KR101706990B1

KR101706990B1 - 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101706990B1
Application number: KR1020150167430A
Authority: KR
Inventors: 이정훈
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-02-15

Abstract

본 발명은 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 회전하고 있는 프로펠러에 사람, 물체 등이 접근하여 충돌함으로써 인명사상 또는 물체 손상, 프로펠러 파손 등이 일어나는 것을 적극적으로 미리 방지할 수 있도록 하는, 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치 및 방법을 제공함에 있다.

Description

프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치 및 방법 {Apparatus and method for propeller automatic quick braking and warning}

본 발명은 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공기에 구비되는 프로펠러가 회전하고 있을 때 사람 등이 프로펠러 근처로 접근하다가 발생되는 위험을 적극적으로 방지할 수 있도록 하기 위한 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치 및 방법이다.

항공기란 비행기, 글라이더, 헬리콥터, 비행선, 기구 등 모든 비행체를 가리키는 것이다. 비행선이나 기구 등의 경우 공기보다 가벼운 기체에 의한 부력을 사용하여 부양하며, 글라이더의 경우 별도로 부양하는 것이 아니라 높은 곳에서 뛰어내리되 기류를 타고 비행하도록 된 것으로서 위치 에너지를 이용한다고 할 수 있다. 한편 비행기나 헬리콥터 등의 경우 프로펠러를 이용하여 부양 및 비행이 이루어지도록 하는데, 비행기의 경우 강력한 엔진에 연결된 프로펠러를 이용하여 발생시킨 바람이 비행기 날개를 지나가도록 하여, 여기에서 발생되는 동적인 부력, 즉 양력을 이용하며, 헬리콥터의 경우 바람을 일으키는 프로펠러를 수직으로 배치하여 그 자체로 부양될 수 있도록 한다. 현재 유인 동력 항공기로서는 상술한 비행기 또는 헬리콥터와 같이 프로펠러를 사용하는 형태로 된 항공기가 가장 널리 사용되고 있다.

상술한 바와 같이 프로펠러를 사용하는 항공기는 비행체를 부양시키기 위하여 엄청나게 강력한 바람을 일으켜야 하기 때문에, 이러한 항공기에 구비되는 프로펠러는 크기도 상당히 크고 회전 속도도 매우 빠르다. 이것은 항공기가 비행하고 있는 중에는 크게 문제가 되지 않겠으나, 항공기가 지상 또는 지상 근처에 위치하고 있을 때에는 그 근처에 사람 또는 물체가 접근하였을 때 사고를 발생시킬 위험이 있다.

일반적으로 프로펠러 항공기의 제동 장치는 통상적으로 엔진과 프로펠러 샤프트 사이에 위치하며, 엔진이 정지하면 제동 브레이크가 작동되어 자동적으로 프로펠러가 제동되는 방식으로 작동한다. 보다 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 앞서 설명한 바와 같이 항공기에 구비되는 프로펠러는 항공기 동체를 부양 및 비행시킬 수 있을 만큼의 바람을 일으켜야 하기 때문에 회전 모멘텀이 매우 크다. 따라서 이러한 프로펠러를 제동할 때 프로펠러 제동 브레이크에 실리는 하중은 굉장히 크기 때문에, 프로펠러 제동 시 지나치게 과도한 하중이 걸리지 않도록 엔진을 공회전 상태로 조정하여 엔진을 정지시킨 상태에서 프로펠러를 제동시키는 것이다. 항공기 프로펠러 외에도 선박용, 차량용, 풍력발전기용 등 다양한 프로펠러 제동장치가 개시되어 있으며(한국특허공개 제2001-0061227호, 국제특허공개 제2013/168986호, 한국특허공개 제2012-0051890호 등), 회전축에 회전력을 인가하는 구동 장치(엔진, 모터 등)와 회전축 사이에 제동 장치가 구비되고, 제동 시 구동 장치의 동작을 정지하도록 이루어진다는 점은 모두 유사하다.

