KR102286004B1 - 무인 비행체 - Google Patents

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KR102286004B1
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박승
김기석
이윤수
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한화디펜스 주식회사
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Abstract

무인 비행체는 공기가 유입되는 입구를 구비한 본체와, 본체의 내부에 배치되어 추진력을 발생시키기 위하여 공기의 흐름을 형성하는 단일의 추진발생기와, 추진발생기를 덮도록 본체에 결합되며 추진발생기에 의해 형성된 공기의 흐름을 외부로 배출하는 복수 개의 출구를 구비한 배출판과, 출구로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 복수 개의 조절기와, 조절기와 추진발생기의 각각에 제어신호를 인가하여 조절기와 추진발생기를 제어하는 제어기를 구비한다.

Description

무인 비행체{UNMANNED AERIAL VEHICLE}
실시예들은 무인 비행체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일의 추진발생기를 이용하여 구조가 간소화되고 안정성이 향상되며 장시간 비행이 가능한 무인 비행체에 관한 것이다.
일반적인 항공기에는 항공기의 조종을 위하여 조종사가 탑승하지만, 감시나, 관측이나, 물건의 배송이나, 군사용 등의 목적으로 사용되는 비행체에는 조종사가 탑승하지 않는다. 조종사가 탑승하지 않는 무인 비행체는 원격으로 무선 조종되거나 컴퓨터 장치에 의해 자동으로 조종되며 임무를 수행한다.
드론(drone)이라는 이름으로도 불리는 무인 비행체는 3개 내지 8개의 모터들과 프로펠러들을 구비한다. 드론은 복수 개의 프로펠러들의 구동을 제어하여 추진력을 얻고 비행 방향이 조종된다. 이와 같이 복수 개의 모터들과 프로펠러들을 갖는 드론의 구조에서는 모터들의 개수가 증가함에 따라 배터리 소모량도 증가하며, 복수 개의 모터들을 장착한 드론이 장시간 비행이 가능하려면 배터리의 용량도 크게 증가하여야 한다.
또한 이와 같은 드론은 프로펠러가 비행체의 외부로 노출되는 구조로 인해 비행 중 물체와 프로펠러가 부딪치는 사고가 발생할 확률이 높고, 작은 충돌에도 프로펠러가 손상되어 비행 능력을 상실할 가능성이 높다.
프로펠러가 외부로 노출되는 무인 비행체의 구조를 개선한 기술로서 미국 등록특허 7,032,861호, 미국 등록특허 4,795,111호, 한국 특허공개공보 제10-2002-0039079호, 한국 특허공개공보 제10-2011-0000767호(2011.01.06.), 일본 특허공개공보 제2013-107626호(2013.06.06.), 일본 등록특허 제4683360호 등이 공개된 바 있다.
이러한 기술들의 무인 비행체에서는 프로펠러에 의해 발생한 공기를 단일한 공기배출구멍을 통해 배출함으로써 추진력을 얻을 수 있다. 이러한 기술들에 의하면 무인 비행체의 복수 개의 프로펠러가 외부로 노출됨으로써 충돌에 취약한 종래의 드론의 구조가 부분적으로 개선될 수 있다.
그러나 무인 비행체의 비행 방향을 제어하기 위하여 단일한 공기배출구멍에서 배출되는 공기의 배출 방향을 제어하기 위해 여러 가지 형태의 블레이드를 조합한 구조를 사용하거나, 베인(vane)을 조합한 구조를 사용하거나, 복수 개의 프로펠러들을 조합한 구조를 사용하므로 무인 비행체의 비행 방향의 조종이 신속하면서도 미세하게 이루어지기가 어렵다. 즉 단일한 공기배출구멍의 전체 직경에 대응하는 크기의 블레이드나 베인을 사용하는 경우 공기배출구멍에서 배출되는 공기의 배출량을 미세하게 조절하기가 어렵고, 크기가 큰 블레이드나 베인 등이 작동하는 데 시간이 소요되므로 신속한 방향 조종이 어렵다.
또한 단일한 공기배출구멍의 전체 직경에 대응하도록 블레이드나 베인을 설치하여야 하므로, 블레이드와 베인 등의 구조물의 크기가 커지고 블레이드와 베인 등을 구동하기 위한 액추에이터의 용량도 커져야 한다. 이로 인해 무인 비행체의 전체적인 구조가 육중해져 무인 비행체를 컴팩트하게 설계하기가 어렵다.
