KR101763253B1 - 인입식 헬리콥터 착륙 기어 - Google Patents

Abstract

인입식 헬리콥터 착륙 기어(4)는 휠(8)을 지지하는 서스펜션 구조물(10)을 포함하고, 헬리콥터(1)의 항력을 줄이기 위한 접힌 상태와 헬리콥터(1)의 착륙 및 이륙을 위한 내려간 상태 사이에서 가동될 수 있다. 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4)는 또한, 휠(8)의 회전축(9)과 휠(8)의 외주면 사이에 위치되고 서스펜션 구조물(10)과 정반대에 위치되며 토션 바(43)를 포함한 연결 장치(42)에 의해 서스펜션 구조물(10)에 연결되는, 스키드(40)를 포함한다.

Description

인입식 헬리콥터 착륙 기어{RETRACTABLE HELICOPTER LANDING GEAR}

본 발명은 인입식 헬리콥터 착륙 기어에 관한 것이다.

헬리콥터는 1개의 전방 착륙 기어, 및 동체의 양쪽에 고정된 2개의 후방 착륙 기어를 포함하는 것으로 알려져 있다. 이들 착륙 기어 각각은 휠을 가지며, 착륙시 헬리콥터의 하향 에너지를 흡수하는 역할을 한다.

착륙 기어는 고정식 또는 인입식일 수 있다. 비행시, 인입식 착륙 기어는 휠이 헬리콥터의 항력과 연료 소비를 줄이기 위해 하우징 내에 수납되는 접힌 상태 또는 들어간 상태가 되며, 착륙 또는 이륙을 위해 유압 구동기에 의해 접힌 상태와 내려가거나 전개된 상태 사이에서 작동된다.

눈 또는 모래와 같은 "연약" 지면에 착륙할 때, 휠은, 착륙시 헬리콥터의 비행 자세를 유지하고 지면에 대한 안전한 지지와 용이한 이륙을 보장하기 위해, 지면으로 내려와서는 안된다. 비평탄 지면에 착륙하는 경우에도 실질적으로 같다.

이는 통상 일륜 착륙 기어에 의해 제공되는 영역보다 지면의 더 넓은 지지 영역에 걸쳐 헬리콥터의 중량과 하향 힘을 분포시키는 것을 시도함으로써 행해진다. 공지된 하나의 해결 방안은 비교적 직경이 큰 2개의 휠을 포함한 착륙 기어를 사용하는 것이지만, 착륙 기어마다 추가되는 휠이 헬리콥터의 중량을 증가시킨다는 결점을 갖는다.

복륜과는 대조적으로, 공지된 또 다른 해결 방안은 후방 착륙 기어 휠을 강철 케이블에 의해 고정된 스키드로 대체하는 것이다. 그러나, 공지된 스키드의 비교적 큰 밑면 영역은 착륙 기어의 인출을 방해하고, 그 결과, 스키드는, 특히 장거리 비행시, 항력과 그로 인한 연료 소비를 증가시킨다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 문제점들에 대해 간단하고 비용 저렴한 해결 방안을 제공하기 위해 디자인되고, 특히 상이한 형태의 지형 및 착륙 상황에 적합하며, 종래의 일륜 착륙 기어를 단지 최소한 및 저비용으로 변경시킴으로써 제조될 수 있는, 인입식 헬리콥터 착륙 기어를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 청구항 제1항에서 주장하는 인입식 헬리콥터 착륙 기어가 제시되어 있다.

본 발명의 바람직한 비제한적 실시예가 첨부 도면을 참조로 하여 일 예시로서 설명될 것이다.

도 1은 내려가거나 전개된 상태의 본 발명에 따른 인입식 헬리콥터 착륙 기어의 바람직한 실시예의 측면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 따른 착륙 기어의 확대 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 따른 착륙 기어의 확대도를 나타낸다.
도 4는 도 3의 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 절개된 단면도를 나타낸다.
도 5는 도 4의 선 Ⅴ-Ⅴ을 따라 절개된 착륙 기어의 확대 세부 단면도를 나타낸다.
도 6은 접힌 상태 또는 들어간 상태의 본 발명에 따른 착륙 기어의 저면도를 나타낸다.
도 7은 도 6의 선 Ⅶ-Ⅶ을 따라 절개된 확대 단면도를 나타낸다.