한편, 항공기가 지상에 위치한 상태에서 프로펠러를 회전시키는 경우는 상당히 많이 발생한다. 항공기 이착륙 시에는 물론이고, 이륙 전 사람의 탑승이나 물건의 적재를 위하여 기다리는 경우나 착륙 후 재이륙을 위해 프로펠러를 멈추지 않고 대기하는 경우 등과 같이, 항공기가 지상에 머무른 채로 프로펠러를 상당 시간 동안 회전시키고 있는 경우가 많이 있는 것이다. 그런데 이러한 경우, 항공기로 접근하는 사람, 물건 등은 항공기를 중심으로 모든 방향에서 접근할 가능성이 있는 반면, 조종사나 탑승자의 경우 시야가 한정되는 한계가 있으며, 특히 조종사의 경우 항공기 조작 등과 같은 다른 업무에 몰두하여 항공기로 접근하는 대상물들을 미처 파악하지 못할 수 있다.

이 때 회전하는 프로펠러에 접근하던 사람이나 물체가 충돌함으로써 인명 사상, 물체 손상 또는 프로펠러 손상 등의 막대한 피해가 발생할 수 있는 큰 위험이 있다. 그러나 기존의 항공기의 경우 조종사가 사람 등의 접근을 인지하고 수동 조작을 통해 엔진을 정지한 후에야 프로펠러 제동이 이루어질 수 있기 때문에, 프로펠러 제동 시점이 이미 충돌이 일어난 이후가 되어 사고의 위험을 조금도 줄여 주지 못하는 문제가 있었다.

1. 한국특허공개 제2001-0061227호("차량용 프로펠러 샤프트의 제동 장치") 2. 국제특허공개 제2013/168986호("선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박") 3. 한국특허공개 제2012-0051890호("풍력발전기용 드라이브 트레인")

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 회전하고 있는 프로펠러에 사람, 물체 등이 접근하여 충돌함으로써 인명사상 또는 물체 손상, 프로펠러 파손 등이 일어나는 것을 적극적으로 미리 방지할 수 있도록 하는, 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치는, 프로펠러(510), 상기 프로펠러(510)를 회전시키는 구동력을 인가하는 엔진(520), 상기 프로펠러(510) 및 상기 엔진(520) 사이에 구비되어 상기 프로펠러(510)의 회전을 제동하는 프로펠러 제동 장치(530), 상기 엔진(520)의 동작을 제어하는 엔진 제어 장치(540)를 포함하여 이루어지는 항공기(500)에 구비되는 장치로서, 상기 항공기(500)의 전방, 후방, 좌방, 우방, 상방, 하방 각각의 방향마다 적어도 하나 이상 구비되는 복수 개의 물체 감지 센서(110); 경고 신호를 출력하는 경고 장치(120); 상기 물체 감지 센서(110), 상기 경고 장치(120), 상기 프로펠러 제동 장치(530), 상기 엔진 제어 장치(540)와 연결되어, 미리 설정된 경고 기준 영역 또는 급제동 기준 영역 내에 물체가 감지되면, 상기 경고 장치(120)의 경고 신호 출력 동작, 상기 엔진(520)의 회전수 저감 또는 정지 동작, 상기 프로펠러(510) 제동 동작 중 선택되는 적어도 하나의 동작이 수행되도록 제어하는 제어 장치(130); 상기 항공기(500)의 착륙 장치(550)에 구비되어, 상기 항공기(500)가 착지한 상태인지의 여부를 감지하는 착륙 감지 센서(140); 를 더 포함하여 이루어지며, 상기 제어 장치(130)는 상기 착륙 감지 센서(140)에 의하여 상기 항공기(500)가 착지 중임이 감지된 상태에서만 동작하도록 이루어질 수 있다.

삭제

또한, 상기 급제동 기준 영역 및 상기 경고 기준 영역은 상기 항공기 위치를 중심으로 지면 상에 형성되는 2차원 면적으로 결정되되, 상기 급제동 기준 영역의 면적은 상기 경고 기준 영역의 면적보다 작으며, 상기 급제동 기준 영역은 상기 경고 기준 영역 내에 포함되도록 형성될 수 있다.