단일한 프로펠러를 이용하여 추진력을 얻는 무인 비행체의 기술로서 미국 등록특허 6,616,094호가 알려져 있다. 이와 같은 기술에 의한 무인 비행체는 프로펠러에 의해 생성된 도넛 모양의 공기의 흐름을 무인 비행체를 상승시키는 직선적인 공기의 흐름으로 전환하는 직선화 베인(flow straightening vanes)을 이용한다. 그러나 이와 같은 무인 비행체의 직선화 베인은 양질의 양력을 구현하기 위해 도넛 모양의 공기의 흐름을 직선적인 공기의 흐름으로 변환하는 기능만을 수행하는 것이어서, 무인 비행체의 비행 방향을 미세하며 신속하게 조절하기가 어렵다.
미국 등록특허 7,032,861호(2006.04.25.) 미국 등록특허 4,795,111호(1989.01.03) 한국 특허공개공보 제10-2002-0039079호(2002.05.25.) 한국 특허공개공보 제10-2011-0000767호(2011.01.06.) 일본 특허공개공보 제2013-107626호(2013.06.06) 일본 등록특허 제4,683,360호(2011.02.18.) 미국 등록특허 6,616,094호(2003.09.09)
실시예들은 단순한 구성으로 제작이 가능하며 비행에 필요한 전력소모량이 줄어서 장시간 비행이 가능한 무인 비행체를 제공한다.
실시예들은 무인 비행체의 내부에 추진발생기를 설치하여 외부물체와의 충돌로부터 추진발생기를 보호함으로써 안정성이 향상된 무인 비행체를 제공한다.
실시예들은 단일의 추진발생기를 본체 내부에 설치하여 컴팩트한 디자인으로 설계가 가능한 무인 비행체를 제공한다.
실시예들은 단일의 추진발생기를 이용하면서도 비행방향과 비행속도를 신속하고 정밀하게 제어할 수 있는 무인 비행체를 제공한다.
일 실시예에 관한 무인 비행체는 공기가 유입되는 입구를 구비한 본체와, 본체의 내부에 배치되어 추진력을 발생시키기 위하여 공기의 흐름을 형성하는 단일의 추진발생기와, 추진발생기를 덮도록 본체에 결합되며 추진발생기에 의해 형성된 공기의 흐름을 외부로 배출하는 복수 개의 출구를 구비한 배출판과, 출구로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 복수 개의 조절기와, 조절기와 추진발생기의 각각에 제어신호를 인가하여 조절기와 추진발생기를 제어하는 제어기를 구비한다.
조절기는 출구를 덮는 폐쇄위치와 출구를 개방하는 개방위치의 사이에서 이동하는 조절판과, 조절판을 이동시키는 구동력을 발생하는 구동기를 구비할 수 있다.
조절판은 복수 개의 블레이드들을 구비할 수 있으며, 폐쇄위치에서 블레이드들이 펼쳐져 출구를 덮고 개방위치에서 블레이드들이 서로 겹쳐져 출구를 개방하며, 개방위치와 폐쇄위치의 사이에서 블레이드들이 겹쳐지는 크기가 조정되어 출구의 개방면적이 조절될 수 있다.
무인 비행체는 본체의 원주방향을 따라 본체에 배치되는 복수 개의 배터리를 더 구비할 수 있다.
추진발생기는 본체에 설치되는 모터와, 모터에 결합되어 회전하는 단일의 프로펠러를 구비할 수 있다.
배출판은 추진발생기에 의해 발생한 공기의 흐름이 출구로 향하도록 안내하는 안내벽을 더 구비할 수 있다.
본체는 본체의 내부의 공기의 흐름이 출구로 향하도록 안내하는 가이드를 더 구비할 수 있다.
무인 비행체는 배출판의 출구에 결합되며 출구의 공기를 외부로 배출하는 배출공을 구비하는 통체를 더 구비할 수 있고, 조절기는 통체의 내부에 배치되며 단부가 배출공을 관통하는 니들과 니들의 단부가 통체의 배출공을 통과하는 방향으로 이동하도록 니들을 이동시키는 구동기를 구비할 수 있다.