번호 1은 헬리콥터를 나타내는 것으로, 본 도면에서의 헬리콥터는 헬리콥터(1)의 동체(3) 내부의 격실로 들어갈 수 있는 1개의 전방 착륙 기어(2) 및 동체(3)의 양쪽에 고정되며 헬리콥터(1)의 종방향 이동 방향(6)에 대해 대칭을 이루는, 각각의 지지 및 수납 구조물(5)에 설치되는 2개의 후방 착륙 기어(4)를 포함한다.

각각의 후방 착륙 기어(4)는 회전축(9)을 가진 하나의 휠(8) 및 휠(8)을 수납 구조물(5)에 고정하기 위한 서스펜션 구조물(suspension structure)(10)을 포함하며, 후방 착륙 기어(4)를 내려간 상태 또는 전개된 상태(도 3) 및 접힌 상태 또는 들어간 상태(도 6)로 이동시키기 위해 수납 구조물(5)에 대해 이동될 수 있다.

전개된 상태에서는, 휠(8)은 착륙 및 이륙을 위해 내려가며, 회전축(9)은 서로 수평하게, 그리고 이동 방향(6)에 수직하게 위치된다. 접힌 상태에서는, 휠(8) 및 서스펜션 구조물(10)은 수납 구조물(5)의 하우징(12) 내에 들어가 접혀져, 헬리콥터가 전방으로 이동할 때 헬리콥터의 항력을 줄인다. 더 구체적으로는, 수납 구조물(5)은 유압 실린더(14)로 형성된 구동 장치의 제어 하에서 실질적으로 이동 방향(6)에 평행하게 축(13)을 중심으로 회전하도록 서스펜션 구조물(10)에 연결된다. 설명된 예에서, 유압 실린더(14)의 챔버 내의 압력은 착륙 기어(4)를 전개 또는 접힌 상태에 안정적으로 유지한다.

서스펜션 구조물(10)은 공지되어 있으며, 축(13)을 중심으로 수납 구조물(5)에 힌지된 프레임(15), 및 회전축(9)에 평행한 축(21)을 중심으로 프레임(15)의 부분(20)에 힌지된 일 단부(17)를 포함하고, 착륙 기어(4)가 전개된 상태가 될 때, 상기 부분(20)에 대해 하향 및 후방으로 연장되는, 암(arm)(16)을 포함한다. 1개 이상의 스프링, 가능하다면 충격 흡수기가 암(16)과 프레임(15)에 삽입될 수 있어, 프레임(16)에 대해 암(16)을 기준 각도 위치에 유지하고, 휠(8)이 착륙시 지면에 닿을 때 충격을 완화할 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 암(16)의 타 단부는 아일릿부(eyelet portion)(24)로 이루어져 있으며, 이 아일릿부(24)는 휠(8)과 동축이고, 휠(8) 옆에 위치되며, 돌출된 형태의 중공형 샤프트(26)로 휠(8)을 지지한다. 중공형 샤프트(26)는 두 축방향 부분(27, 28)을 포함하는데, 부분(27)은 아일릿부(24) 내에 고정되고, 부분(28)은 아일릿부(24)에서 돌출되어, 힌지식으로 휠(8)과 체결된다.

착륙 기어(4)는, 회전축(9)에 평행하게 플랜지(31)를 통해 연장되어 각각의 관형부(34)에 형성된 구멍 내에 나사체결되는 나사(32)에 의해 아일릿부(24)의 플랜지(flange)(31)에 고정되는, 공지된 브레이크 조립체(30)(상세히 설명되지 않음)를 포함한다. 관형부(4)는 회전축(9)에 평행하게 연장되고, 축방향으로 휠(8)로부터 먼 방향의 플랜지(31)의 면에 받쳐져 있으며, 암(16)을 위한 공간을 만들기 위해 각을 이루며 이격된 2개의 몸통부(35, 36)의 일부를 형성한다.

