KR102337912B1 - 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법, 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 및 비행체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주변 장애물로부터 프로펠러를 보호하는 동시에 전진 비행 시 항력을 크게 줄일 수 있는 림포일을 갖는추진유닛의 제조방법, 림포일을 갖는 추진유닛 및 비행체를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 측면도 상의 외곽선이 에어포일 형태를 이루는 에어포일형 판부재를 형성하는 판부재 형성단계; 상기 에어포일형 판부재에 통공을 형성하여, 측면도 상의 외곽선이 에어포일의 적어도 일부 형태를 이루는 림포일 부재를 형성하는 림포일 형성단계; 및 상기 통공에 프로펠러를 설치하는 프로펠러 설치단계;를 포함하여 제조되는 림포일을 갖는 추진유닛과 이를 포함하는 비행체를 제공한다.

Description

림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법, 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 및 비행체{MANUFACTURING METHOD OF PROPULSION UNIT FOR FLIGHT VEHICLE HAVING RIMFOIL, PROPULSION UNIT FOR FLIGHT VEHICLE HAVING RIMFOIL AND FLIGHT VEHICLE}
본 발명은 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법, 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 및 비행체에 관한 것으로, 상세하게는 전진 비행 시 항력을 줄일 수 있는 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법, 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 및 비행체에 관한 것이다.
최근 감시, 정찰, 유통, 레져 등 많은 분야에 걸쳐 무인비행체의 사용이 급속히 증가하고 있다. 무인비행체 중에서도 특히, 멀티 로터형(Multi rotor type) 무인비행체는 회전익형 비행체로서, 수직 이착륙 뿐만 아니라 전 방향의 이동 및 정지비행(Hovering)이 가능하고, 동축 반전형 및 싱글 로터형 등 다른 형식의 비행체에 비해 구조가 간단하고 효율이 좋다는 장점이 있다.
하지만, 회전익형 비행체의 경우 프로펠러가 외부로 완전히 노출되어 있기 때문에, 나뭇가지 등 장애물이 프로펠러에 걸려 비행을 유지하기 어려울 수 있고, 사람이 많은 장소에서 근접 비행할 경우 프로펠러의 회전력의 의하여 사람이 다칠 수 있다는 문제가 있다. 특히, 멀티 로터형 도심항공 이동체(Urban air mobility)와 같은 대형 무인비행체를 설계할 경우에는 외부로 노출된 프로펠러가 매우 위협적일 뿐 아니라 도심에서 추락시 인명에 치명적인 결과를 초래할 수 있고, 프로펠러 팁 소음을 차단할 수 없다는 단점이 존재한다.
이를 위해 프로펠러를 감싸는 구조의 프로펠러 보호링 또는 덕트를 추가 배치함으로써, 장애물로부터 프로펠러를 보호하는 동시에 프로펠러에 사람이 다치는 문제를 해소하도록 하고 있다. 더불어, 프로펠러 보호링 또는 덕트는 프로펠러를 통과하는 공기의 유동을 안내하여 수직 이착륙 시 추력손실을 줄일 수 있다는 이점도 있다.
하지만, 프로펠러 보호링 또는 덕트는 비행체의 수직 이착륙 시 프로펠러를 통과하는 공기의 유동 특성만을 고려하여 설계되기 때문에, 실제 비행체의 전진 비행 시에는 항력이 크게 증가되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2016-0041697호 (2016.04.18. 공개)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 주변 장애물로부터 프로펠러를 보호하는 동시에 비행 시 항력을 크게 줄일 수 있는 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법, 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 및 비행체를 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법은, 측면도 상의 외곽선이 에어포일 형태를 이루는 에어포일형 판부재를 형성하는 판부재 형성단계; 상기 에어포일형 판부재에 통공을 형성하여, 측면도 상의 외곽선이 에어포일의 적어도 일부 형태를 이루는 림포일 부재를 형성하는 림포일 형성단계; 및 상기 통공에 프로펠러를 설치하는 프로펠러 설치단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 에어포일형 판부재는 상기 비행체의 전진 방향에 평행하는 에어포일 형태의 단면 스케일이 연속하여 변화되되, 상기 전진 방향에 평행하는 에어포일 형태의 단면들 중 상기 에어포일형 판부재의 중심선 상에 배치되는 에어포일 단면이 가장 큰 단면적을 가지고 상기 전진 방향에 수직하는 좌우측 방향으로 갈수록 에어포일 단면의 면적은 점차적으로 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 림포일 부재는 상기 전진 방향에 수직하는 좌우측 방향에 대해 상기 프로펠러가 배치되는 중앙 영역과, 상기 중앙영역의 좌우측 양단부에 배치되는 측면영역을 포함하고, 상기 측면영역에서 상기 전진 방향에 평행한 단면은 에어포일 형태의 단면을 가질 수 있다.