니들은 단부를 향하여 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다.
무인 비행체는 니들을 배출판에 대해 탄성적으로 지지하는 탄성지지부를 더 구비할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 무인 비행체는 추진력을 발생시키는 추진발생기가 본체의 내부로 배치되어 외부로 노출되지 않으므로, 무인 비행체의 비행 중에 외부 물체와 충돌하는 경우 추진발생기가 외부 물체와 직접 충돌하는 것을 피할 수 있어서 안정성이 향상된다.
또한 본체의 중심축에 대해 원주방향으로 복수 개의 배터리가 배치되므로 무인 비행체의 비행을 위한 충분한 전력을 확보할 수 있으며, 단일의 추진발생기만을 이용하여 추진력을 발생시킬 수 있으므로 비행에 필요한 전력소모가 최소화되어 장시간 비행이 가능하다.
또한 단일의 추진발생기를 본체의 내부에 배치하고, 추진발생기와 간섭하지 않도록 본체의 가장자리 영역에 배터리를 배치하는 구조에 의해 무인 비행체의 전체적인 구성을 컴팩트하게 설계할 수 있다.
또한 제어기가 조절기를 제어함으로써 복수 개의 출구의 각각의 개방 면적을 독립적으로 제어함과 동시에 추진발생기의 구동속도를 제어할 수 있으므로, 무인 비행체의 비행 방향과 비행 속도를 정밀하면서도 신속하게 제어할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 관한 무인 비행체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 무인 비행체의 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 무인 비행체의 측면 단면도이다.
도 4는 도 1의 무인 비행체의 출구의 작동을 도시한 도면이다.
도 5는 도 5의 출구의 다른 작동을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 출구의 또 다른 작동을 도시한 도면이다.
도 7은 도 1의 무인 비행체의 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 8은 다른 실시예에 관한 무인 비행체의 일부 구성요소를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 무인 비행체의 일부 구성요소를 도시한 측면 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 무인 비행체의 작동 상태를 도시한 측면 단면도이다.
도 11은 도 9에 도시된 무인 비행체의 다른 작동 상태를 도시한 측면 단면도이다.
이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 무인 비행체의 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 관한 무인 비행체의 사시도이고, 도 2는 도 1의 무인 비행체의 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분리 사시도이며, 도 3은 도 1의 무인 비행체의 측면 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 나타난 실시예에 관한 무인 비행체는, 공기가 유입되는 복수 개의 입구(11)를 구비한 본체(10)와, 본체(10)의 내부에 배치되어 추진력을 발생시키기 위해 공기의 흐름을 형성하는 단일의 추진발생기(20)와, 추진발생기(20)를 덮도록 본체(10)의 저면에 결합되며 추진발생기(20)에 의해 형성된 공기의 흐름을 외부로 배출하는 복수 개의 출구(31)를 구비한 배출판(30)과, 출구(31)의 각각의 개방되는 크기를 조절하는 복수 개의 조절기(40)와, 조절기(40)와 추진발생기(20)를 제어하는 제어기(70)를 구비한다.
본체(10)와 배출판(30)은 무인 비행체의 외부로 노출되는 외관을 형성함과 아울러, 본체(10)와 배출판(30)의 사이의 공간에 여러 가지 구성요소들을 수용하며 보호하는 기능을 수행한다. 본체(10)와 배출판(30)은 플라스틱이나 알루미늄, 철 등의 금속판 등의 소재로 제작될 수 있다.
본체(10)는 대략 원판 형상을 가지며 내부에 구성요소들을 수용할 수 있도록 오목한 형상으로 제작된다. 본체(10)는 무인 비행체의 외부 공간과 내부 공간을 연결하는 복수 개의 입구(11)를 구비한다. 복수 개의 입구(11)는 본체(10)의 중심축(Sd)의 원주방향을 따라 배치된다. 입구(11)를 통해서 무인 비행체의 외부의 공기가 무인 비행체의 내부로 유입될 수 있다.