착륙 기어(4)는 또한 스키드(skid)(40)를 포함하는데, 이 스키드는 회전축(9)과 휠(8)의 외주면 사이에 위치되고, 서스펜션 구조물(10)과 정반대이며, 서스펜션 구조물(10)에 설치되어 전개된 상태와 접힌 상태 사이에서 휠(8)과 함께 가동될 수 있다.

스키드(40)는 토션 바(torsion bar)(43)를 포함한 연결 장치(42)에 의해 암(16)의 아일릿부(24)에 연결되며, 상기 토션 바(43)는 중공형 샤프트(26) 내부에서 연장되고, 슬리브(46, 47)가 삽입된 중공형 샤프트(26)의 각각의 축방향 단부에 연결된 2개의 중간부(44, 45)를 포함하며, 상기 슬리브(46, 47)는 토션 바(43)를 중공형 샤프트(26)의 내면과 동축 상태로 유지하여, 실질적으로 회전축(9)의 중심에 위치된다. 토션 바(43)의 일 단부(48)는 암(16)의 아일릿부(24)에 고정된다. 더 구체적으로는, 상기 단부(48)는 중공형 샤프트(26)의 바깥쪽에 있고, 축방향으로 슬리브(47)를 향하며 관형부(34)에 형성된 구멍 내에 나사체결되는 나사(50)에 의해 몸통부(35)에 고정되는, 방사상 돌기부(49)를 포함한다.

또한, 연결 장치(42)는, 휠(8)의 축방향 양쪽에 마주보고 위치되고 스키드(40)에 고정된 2개의 측면 플레이트(51, 52)를 포함한다. 측면 플레이트(51, 52)는 스키드(40)의 상부면(55) 상에 위치된 각각의 리브(ribs)(53, 54), 및 축(9)에 수직한 방향으로 리브(53, 54)로부터 각각 돌출되어 있는 각각의 측벽(56, 57)을 포함한다.

측벽(56)은 단부(48)의 반대편에 위치한 토션 바(43)의 단부(60)에 고정된 연결부(59)를 포함한다. 더 구체적으로는, 단부(60)는 스플라인 커플링(splined coupling)에 의해 연결부(59)가 설치되는 부분(61), 및 너트 스크류(63)가 나사체결되는 나사산이 형성된 원통형 팁부(62)를 포함한다.

연결부(59)는 너트 스크류(63)와, 중간부(44)와 슬리브(46) 사이에서 반경방향으로 삽입된 원통형부(66)를 포함한 부싱(bushing)(65)의 일부를 형성하는, 플랜지(64) 사이에서 축방향으로 고정된다.

토션 바(43)의 비틀어짐을 고려해 볼 때, 단부(48)는 고정된 상태를 유지하고, 단부(60)는, 헬리콥터(1)의 착륙시 스키드(40)가 지면 상에 닿게 됨에 따라 기울어지는 경우, 스키드(40)에 의해 회전축(9)을 중심으로 회전된다.

더 구체적으로, 단부(60)는 토션 바(43)가 휘지 않은 상태에 해당하는 기준 위치에 대해 반대 방향으로 회전될 수 있다. 토션 바(43)의 가요성은 스키드(40)와 측면 플레이트(51, 52)를 기준 위치로 복원시킬 수 있다.

토션 바(43)는 중공형 샤프트로도 형성되며, 측벽(57)의 단부(72)와 토션 바(43) 사이의 힌지로서 작용하는 동축 핀(68)을 수용한다. 더 구체적으로는, 동축 핀(68)의 일 단부는, 부싱(70)에 의해 토션 바(43)의 원통형 내측면에 설치되고 측벽의 단부(72)를 통해 토션 바(43)로부터 돌출되어 축방향으로 단부(72)에 위치한 외측 헤드부(73)에서 종결되는, 부분(69)을 포함한다. 동축 핀(68)의 타 단부는 토션 바(43)로부터 돌출된 나사부(74)를 포함하여, 너트 스크류(75)가 상기 나사부(74)에 나사체결되며, 단부(60)에 대해 동축 핀(68)을 고정 상태로 유지하기 위해 축방향으로 팁부(62)에 맞닿아 조여진다.