또한, 상기 판부재 형성단계에서 상기 에어포일형 판부재의 에어포일 형태의 단면은 영양력 받음각(Zero-lift Angle Of Attack)이 음(-)의 각도를 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 림포일 형성단계는 상기 림포일 부재의 에어포일 형태의 단면이 가지는 시위선(Chord Line)과 수직한 방향으로 상기 통공을 형성할 수 있다.
또한, 상기 프로펠러 설치단계는 상기 림포일 부재의 에어포일 형태의 단면이 가지는 시위선과 상기 프로펠러가 평행하게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법에 있어서, 상기 에어포일형 판부재는, 평면도 상에서 상기 프로펠러의 직경보다 큰 외경을 가지도록 원형 형상으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법에 있어서, 상기 중앙 영역은 전진 방향에 평행하는 단면에 대해, 리딩 에지(Leading Edge)가 전단부에 구비되는 리딩 단면부와, 트레일링 에지(Trailing Edge)가 후단부에 구비되는 트레일링 단면부와, 상기 리딩 단면부 및 상기 트레일링 단면부의 사이에 배치되며, 상기 리딩 단면부 및 상기 트레일링 단면부의 외곽선을 에어포일 형태로 연결하는 공간 단면부를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법에 있어서, 상기 영양력 받음각(Zero-lift Angle Of Attack)은 음(-)의 각도를 가지도록 설정될 수 있다.
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삭제
본 발명의 일 실시예에 따른 비행체의 추진유닛은, 전술한 제조방법을 통하여 제조되는 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비행체는, 몸체 및 상기 몸체를 비행시키기 위한 림포일을 갖는 추진유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비행체에 있어서, 상기 몸체 및 상기 림포일 부재의 사이에 배치되는 고정익을 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 림포일 부재 및 상기 고정익은 서로 동일한 에어포일 형태의 단면을 가질 수 있다.
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본 발명에 따르면, 에어포일 형상의 단면을 가지는 에어포일형 림을 통하여, 비행 중 주변 장애물에 의한 프로펠러의 손상 및 안전사고를 최소화하고, 비행 시 항력을 줄여 비행체의 양력 및 추력을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 프로펠러의 팁 볼텍스 형성을 억제함으로써 소음을 감소시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 림포일을 갖는 추진유닛의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에어포일형 판부재를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 에어포일형 판부재의 평면도(a), A-A단면도(b) 및 B-B단면도(c)이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어포일의 설정 값을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 림포일 부재를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 림포일 부재의 평면도(a), A-A단면도(b), B-B단면도(c) 및 C-C단면도(d)이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러의 설치 상태를 나타낸 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 비행체를 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8의 추진유닛을 확대하여 나타낸 사시도(a) 및 평면도(b)이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.
우선 본 발명은 주변 장애물로부터 프로펠러를 보호하는 동시에 비행 시 항력을 줄일 수 있는 림포일(Rimfoil)을 갖는 추진유닛을 제조하는 방법을 제공한다.
림포일은 프로펠러를 감싸도록 배치되어 주변 장애물에 의한 프로펠러의 손상 및 안전사고를 최소화하고, 측면 형상이 에어포일(Airfoil) 형태를 이루도록 하여 전진 비행 중 양력을 최대화하고 항력을 최소화할 수 있도록 만들어진 유선형의 프로펠러 보호용 림을 의미한다.