또한 상기 경고 장치(120)는, 상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호와, 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호가 다르게 형성될 수 있다. 이 때 상기 경고 장치(120)는, 조명 또는 음향 형태의 경고 신호를 출력하며, 상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호 및 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호는, 상기 경고 신호가 조명 형태일 경우, 조명의 색깔, 조명의 밝기, 조명의 점멸 속도 중 선택되는 적어도 하나가 달라짐으로써 구분되도록 형성되고, 상기 경고 신호가 음향 형태일 경우, 음향의 음색, 음향의 음역, 음향의 크기 중 선택되는 적어도 하나가 달라짐으로써 구분되도록 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 방법은, 상술한 바와 같은 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치(100)를 이용한 프로펠러 자동 급제동 및 경고 방법에 있어서, 상기 착륙 감지 센서에 의하여, 상기 항공기가 착지 중임이 감지되는 단계; 상기 제어 장치가 ON되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 제어 시작 단계와, 상기 물체 감지 센서(110)에 의하여, 상기 경고 기준 영역 내에 물체가 감지되는 단계; 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 경고 장치(120)에서 상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 경고 신호가 출력되는 단계; 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 엔진(520)의 회전수가 저감되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 경고 단계와, 상기 물체 감지 센서(110)에 의하여, 상기 급제동 기준 영역 내에 물체가 감지되는 단계; 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 경고 장치(120)에서 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 경고 신호가 출력되는 단계; 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 엔진(520)이 정지되는 단계; 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 프로펠러(510)가 급제동되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 급제동 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

삭제

본 발명에 의하면, 조종사가 제대로 인지하지 못한 상태에서 회전하는 프로펠러에 사람이나 물체가 접근하는 경우 충돌 사고가 발생하여 인명사상 또는 물체 손상, 프로펠러 파손 등이 일어나는 위험성을 원천적으로 방지할 수 있는 큰 효과가 있다. 구체적으로 설명하자면, 본 발명에서는, 회전하는 프로펠러에 사람이나 물체가 접근할 때 미리 조종사 및 접근대상에게 1차적으로 경고 알림을 수행하고, 접근이 더 이루어졌을 때 조종사가 수동 조작을 하지 않아도 자동으로 프로펠러의 회전을 급제동함으로써, 고속 회전하는 프로펠러와 접근대상이 충돌하는 사고 발생을 근본적으로 제거하는 큰 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치의 한 실시예.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치의 여러 작동 실시예.
도 5는 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치의 한 부분 실시예.
도 6은 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 경고 방법의 한 실시예의 흐름도.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치의 한 실시예이며, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치의 여러 작동 실시예이며, 도 5는 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치의 한 부분 실시예이다. 또한 도 6은 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 경고 방법의 한 실시예의 흐름도를 도시하고 있다.

본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치(100)는, 그 명칭에서도 드러나듯이 프로펠러를 구비하는 항공기(500)에 구비되는 장치이다. 상기 항공기(500)는 프로펠러를 항공기 부양 및 비행 동력원으로 사용하기만 한다면 비행기 형태, 헬리콥터 형태 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 항공기(500)는, 프로펠러(510), 상기 프로펠러(510)를 회전시키는 구동력을 인가하는 엔진(520), 상기 프로펠러(510) 및 상기 엔진(520) 사이에 구비되어 상기 프로펠러(510)의 회전을 제동하는 프로펠러 제동 장치(530), 상기 엔진(520)의 동작을 제어하는 엔진 제어 장치(540)를 포함하여 이루어진다. 앞서 설명했던 바와 같이, 상기 프로펠러 제동 장치(530)는 상기 프로펠러(510)와 상기 엔진(520) 사이에 구비되어, 상기 엔진(520)이 정지하면 상기 프로펠러(510) 회전축의 회전에 제동을 걸어 주도록 작동한다. 상기 엔진 제어 장치(540)는 상기 엔진(520)의 시동을 걸거나, 회전수(RPM)를 변화시키거나, 정지시키는 등의 엔진 동작 제어를 수행한다.

이 때, 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치(100)는, 물체 감지 센서(110), 경고 장치(120), 제어 장치(130)를 포함하여 이루어진다. 더불어 착륙 감지 센서(140)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다. 이하에서 각부 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.