본체(10)의 내부에는 추진발생기(20)가 배치된다. 추진발생기(20)는 본체(10)의 내면에 고정되는 모터(22)와, 모터(22)의 구동축에 결합되어 회전하는 단일의 프로펠러(21)를 구비한다. 모터(22)가 작동하면 프로펠러(21)가 회전함으로써 본체(10)의 내부에서 공기의 흐름을 발생시킨다. 프로펠러(21)에 의해 발생한 공기의 흐름이 본체(10)의 하부에 결합된 배출판(30)의 출구(31)를 통해 배출됨으로써 무인 비행체의 추진력이 발생한다.
본체(10)는 본체(10)의 내부의 공기의 흐름이 프로펠러(21)를 통과하여 출구(31)로 집중될 수 있게 공기의 흐름을 안내하는 가이드(19)를 구비한다. 가이드(19)는 본체(10)의 중심축(Sd)에 대한 방사방향에 대해 경사를 이루며 중심축(Sd)에 대해 원주방향으로 연장한다.
본체(10)의 상면에는 위성항법 시스템의 위성항법 신호를 수신하는 GPS(global positioning system) 수신기(15)가 배치된다.
본체(10)의 내부에는 본체(10)의 중심축(Sd)에 대하여 원주방향으로 배치되는 복수 개의 배터리(80)가 설치된다. 도시된 실시예에서 배터리(80)는 원통형 배터리이지만, 실시예는 이와 같은 배터리(80)의 구조에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어 직육면체 형상의 배터리가 본체(10)의 내부에 설치될 수 있다. 복수 개의 배터리(80)는 본체(10)의 내부에서 추진발생기(20)와 기계적으로 간섭하지 않도록 본체(10)의 내부에서 본체(10)의 외측을 향하는 가장자리에 배치된다.
상술한 구성의 실시예에 관한 무인 비행체는 추진력을 발생시키는 추진발생기(20)가 본체(10)의 내부로 배치되어 외부로 노출되지 않으므로, 무인 비행체의 비행 중에 외부 물체와 충돌하는 경우 추진발생기(20)가 외부 물체와 직접 충돌하는 것을 피할 수 있다.
또한 본체(10)의 중심축(Sd)에 대해 원주방향으로 복수 개의 배터리(80)가 배치되므로, 무인 비행체의 비행을 위한 충분한 전력을 확보할 수 있다.
또한 단일의 추진발생기(20)를 본체(10)의 내부에 배치하고, 추진발생기(20)와 간섭하지 않도록 본체(10)의 가장자리 영역에 배터리(80)를 배치하는 구조에 의해 무인 비행체의 전체적인 구성을 컴팩트하게 설계할 수 있다.
본체(10)의 내부에는 제어기(70)가 배치된다. 제어기(70)는 예를 들어 제어용 반도체 칩이 장착된 회로기판이나, 제어용 소프트웨어가 장착된 소형 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다.
본체(10)의 저면에 배치되는 배출판(30)은 추진발생기(20)를 포함하여 여러 가지 구성요소들을 덮는 기능을 수행하고, 추진발생기(20)에 의해 형성된 공기의 흐름을 무인 비행체의 외부로 배출하는 복수 개의 출구(31)를 구비한다. 출구(31)는 무인 비행체의 내부 공간과 외부를 연결하도록 배출판(30)을 관통하여 형성된다.
배출판(30)은 추진발생기(20)에 의해 발생한 공기의 흐름이 출구(31)를 향하도록 공기의 흐름을 안내하는 안내벽(39)을 구비한다. 안내벽(39)은 출구(31)의 외측에 배치될 수 있으며, 출구(31)의 방사방향에 대해 경사를 이루며 출구(31)의 원주방향을 따라 연장한다. 안내벽(39)의 두께는 출구(31)의 방사방향의 외측으로부터 출구(31)를 향하여 감소하도록 형성될 수 있다.
배출판(30)의 각각의 출구(31)에는 출구(31)의 개방 면적을 조절하기 위한 조절기(40)가 배치된다. 조절기(40)는 제어기(70)로부터 인가되는 제어신호에 의해 작동함으로써 출구(31)의 개방 면적을 조절할 수 있다. 조절기(40)는 도 2에 도시된 4 개의 출구(31)의 각각에 배치된다.