부싱(65, 70)은 감마제, 예를 들면 나일론으로 이루어지고, 단부(60)가 단부(48)에 대해 회전할 때, 각각 토션 바(43)의 중간부(44)와 동축 핀(68)의 부분(69)을 위한 베어링으로서의 역할을 한다.

멈춤 장치(76)가 기준 위치에 대해 스키드(40)의 최대 경사각을 형성하고, 암(16)에 대해 고정된 돌출부(77) 및 스키드(40)에 대해 고정된 2개의 멈춤 숄더부(stop shoulders)를 포함한다. 더 구체적으로, 멈춤 숄더부는 홈(80)의 단부로 형성되는데, 이 홈의 단부는 측벽(57)의 내측면에 형성되고, 회전축(9)과 일치하는 단부의 중심이 아크형으로 되어 있으며, 회전축(9)에 평행하며 몸통부(36)의 일부를 형성하는 핀인 돌출부(77)에 의해 슬라이딩 방식으로 맞물린다. 거꾸로 말하면, 단부 숄더부는 암(16)에 대해 고정될 수 있고, 돌출부는 스키드(40)와 함께 가동될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 위치 스프링(81)이 스키드(40)와 측면 플레이트(51, 52)를 암(16)에 대한 기준 위치로 복원시키기 위해 토션 바(43)의 비틀림과 함께 작용한다. 위치 스프링(81)은 토션 바(43)가 파손될 경우 작동하기 시작하는 백업 시스템(backup system)이고, 측벽(57)에 고정된 원통형 지지물(84)의 둘레를 따라 권취되며 회전축(9)에 평행한 축을 가진 중간부(83)를 포함한 와이어로 형성되는 토션 스프링(torsion spring)이다. 위치 스프링(81)의 와이어는 또한, 중간부(83)로부터 바깥방향으로 돌출되고 돌출부(77)의 양쪽에 위치된 2개의 단부(85)를 포함한다. 스키드(40)가 기준 위치에 있을 때, 돌출부(77) 및 지지물(84)은 지지물(84)에 대해 고정된 위치기(locator)(86)와 정렬된다. 스키드(40)가 기준 위치로부터 암(16)에 대해 기울어지면, 2개의 단부(85) 중 하나는 위치기(86)에 기댄 상태를 유지하고, 나머지 다른 하나는 돌출부(77)에 기댄 상태를 유지하며, 위치 스프링(81)의 탄성은 돌출부(77)와 위치기(86)를 재정렬하여, 스키드(40)를 기준 위치로 복원시킬 수 있다.

위에서 바라보면, 스키드(40)는, 측면 플레이트(51, 52)에 고정되고, 회전축(9)에 접선방향으로 연장되고 휠(8)로 피팅된 개구(90)의 에지를 형성하기 위해 C자 모양으로 이루어진, 부분(89)을 포함한다. 스키드(40)는 또한, 상기 부분(89)의 전방 및 일 측면에 위치하며 취약부(weak portion)(92)에 의해 상기 부분(89)에 이어진, 주변부(91)를 포함하며, 상기 취약부(92)는 착륙시 스키드(40)의 밑면(93)에 매우 큰 압력(예컨대, 매우 울퉁불퉁한 지형에 의해 발생됨)이 가해지는 경우, 상기 부분(89)으로부터 주변부(91)를 분리하기 위해 자동적으로 파손된다. 다시 말해, 취약부(92)는 밑면(93)에 가해지는 과도한 힘이 착륙 기어(4)의 나머지 부분을 손상시키지 않도록 하중 제한 장치로서의 역할을 하며, 바람직하게 밑면(93)의 절개부(cut)에 의해 약해진다.