그리고, 에어포일은 일반적으로, 고정익의 날개, 방향키, 프로펠러의 단면과 같이, 유체 내에서 운동 중 양력을 최대화하고 항력을 최소화할 수 있도록 만들어진 유선형의 형상을 의미한다. 이러한 에어포일은 리딩 에지(Leading Edge) 및 트레일링 에지(Trailing Edge)의 각각 최선단 부분을 연결하는 직선인 시위선(Chord Line)에 따라 양력 및 항력의 발생량이 달라진다. 그리고, 시위선과 상대기류의 방향과의 사이 각도인 받음각(Angle of Attack) 역시 양력을 결정하는 중요한 요소로 알려져 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 림포일을 갖는 추진유닛의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 림포일을 갖는 추진유닛의 제조방법은 판부재 형성단계(S110), 림포일 형성단계(S120) 및 프로펠러 설치단계(S130)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 에어포일형 판부재를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 에어포일형 판부재의 평면도(a), A-A단면도(b) 및 B-B단면도(c)이다.
도 2 및 도 3을 추가 참조하면, 판부재 형성단계(S110)는 에어포일형 판부재(110)를 형성하는 단계이다.
본 실시예에 따른 에어포일형 판부재(110)는 측면도 상의 외곽선이 에어포일(Airfoil) 형태를 이룰 수 있다.
그리고, 에어포일형 판부재(110)는 평면도 상에서 프로펠러(130)의 직경보다 큰 외경을 가지는 원형의 형상을 가질 수 있다.
또한, 원형 형상의 에어포일형 판부재(110)는 전진 방향(A1)에 평행하는 에어포일 형태의 단면 스케일이 연속하여 변화될 수 있다.
즉, 에어포일형 판부재(110)는 도 3 (b)에서와 같이, 전진 방향(A1)의 중심선(C1) 상에 배치되는 에어포일 단면(111)이 가장 큰 면적을 가질 수 있고, 전진 방향(A1)에 수직하는 좌우측 방향(A2)으로 가면서 에어포일 단면(111)의 면적은 점차적으로 작아질 수 있다.
또한, 에어포일형 판부재(110)는 전진 방향(A1)에 수직하는 좌우측 방향(A2)의 양단부의 일부분이 잘려져서, 에어포일형 판부재(110)의 좌우측 양단부에는 수직면(110a)이 구비될 수 있다.
한편, 에어포일형 판부재(110)는 도시된 바와 같이 내부가 채워진 상태일 수 있고, 도시된 바와 달리 내부에 중공부가 구비될 수도 있다.
본 실시예에 따른 에어포일형 판부재(110)를 가공하는 방법으로는, 판부재의 표면을 절삭 가공하여 에어포일 형상을 가지도록 제조할 수 있고, 또는 판부재를 벤딩하여 에어포일 형상을 가지도록 제조할 수도 있다. 또한, 복수의 판부재를 조립 연결하여서 에어포일 형상을 가지도록 제조할 수도 있다.
한편, 본 실시예에 따른 판부재 형성단계(S110)에서는, 에어포일형 판부재(110)의 에어포일 형태의 단면(111)이 가지는 영양력 받음각이 음(-)의 각도를 가지도록 설정할 수 있다.
프로펠러(130)와 같은 회전익형 비행체는 전진 주행 시 추력을 얻기 위하여, 프로펠러(130)를 포함한 비행 몸체를 전진 방향(A1)으로 약간 기울여서 전진 비행하는 경우가 있다.
만약 에어포일 단면의 영양력 받음각(Zero-lift Angle Of Attack)이 0도를 유지하도록 설정되면, 전술한 바와 같은 전진 비행 시, 에어포일 단면의 받음각(Angle Of Attack)이 음(-)의 각도로 변화되기 때문에, 하부 방향을 향하는 음의 양력과 항력이 발생 및 증대될 수 있다.
하지만, 본 실시예에서와 같이 에어포일형 판부재(110)의 에어포일 단면을 설정할 시, 영양력 받음각이 음(-)의 각도를 가지는 에어포일을 선정함으로써, 추력을 얻기 위해 프로펠러(130)를 포함한 비행체를 전진 방향(A1)으로 기울여서 전진 비행하더라도 에어포일 단면(111)의 받음각은 양(+)의 양력계수를 계속해서 유지할 수 있다. 따라서, 전진 비행 시 에어포일 형상에 따른 항력을 더욱 감소시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 바람직한 에어포일 단면(111)의 영양력 받음각은 -9도 내지 -5도 범위에서 설정될 수 있다.