도 2에서 배출판(30)에 4 개의 출구(31)가 형성되었으나, 실시예는 이와 같은 출구(31)의 개수에 의해 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 2개, 3개, 5개, 6개, 8개 등 다양한 개수의 출구(31)를 배출판(30)에 형성할 수 있다. 또한 변경된 출구(31)의 개수에 맞추어 조절기(40)의 개수도 변경된다.
조절기(40)는 출구(31)를 덮는 폐쇄위치와 출구(31)를 개방하는 개방위치의 사이에서 이동할 수 있는 조절판(41)과, 조절판(41)을 이동시키는 구동력을 발생하는 구동기(42)를 구비한다. 구동기(42)는 예를 들어 전기신호에 의해 작동하는 모터로 구현될 수 있다. 복수 개의 출구(31)의 각각에 조절기(40)가 배치되기 때문에, 복수 개의 출구(31)의 각각의 개방 면적은 독립적으로 조절될 수 있다.
도 4는 도 1의 무인 비행체의 출구의 작동을 도시한 도면이고, 도 5는 도 5의 출구의 다른 작동을 도시한 도면이며, 도 6은 도 5의 출구의 또 다른 작동을 도시한 도면이다.
조절판(41)은 복수 개의 블레이드들(41a, 41b)을 구비한다. 도 4에는 복수 개의 블레이드들(41a, 41b)이 서로 겹쳐지는 개방위치로 이동하여 배출판(30)의 출구(31)를 개방한 상태가 도시된다. 도 6에는 복수 개의 블레이드들(41a, 41b)이 펼쳐지는 폐쇄위치로 이동하여 출구(31)가 폐쇄된 상태가 도시된다.
블레이드들(41a, 41b)은 도 4에 도시된 개방위치와 도 6에 도시된 폐쇄위치의 사이에서 이동함으로써 출구(31)의 개방되는 크기를 조절하는 기능을 한다. 도 5에 도시된 것과 같이 개방위치와 폐쇄위치의 사이에서 블레이드들(41a, 41b)이 서로 겹쳐지는 크기가 조정되어 출구(31)의 개방되는 면적을 조절할 수 있다. 출구(31)가 개방되는 면적이 조절됨에 따라 무인 비행체의 배출판(30)의 출구(31)에서 배출되는 공기의 양, 즉 풍량이 조절될 수 있다.
실시예는 도 4 내지 도 6에 도시된 것과 같은 조절판의 구체적인 구성에 의해 한정되는 것은 아니며, 조절판은 복수 개가 아니라 1개만이 사용될 수 있다. 각 조절기(40)가 1개의 조절판을 구비하는 경우, 예를 들어 각 조절기(40)의 조절판은 모터의 회전하는 축에 연결되어 모터에 회전함으로써 배출판(30)의 각 출구(31)의 개방 면적을 조절할 수 있다. 다른 예로서, 각 조절기(40)는 직선적으로 이동이 가능하게 배치된 1개의 조절판을 구비하고, 조절기(40)의 구동기는 조절판을 직선적으로 이동시키는 리니어 액추에이터에 의해 구현될 수 있다.
도 7은 도 1의 무인 비행체의 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 7은 본체(10)의 내부에 배치되는 제어기(70)와 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한다.
제어기(70)는 GPS 수신기(15)로부터 위성항법에 관한 신호를 수신하는 신호 입력기(74)와, 추진발생기(20)에 제어신호를 인가하여 추진발생기(20)의 정지, 시동, 구동속도, 및 구동방향을 제어하는 추진 제어기(72)와, 조절기(40)에 제어신호를 인가하여 각 출구(31)의 개방 면적을 제어하는 출구 제어기(71)와, 외부의 관제탑이나 조종자가 조작하는 원격제어기와 통신을 수행하는 통신 모듈(18)과 연결되어 통신 기능을 제어하는 통신 제어기(73)를 구비한다.
제어기(70)가 추진발생기(20)와 조절기(40)를 모두 제어함으로써 무인 비행체의 이륙 및 착륙 동작과 무인 비행체의 비행 방향과 비행 속도 등을 제어할 수 있다. 특히 제어기(70)가 조절기(40)를 제어함으로써 복수 개의 출구(31)의 각각의 개방 면적을 독립적으로 제어함과 동시에 추진발생기(20)의 구동속도를 제어할 수 있으므로, 무인 비행체의 비행 방향과 비행 속도를 정밀하면서도 신속하게 제어할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 관한 무인 비행체의 일부 구성요소를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 무인 비행체의 일부 구성요소를 도시한 측면 단면도이다.