상기 물체 감지 센서(110)는, 상기 항공기(500)의 전방, 후방, 좌방, 우방, 상방, 하방 각각의 방향마다 적어도 하나 이상 구비된다. 즉 하나의 항공기에 대하여 6개의 방향마다 하나씩, 최소한 6개의 상기 물체 감지 센서(110)가 구비되며, 감지 성능을 높이기 위하여 각 방향에 하나 이상이 구비될 수 있다. 또한 필요에 따라 보다 감지가 잘 이루어져야 하는 방향에 더 구비되도록 할 수도 있다. 예를 들어 전방의 경우 조종사의 시야가 확보되는 방향이므로 전방에 대해서는 상기 물체 감지 센서(110)가 1개만 구비되도록 하되, 후방의 경우 가장 시야 확보가 어려운 방향이므로 후방에 대해서는 상기 물체 감지 센서(110)가 2개 이상 구비되도록 하는 등과 같은 식으로 할 수 있다. 다른 관점에서, 항공기(500)의 몸체가 전-후 방향으로 길게 연장되는 형태일 경우에는, 전방 및 후방에 비해 다른 방향들(좌방, 우방, 상방, 하방) 각각에 더 많은 개수의 상기 물체 감지 센서(110)가 구비되도록 할 수 있다. 물론 이것은 단순한 예시일 뿐으로, 상기 물체 감지 센서(110)의 구비 위치 및 개수 등은 상기 항공기(500)의 몸체 형태, 조종사 등 탑승자의 시야, 물체 접근 가능성이 높은 방향 우선 순위 등과 같이 다양한 조건에 따라 적절하게 달라질 수 있음은 당연하다.

상기 경고 장치(120)는 경고 신호를 출력하는 역할을 한다. 상기 경고 장치(120)에서 출력하는 경고 신호는, 상기 항공기(500)에 탑승하고 있는 조종사 또는 탑승자에게 경고하기 위한 것일 수도 있고, 또는 상기 항공기(500)로 접근하고 있는 사람 또는 물체에 경고하기 위한 것일 수도 있다. 그러한 관점에서 상기 경고 장치(120)에서 출력하는 경고 신호는 사람이 직관적으로 가장 인지하기 좋은 신호로서 조명 또는 음향 형태의 신호인 것이 바람직하다.

상기 제어 장치(130)는, 상기 물체 감지 센서(110), 상기 경고 장치(120), 상기 프로펠러 제동 장치(530), 상기 엔진 제어 장치(540)와 연결되어, 미리 설정된 경고 기준 영역 또는 급제동 기준 영역 내에 물체가 감지되면, 상기 경고 장치(120)의 경고 신호 출력 동작, 상기 엔진(520)의 회전수 저감 또는 정지 동작, 상기 프로펠러(510) 제동 동작 중 선택되는 적어도 하나의 동작이 수행되도록 제어하는 역할을 한다. 상기 제어 장치(130)에 의하여 실질적으로 본 발명의 상기 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치(100)의 동작이 이루어지는 것이다. 간략히 설명하자면, 상기 제어 장치(130)는 상기 항공기(500)에 물체가 접근할 경우 상기 물체 감지 센서(110)로 이를 감지하여, 자동으로 경고 신호를 출력하고 필요 시 상기 프로펠러(510)를 급제동하는 역할을 한다. 이후에 상기 제어 장치(130)의 제어 동작에 관해 보다 상세히 설명한다.

상기 착륙 감지 센서(140)는, 상기 항공기(500)의 착륙 장치(550)에 구비되어, 상기 항공기(500)가 착지한 상태인지의 여부를 감지하는 역할을 한다. 상술한 바와 같이 상기 제어 장치(130)는 상기 항공기(500)에 물체 접근 시 이를 감지하여 상기 프로펠러(510)를 급제동하는 역할을 하는데, 상기 항공기(500)가 지상에 착륙해 있는 상태에서라면 이러한 급제동 등을 한다 해도 아무런 문제가 없지만, 상기 항공기(500)가 비행하고 있는 중일 경우에는 상기 항공기(500)의 비행을 멈추게 되는 심각한 문제를 발생시킬 수 있다. 즉 비행 중에도 새 등과 같은 비행 물체가 상기 항공기(500)로 접근할 수도 있는데, 이 때 상기 제어 장치(130)가 상기 프로펠러(510)를 제동한다면 상기 항공기(500)의 추락을 유발하게 되는 커다란 문제가 생기는 것이다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 상기 제어 장치(130)는 상기 항공기(500)가 지상에 착륙해 있을 때에만 작동하게 하는 것이 매우 바람직하며, 이를 위하여 상기 착륙 감지 센서(140)가 구비되는 것이다. 도 5는 상기 착륙 감지 센서(140)가 구비되는 예시를 도시하고 있는 것으로서, 도 5의 예시에서 상기 착륙 감지 센서(140)는 상기 항공기(500)의 착륙 장치(550)에 구비되어, 착지 중일 때 상기 항공기(500)의 중량에 의하여 상기 제어 장치(130)를 ON시키도록 이루어진다. 비행 중일 때에는 상기 착륙 장치(550)에 상기 항공기(500)의 중량이 실리지 않을 것이므로 자동적으로 상기 제어 장치(130)는 OFF된다. 이처럼 상기 착륙 감지 센서(140)에 의하여 상기 제어 장치(130)가 ON(착지 중)/OFF(비행 중)되도록 함으로써, 상기 제어 장치(130)는 상기 착륙 감지 센서(140)에 의하여 상기 항공기(500)가 착지 중임이 감지된 상태에서만 동작하도록 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