도 6에 도시되는 바와 같이, 가드부(guard)(94)가 휠(8)의 후방에서 상기 부분(89) 및/또는 측면 플레이트(51, 52)의 양쪽에 고정되고, 가드부(94)에는 실질적으로 반경방향으로 돌출되어 있는 후방 돌기부(95)가 설치되어 있어, 착륙 기어(4)가 접힌 상태에 있을 때 수납 구조물(5)에 고정된 유지 장치(96)와 맞물릴 수 있다. 도 7을 참조하면, 유지 장치(96)는, 착륙 기어(4)가 축(13)을 중심으로 회전될 때 후방 돌기부(95)에 의해 맞물림 및 맞물림 해제되는 시트부(99)를 형성하고, 헬리콥터(1)의 비행시 스키드(40)의 진동을 방지하기 위해 회전축(9)을 중심으로 어떠한 방향으로도 후방 돌기부(95)를 회전하지 못하게 하는, 2개의 지지면(97, 98)을 포함한다. 대안적으로, 상기 지지면(97, 98)은, 예컨대 스키드(40)의 에지를 직접 유지하기 위해, 다르게 위치될 수 있다.

착륙 기어(4)가 접힌 상태에 있을 때, 스키드(40)의 절반 이상이 하우징(12) 내에 수납되고, 측면 플레이트(51)를 포함한 그 나머지는 수납 구조물(5) 외부에 남아 있게 된다. 착륙 기어(4)가 전개된 상태가 되면, 헬리콥터(1)는, 착륙시 헬리콥터(1)의 중량과 하향 힘을 지면에 고루 분포시키고, 전체적으로 비교적 넓은 범위에 걸친 지지 영역을 형성하기 위해 휠(8)과 연동하는 스키드(40)에 의하여, "연약" 또는 비평탄 지면에 안전하게 착륙할 수 있다. 스키드(40)는 효과상 이륜 착륙 기어의 보조용 휠(8)과 동일한 기능을 하지만, 중량이 훨씬 더 가볍다.

휠(8)과 스키드(40)가 헬리콥터(1)의 중량과 하향 힘을 지면에 고루 분포시키기 위해 효과적으로 연동한다는 점을 고려할 때, 스키드(40)는 특히 커질 필요가 없으며, 스키드의 절반 이상이 하우징(12) 내에 수용될 수 있다.

상술한 설계 특징을 고려할 때, 스키드(40) 및 연결 장치(42)는, 인입성의 어떠한 손상 없이, 종래의 착륙 기어에 비교적 용이하게 추가될 수 있다. 특히, 연결 장치(42)는 비교적 소형이고, 서스펜션 구조물(10), 브레이크 조립체(30) 또는 휠(8)의 특징 또는 위치에 영향을 미치지 않는다. 실제로, 스키드(40)를 포함한 종래의 착륙 기어를 업그레이드하는 방법은 실질적으로 하우징(12) 내의 오일 라인의 배치를 최소한 변경하는 단계, 나사(32)를 플랜지(31)에 고정하기 위해 통상 사용되는 너트 대신에 몸통부(35, 36)를 사용하는 단계, 중공형 샤프트(26) 내에 토션 바(43)를 조립하는 단계, 및 수납 구조물(5) 내에 유지 장치(96)를 추가하는 단계를 포함한다.

그러나, 첨부된 청구항에서 규정된 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 본 명세서에 기술된 착륙 기어(4)의 변경이 이루어질 수 있음은 물론이다.

특히, 상기 부분(89)은 원형일 수 있고, 및/또는 가드부(94)는 제거될 수 있으며, 위치 스프링(81)과 토션 바(43)의 비틀림 가요성을 조합하는 것이 아니라, 하나의 단일 탄성 위치 시스템이 회전축(9)을 중심으로 한 기준 각도 위치로 스키드(40)를 설정하기 위해 제공될 수 있고, 및/또는 스키드(40)를 아일릿부(24)에 힌지시키는 힌지 시스템은 일 예로서 설명된 힌지 시스템과 다를 수 있다.