도 8에 나타나는 다른 실시예에 관한 무인 비행체에서는 배출판(130)의 구성이 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에 관한 무인 비행체에서의 배출판(30)의 구성으로부터 변형되었다.
배출판(130)은 공기를 외부로 배출하기 위한 복수 개의 출구(131)를 구비하며, 출구(131)의 각각의 하부에는 출구(131)를 통해 배출되는 공기를 무인 비행체의 외부로 배출하는 배출공(141o)을 구비하는 통체(141)가 결합된다. 통체(141)는 속이 비어있는 대략 반구형상 또는 원통형상으로 제작된다.
통체(141)의 내부에는 니들(142)과, 니들(142)을 이동시키는 구동기(145)를 구비하는 조절기(140)가 배치된다. 니들(142)은 통체(141)의 배출공(141o)을 통과하는 방향이나 배출공(141o)으로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 배치된다. 도 8에서 니들(142)은 배출공(141o)에 대하여 상하 방향으로 이동할 수 있게 배치된다.
니들(142)의 단부는 통체(141)의 배출공(141o)을 통과할 수 있다. 니들(142)은 단부를 향하여 폭이 좁아지는 단면 형상을 갖는다.
구동기(145)는 니들(142)의 단부가 배출공(141o)을 통과하는 방향으로 이동할 수 있도록 니들(142)을 이동시킨다. 니들(142)의 상부에는 샤프트(143)가 연결되며 샤프트(143)의 상단은 출구(131)의 상측에 설치된 지지대(138)를 관통하여 상부로 돌출된다. 샤프트(143)의 상단에는 접촉판(147)이 형성된다.
구동기(145)는 전기신호에 의해 작동하는 모터이며, 구동기(145)의 회전하는 축에는 캠(146)이 결합된다. 따라서 구동기(145)가 작동하면 캠(146)이 회전함으로써 샤프트(143)를 하방으로 가압할 수 있다. 샤프트(143)와 지지대(138)의 사이에는 탄성력을 부여하는 탄성지지부(148)가 설치되므로, 니들(142)이 탄성지지부(148)에 의해 배출판(130)에 대해 탄성적으로 지지된다.
도 10은 도 9에 도시된 무인 비행체의 작동 상태를 도시한 측면 단면도이고, 도 11은 도 9에 도시된 무인 비행체의 다른 작동 상태를 도시한 측면 단면도이다.
도 10에는 니들(142)이 상측을 향하여 이동함으로써 통체(141)의 배출공(141o)을 개방하는 개방위치로 이동한 상태가 도시된다. 도 11에는 니들(142)이 하측을 향하여 이동함으로써 통체(141)의 배출공(141o)의 개방면적을 조절하는 상태가 도시된다. 도 11에 도시된 니들(142)의 위치로부터 니들(142)이 하측을 향하여 더 이동하여 폐쇄위치로 이동함으로써 니들(142)에 의해 통체(141)의 배출공(141o)이 폐쇄될 수 있다.
도 8 내지 도 11에 도시된 실시예에 관한 무인 비행체에서는 배출판(130)의 출구(131)로부터 배출되는 공기의 흐름에 코안다 효과(Coanda effect)를 적용함으로써 출구(131)에서 공기가 배출되는 작용이 부드럽게 이루어질 수 있게 하였다. 코안다 효과는 유체의 흐름이 물체의 표면의 곡면을 따라 흐르려고 하는 유체의 현상이다.
배출판(130)의 출구(131)로부터 배출되는 공기는 통체(141)의 내벽을 따라 흐르며, 통체(141)의 배출공(141o)에 도달한 공기는 니들(142)의 표면을 따라 흘러 배출공(141o)의 외부로 배출된다. 이와 같이 출구(131)에서 배출되는 공기가 통체(141)의 내벽과 니들(142)의 표면에 의해 연속적으로 형성되는 유선형의 통로를 따라 흘러 배출공(141o)의 외부로 배출된다.