물론 이는 하나의 예시로서, 상기 항공기(500)가 착지 중인지 또는 비행 중인지를 판별하는 데에는 상기 착륙 감지 센서(140)와 같은 형태가 아닌 다른 형태를 이용할 수도 있다. 예를 들어 항공기에 구비되는 고도계나 속도계를 이용하여, 고도나 속도가 어느 기준 이상일 경우 비행 중으로 판단하고 그 이하일 경우 착륙 중으로 판단함으로써 상기 제어 장치(130)의 ON/OFF를 조절할 수도 있으며, 또는 수동으로 조작되는 ON/OFF 스위치를 구비하도록 할 수도 있는 등, 다양한 변경 실시가 가능하다.

이하에서, 도 2 내지 4의 작동 실시예 및 도 6의 작동 흐름도 실시예를 통하여, 상기 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치(100)를 이용한 프로펠러 자동 급제동 및 경고 방법을 보다 상세히 설명한다(즉 상기 제어 장치(130)의 상세하고 구체적인 제어 동작을 설명한다).

앞서 설명한 바와 같이, 상기 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치(100)는 상기 착륙 감지 센서(140)를 포함하여 이루어짐으로써, 상기 착륙 감지 센서(140)에 의하여, 상기 항공기(500)가 착지 중임이 감지된 후, 상기 제어 장치(130)가 ON되도록 하는 제어 시작 단계가 먼저 수행되도록 하는 것이 바람직하다. 물론 역시 앞서 설명한 바와 같이 상기 제어 시작 단계가 반드시 상기 착륙 감지 센서(140)를 이용해야만 하는 것은 아니므로, 상기 제어 시작 단계는 (고도계, 속도계를 이용하는 방식, 수동 ON/OFF 스위치를 조작하는 방식 등과 같이) 다양하게 변경 실시될 수 있다.

상기 프로펠러 자동 급제동 및 경고 방법은, 크게는 경고 단계 및 급제동 단계의 두 가지 단계로 이루어진다. 경고 단계는 급제동 단계보다 먼저 이루어지며, 경고 단계에서 물체가 더 이상 접근하지 않고 다시 멀어질 경우 급제동 단계가 수행되지 않을 수 있다. 이하에서 보다 상세히 설명한다.

최초에는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 물체(S)가 상기 항공기(500)로부터 충분히 멀리 떨어져 있는 상태에 있다. 이러한 경우에는 상기 항공기(500)의 프로펠러 회전 속도를 굳이 저감하거나 정지할 필요가 없으며, 따라서 상기 항공기(500)는 정상적으로 평상시와 같이 동작하고 있는 상태가 된다.

상기 경고 단계는, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 물체 감지 센서(110)에 의하여, 상기 경고 기준 영역 내에 물체가 감지되는 것으로 시작한다. 상기 경고 기준 영역은 상기 프로펠러(510)와 접근 중인 물체(S)가 실질적으로 충돌할 위험이 있을 정도의 가까운 거리는 아니되, 물체(S)가 상기 항공기(500)로 접근하고 있음을 파악해야 할 필요성이 있는 정도의 거리로서 설정되면 된다.