Claims (11)

1. 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4)로서,
   - 서스펜션 구조물(suspension structure)(10),
   - 회전축(9)을 중심으로 회전하도록 상기 서스펜션 구조물(10)에 설치된 하나의 휠(8),
   - 헬리콥터(1)의 항력을 줄이기 위하여 비행 중에는 상기 서스펜션 구조물(10)과 상기 휠(8)을 접힌 상태로 이동시키고, 헬리콥터(1)의 착륙 및 이륙 시에는 상기 서스펜션 구조물(10)과 상기 휠(8)을 내려간 상태로 이동시키기 위한 구동 수단,
   - 상기 회전축(9)과 상기 휠(8)의 외주면 사이에 위치되며, 상기 회전축(9)에 대해 상기 서스펜션 구조물(10)과 정반대에 위치된 스키드(skid)(40),
   - 상기 회전축(9)을 중심으로 회전되도록 상기 스키드(40)를 상기 서스펜션 구조물(10)에 연결시키는 연결용 힌지 수단(43, 68)을 포함하는 연결 수단(42), 및
   - 상기 스키드(40)를 기준 각도 위치에 유지하기 위한 탄성 위치 결정 수단(43, 81)
   을 포함하고,
   상기 탄성 위치 결정 수단은 상기 회전축(9)을 따라 연장되는 토션 바(torsion bar)(43)를 포함하는,
   인입식 헬리콥터 착륙 기어(4).
2. 제1항에 있어서,
   상기 서스펜션 구조물은 상기 휠(8)과 동축이며 상기 휠(8) 옆에 위치한 연결부(24)를 포함하고, 상기 휠(8)과 상기 스키드(40)는 모두 상기 연결부(24)에 의해 지지되는, 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4).
3. 제2항에 있어서,
   상기 토션 바(43)는 상기 휠(8)이 설치되는 중공형 샤프트(26) 내에 연장되며, 상기 중공형 샤프트(26) 외부에 위치되며 상기 스키드(40) 및 상기 서스펜션 구조물(10)의 상기 연결부(24)에 각각 고정되는, 제1 및 제2 단부(60, 48)를 포함한, 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4).
4. 제3항에 있어서,
   상기 연결 수단(42)은 상기 휠(8)의 축방향 양측에 위치된 제1 및 제2 측벽을 포함하고, 상기 제1 측벽은 상기 토션 바(43)의 상기 제1 단부(60)에 고정되고, 상기 제2 측벽은 상기 회전축(9)을 중심으로 힌지된, 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기준 각도 위치에 대해 상기 스키드(40)의 진동을 제한하는 멈춤 수단을 포함하고,
   상기 멈춤 수단은,
   - 상기 회전축(9)에 평행하고, 상기 서스펜션 구조물(10) 및 상기 스키드(40) 중 어느 하나에 고정되는, 돌출부(77), 및
   - 상기 서스펜션 구조물(10) 및 상기 스키드(40) 중 나머지 다른 하나에 고정되는 2개의 멈춤 숄더부(stop shoulders)
   를 포함하는, 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4).
6. 제5항에 있어서,
   상기 멈춤 숄더부는 상기 돌출부(77)에 의해 슬라이딩 방식으로 맞물리는 홈(80)의 각각의 단부로 형성되는, 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4).
7. 제6항에 있어서,
   상기 홈(80)은 상기 스키드(40)에 고정되고 상기 휠(8) 옆에 위치된 플레이트(51) 상에 형성되고, 상기 돌출부(77)는 상기 서스펜션 구조물(10)의 연결부(24)에 고정 상태로 피팅되는, 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4).
8. 제5항에 있어서,
   상기 탄성 위치 결정 수단은 상기 스키드(40)를 상기 기준 각도 위치로 유지하기 위해 상기 돌출부(77)에 작용하는 스프링(81)을 포함한, 인입식 헬리콥터 착륙 기어(4).
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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