상술한 바와 같은 구성의 무인 비행체에서는 배출판(130)의 출구(131)로부터 공기가 배출될 때 공기가 유선형의 통로를 따라 부드럽게 외부로 배출되므로, 배출판(130)의 출구(131)의 각각의 개방면적을 조절함으로써 무인 비행체의 비행 속도와 비행 방향을 신속하고 정밀하면서도 부드럽게 제어할 수 있다.
상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 본체 73: 통신 제어기
11: 입구 74: 신호 입력기
15: GPS 수신기 80: 배터리
18: 통신 모듈 41a, 41b: 블레이드들
19: 가이드 130: 배출판
20: 추진발생기 131: 출구
21: 프로펠러 138: 지지대
22: 모터 140: 조절기
30: 배출판 141o: 배출공
31: 출구 141: 통체
39: 안내벽 142: 니들
40: 조절기 143: 샤프트
41: 조절판 145: 구동기
42: 구동기 146: 캠
70: 제어기 147: 접촉판
71: 출구 제어기 148: 탄성지지부
72: 추진 제어기

Claims (10)

  1. 공기가 유입되는 입구를 구비한 본체;
    상기 본체의 내부에 배치되어 추진력을 발생시키기 위하여 공기의 흐름을 형성하는 단일의 추진발생기;
    상기 추진발생기를 덮도록 상기 본체에 결합되며 상기 추진발생기에 의해 형성된 공기의 흐름을 외부로 배출하는 복수 개의 출구를 구비한 배출판;
    상기 출구로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 복수 개의 조절기; 및
    상기 조절기와 상기 추진발생기의 각각에 제어신호를 인가하여 상기 조절기와 상기 추진발생기를 제어하는 제어기;를 구비하고,
    상기 조절기는 상기 출구를 덮는 폐쇄위치와 상기 출구를 개방하는 개방위치의 사이에서 이동하는 조절판과, 상기 조절판을 이동시키는 구동력을 발생하는 구동기를 구비하는 무인 비행체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 공기가 유입되는 입구를 구비한 본체;
    상기 본체의 내부에 배치되어 추진력을 발생시키기 위하여 공기의 흐름을 형성하는 단일의 추진발생기;
    상기 추진발생기를 덮도록 상기 본체에 결합되며 상기 추진발생기에 의해 형성된 공기의 흐름을 외부로 배출하는 복수 개의 출구를 구비한 배출판;
    상기 출구로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 복수 개의 조절기; 및
    상기 조절기와 상기 추진발생기의 각각에 제어신호를 인가하여 상기 조절기와 상기 추진발생기를 제어하는 제어기;를 구비하고,
    상기 본체의 원주방향을 따라 상기 본체에 배치되는 복수 개의 배터리를 더 구비하는, 무인 비행체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 추진발생기는 상기 본체에 설치되는 모터와, 상기 모터에 결합되어 회전하는 단일의 프로펠러를 구비하는, 무인 비행체.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 배출판은 상기 추진발생기에 의해 발생한 공기의 흐름이 상기 출구로 향하도록 안내하는 안내벽을 더 구비하는, 무인 비행체.
  7. 삭제
  8. 공기가 유입되는 입구를 구비한 본체;
    상기 본체의 내부에 배치되어 추진력을 발생시키기 위하여 공기의 흐름을 형성하는 단일의 추진발생기;
    상기 추진발생기를 덮도록 상기 본체에 결합되며 상기 추진발생기에 의해 형성된 공기의 흐름을 외부로 배출하는 복수 개의 출구를 구비한 배출판;
    상기 출구로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 복수 개의 조절기;
    상기 조절기와 상기 추진발생기의 각각에 제어신호를 인가하여 상기 조절기와 상기 추진발생기를 제어하는 제어기; 및
    상기 배출판의 상기 출구에 결합되며 상기 출구의 공기를 외부로 배출하는 배출공을 구비하는 통체; 구비하고,
    상기 조절기는 상기 통체의 내부에 배치되며 단부가 상기 배출공을 관통하는 니들과, 상기 니들의 상기 단부가 상기 통체의 상기 배출공을 통과하는 방향으로 이동하도록 상기 니들을 이동시키는 구동기를 구비하는, 무인 비행체.
  9. 삭제
  10. 삭제
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