상기 경고 기준 영역 내에 상기 물체(S)가 감지되면, 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 경고 장치(120)에서 상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 경고 신호가 출력된다. 상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 경고 신호는, 앞서 설명한 바와 같이 조종사나 탑승자 또는 접근 중인 물체(S) 그 자신에게, 위험 상황이 발생할 수 있으니 주의하라는 취지의 신호이다.

상기 경고 기준 영역 내에 상기 물체(S)가 감지된 후 경고 신호를 받고 상기 물체(S)가 다시 멀어지면 문제가 없겠으나, 상기 물체(S)가 오히려 더 접근하는 경우에는 상기 프로펠러(510)가 급제동되어야 한다. 이러한 경우를 대비하여, 상기 프로펠러(510) 급제동이 신속하게 이루어질 수 있도록 함과 동시에 급제동 부하를 저감할 수 있도록 하기 위한 준비 동작으로서, 상기 경고 신호가 출력됨과 동시에, 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 엔진(520)의 회전수가 저감되도록 한다.

상기 급제동 단계는, 상술한 바와 같이 상기 경고 단계가 먼저 수행된 후 상기 물체(S)가 더 접근하게 되면 비로소 수행되게 된다. 즉 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 물체 감지 센서(110)에 의하여, 상기 급제동 기준 영역 내에 물체가 감지되는 것으로 시작하게 된다. 부연하자면, 상술한 바와 같이 상기 경고 단계가 먼저 수행된 후 상기 급제동 단계가 수행되도록 하기 위해서는, 상기 급제동 기준 영역의 면적은 상기 경고 기준 영역의 면적보다 작으며, 상기 급제동 기준 영역은 상기 경고 기준 영역 내에 포함되도록 형성되게 하면 된다.

상기 급제동 기준 영역 내에 상기 물체(S)가 감지되면, 조종사 및 접근 중인 물체(S)에게 위험 상황임을 강력히 인지시킬 수 있도록, 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 경고 장치(120)에서 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 경고 신호가 출력된다. 이 때, 상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호와, 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호가 다르게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호 및 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호는, 조명의 색깔, 조명의 밝기, 조명의 점멸 속도, 음향의 음색, 음향의 음역, 음향의 크기 중 선택되는 적어도 하나가 달라짐으로써 구분되도록 형성되게 할 수 있다. 예를 들자면, 물체가 경고 기준 영역에 들어왔을 때는 노란 조명이 느린 속도로 깜빡거리다가 급제동 기준 영역에 들어왔을 때는 빨간 조명이 빠른 속도로 깜빡거리게 한다거나, 물체가 경고 기준 영역에 들어왔을 때는 낮은 음역 및 상대적으로 작은 소리의 경고 음향이 출력되다가 급제동 기준 영역에 들어왔을 때는 높은 음역 및 상대적으로 큰 소리의 경고 음향이 출력되게 하는 등과 같은 식이다.

상기 급제동 기준 영역 내에 상기 물체(S)가 감지되었다는 것은 실제 프로펠러와 물체의 충돌 사고가 발생할 가능성이 매우 높다는 것이므로, 이 경우 경고만이 아니라 실질적인 급제동이 이루어져야 한다. 이에 따라, 상술한 바와 같이 상기 경고 신호가 출력됨과 동시에, 상기 제어 장치(130)에 의하여, 상기 엔진(520)이 정지되도록 하고, 또한 상기 프로펠러(510)가 급제동되도록 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 기존의 항공기에서도 프로펠러 제동 장치는 (제동 부하를 줄이기 위해) 엔진 정지 후 제동 브레이크를 거는 식으로 작동되는 바, 이러한 엔진 정지 및 (제동 브레이크 걸기를 통한) 프로펠러 급제동 동작을 수행하는 데에는 별도로 다른 장치를 더 구비할 필요가 없어, 기존의 항공기와의 호환에 아무런 문제가 없다.

도 5는 상술한 바와 같은 본 발명의 프로펠러 자동 급제동 및 경고 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 크게는 제어 시작 단계, 경고 단계, 급제동 단계의 세 단계로 이루어지되, 각각의 단계들에서 세부 단계들로서 위에서 설명한 바와 같은 일련의 동작들이 이루어지게 된다.

