상기 3개의 구동기 중 2개의 구동기는 공급되는 연소가스의 양을 통해 상기 4개의 피스톤 상단의 작용 압력을 제어하여 Z 및 Y축 방향으로 각각 2개씩 배치된 핀틀 추력기를 연동하여 추력분배를 수행하고, 나머지 1개의 구동기는 상기 4개의 피스톤을 공유하는 유체 파이프를 통해 매개체인 비압축성 유체의 양을 조절하며,
상기 추력 분배는 파스칼의 원리를 기초로 하여 상기 4개의 피스톤 상단의 작용 압력의 차이에 따라 상기 4개의 피스톤 하단의 비압축성 유체를 통해 힘이 전달됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 다축 핀틀 추력기 시스템.
In a multi-axis pintle thruster system having four pintle thrusters for orbital transition of the missile,
Four pistons connected to the pintle of the four pintle thrusters; And
And three actuators for driving the pintle by controlling an operating pressure of the four pistons,
The two actuators of the three actuators control the operating pressure of the upper end of the four pistons through the amount of supplied combustion gas to perform thrust distribution by interlocking two pintle thrusters arranged in the Z and Y axis directions respectively, The other one actuator regulates the amount of incompressible fluid through the fluid pipe sharing the four pistons,
Wherein the thrust distribution is achieved by transferring a force through the incompressible fluid at the bottom of the four pistons based on the Pascal principle in accordance with the difference in operating pressure of the four piston tops.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 피스톤은, 각각 4개의 캠을 통하여 상기 4개의 핀틀 추력기의 핀틀과 결합되어 상기 핀틀을 움직이는 피스톤 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 핀틀 추력기 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the piston comprises a piston rod coupled to the pintle of the four pintle thruster through each of the four cams to move the pintle.
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤은, 상기 3개의 구동기가 동작하지 않으면 동일한 압력을 유지하는 것을 특징으로 하는 다축 핀틀 추력기 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the piston maintains the same pressure if the three actuators do not operate.
제 1 항에 있어서,
상기 4개의 핀틀 추력기의 핀틀은 동일한 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 다축 핀틀 추력기 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the pintles of the four pintle thrusters are disposed at the same position.
제 1 항에 있어서,
상기 4개의 피스톤에 대한 작용 압력은 상기 3개의 구동기의 구동 조합에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 다축 핀틀 추력기 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the operating pressure for the four pistons is determined according to a drive combination of the three actuators.
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