이와 같은 방식으로 프로펠러 자동 급제동 및 경고를 수행함으로써, 지상에 머무른 채로 항공기 프로펠러가 회전하고 있을 때 물체가 접근하는 경우에 있어서 발생될 위험이 있는 충돌 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 즉 인명 사상, 물체 파손, 프로펠러 손상 등과 같은 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100: (본 발명의) 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치
110: 물체 감지 센서 120: 경고 장치
130: 제어 장치 140: 착륙 감지 센서
500: 항공기
510: 프로펠러 520: 엔진
530: 프로펠러 제동 장치 540: 엔진 제어 장치
S : 물체

Claims

프로펠러, 상기 프로펠러를 회전시키는 구동력을 인가하는 엔진, 상기 프로펠러 및 상기 엔진 사이에 구비되어 상기 프로펠러의 회전을 제동하는 프로펠러 제동 장치, 상기 엔진의 동작을 제어하는 엔진 제어 장치를 포함하여 이루어지는 항공기에 구비되는 장치로서,
상기 항공기의 전방, 후방, 좌방, 우방, 상방, 하방 각각의 방향마다 적어도 하나 이상 구비되는 복수 개의 물체 감지 센서;
경고 신호를 출력하는 경고 장치;
상기 물체 감지 센서, 상기 경고 장치, 상기 프로펠러 제동 장치, 상기 엔진 제어 장치와 연결되어, 미리 설정된 경고 기준 영역 또는 급제동 기준 영역 내에 물체가 감지되면, 상기 경고 장치의 경고 신호 출력 동작, 상기 엔진의 회전수 저감 또는 정지 동작, 상기 프로펠러 제동 동작 중 선택되는 적어도 하나의 동작이 수행되도록 제어하는 제어 장치;
상기 항공기의 착륙 장치에 구비되어, 상기 항공기가 착지한 상태인지의 여부를 감지하는 착륙 감지 센서;
를 포함하여 이루어지며,
상기 제어 장치는 상기 착륙 감지 센서에 의하여 상기 항공기가 착지 중임이 감지된 상태에서만 동작하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치.
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제 1항에 있어서,
상기 급제동 기준 영역 및 상기 경고 기준 영역은 상기 항공기 위치를 중심으로 지면 상에 형성되는 2차원 면적으로 결정되되,
상기 급제동 기준 영역의 면적은 상기 경고 기준 영역의 면적보다 작으며, 상기 급제동 기준 영역은 상기 경고 기준 영역 내에 포함되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치.
제 1항에 있어서, 상기 경고 장치는
상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호와, 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치.
제 4항에 있어서, 상기 경고 장치는
조명 또는 음향 형태의 경고 신호를 출력하며,
상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호 및 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 시 출력되는 경고 신호는
상기 경고 신호가 조명 형태일 경우, 조명의 색깔, 조명의 밝기, 조명의 점멸 속도 중 선택되는 적어도 하나가 달라짐으로써 구분되도록 형성되고,
상기 경고 신호가 음향 형태일 경우, 음향의 음색, 음향의 음역, 음향의 크기 중 선택되는 적어도 하나가 달라짐으로써 구분되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치.
제 1항에 의한 프로펠러 자동 급제동 및 경고 장치를 이용한 프로펠러 자동 급제동 및 경고 방법에 있어서,
상기 착륙 감지 센서에 의하여, 상기 항공기가 착지 중임이 감지되는 단계; 상기 제어 장치가 ON되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 제어 시작 단계와,
상기 물체 감지 센서에 의하여, 상기 경고 기준 영역 내에 물체가 감지되는 단계; 상기 제어 장치에 의하여, 상기 경고 장치에서 상기 경고 기준 영역 내 물체 감지 경고 신호가 출력되는 단계; 상기 제어 장치에 의하여, 상기 엔진의 회전수가 저감되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 경고 단계와,
상기 물체 감지 센서에 의하여, 상기 급제동 기준 영역 내에 물체가 감지되는 단계; 상기 제어 장치에 의하여, 상기 경고 장치에서 상기 급제동 기준 영역 내 물체 감지 경고 신호가 출력되는 단계; 상기 제어 장치에 의하여, 상기 엔진이 정지되는 단계; 상기 제어 장치에 의하여, 상기 프로펠러가 급제동되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 급제동 단계
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로펠러 자동 급제동 및 경고 방법.
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