여기서, -9도 내지 -5도는 전진 비행 시 에어포일 단면(111)이 전진 방향(A1)으로 기울어질 수 있는 최대 각도일 수 있다.
예를 들어, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어포일의 설정 값을 나타낸 그래프로서, 받음각(Angle Of Attack)의 각도별, 양력/항력의 비(L/D: Ratio of lift to drag), 양력계수(CL: Lift coefficient), 항력계수(CP: Drag coefficient) 및 시위 상에 존재하는 압력중심(CD: Center of Pressure in % of Chord from leading edge) 값을 나타내고 있다.
도 4에서와 같이, 선정된 에어포일은 -9도의 영양력 받음각을 가지도록 설정되어 있다.
즉, 도 4에 나타낸 에어포일은 -9도의 영양력 받음각을 가지도록 설정되어 있기 때문에, 에어포일이 전진 방향(A1)으로 9도 보다 작은 기울기를 유지한 상태에서 전진 비행을 수행하게 되면, 항상 양(+)의 양력계수를 가질 수 있다. 따라서, 9도 보다 작은 기울기를 유지한 채 전진 비행을 수행할 경우에는 에어포일 단면 형상에 따른 항력이 감소되고, 양력 및 추력은 보다 증대될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 림포일 부재를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 림포일 부재의 평면도(a), A-A단면도(b), B-B단면도(c) 및 C-C단면도(d)이다.
이상에서와 같이, 에어포일형 판부재(110)가 제조 완료되면 에어포일형 판부재(110)로부터 림포일 부재(120)을 형성하게 된다.
도 5 및 도 6을 추가 참조하면, 림포일 형성단계(S120)는 에어포일형 판부재(110)로부터 림포일 부재(120)를 형성하는 단계이다.
실시예에 따른 림포일 부재(120)는 에어포일형 판부재(110)에 통공(121)을 형성하는 것에 의해 형성될 수 있다.
통공(121)은 림포일 부재(120)의 내경을 형성하여 프로펠러(130)가 설치되는 부분으로, 프로펠러(130)의 직경 보다 큰 직경을 가질 수 있다.
그리고, 통공(121)은 에어포일 단면(111)의 시위선(CL)과 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 이러한 통공(121)은 프로펠러(130)를 통과하는 기류를 하부 방향으로 안내할 수 있다.
이렇게 제조된 림포일 부재(120)는 링 형상을 가질 수 있으며, 프로펠러(130)의 직경 보다 큰 내경(D1)을 가질 수 있고, 원주 방향을 따라로 동일한 폭(W)을 가지도록 형성될 수 있다.
그리고, 림포일 부재(120)는 측면도 상에서 외곽선이 에어포일의 적어도 일부 형태를 이룰 수 있다.
즉, 도 6 (a)에서와 같이, 림포일 부재(120)는 전진 방향(A1)에 수직하는 좌우측 방향(A2)에 대해, 프로펠러(130)가 배치되는 중앙 영역(CA)과, 중앙 영역(CA)의 좌우측 양단부에 배치되는 측면 영역(SA)을 가질 수 있다.
여기서, 도 6 (b) 및 (c)에서와 같이, 림포일 부재(120)의 중앙 영역(CA)은 전진 방향(A1)에 평행하는 단면에 대해, 리딩 에지(Leading Edge)가 전단부에 구비되는 리딩 단면부(122a)와, 트레일링 에지(Trailing Edge)가 후단부에 구비되는 트레일링 단면부(122b)와, 리딩 단면부(122a) 및 트레일링 단면부(122b)의 사이에 배치되며, 리딩 단면부(122a) 및 트레일링 단면부(122b)의 외곽선을 에어포일 형태로 연결하는 공간 단면부(122c)를 가질 수 있다.
다시 말해, 리딩 단면부(122a), 공간 단면부(122c) 및 트레일링 단면부(122b)의 외곽선은 에어포일형 판부재(111)가 가지는 에어포일 단면(111)과 상응하는 에어포일 형태(122)를 이루게 된다.
그리고, 도 6 (d)에서와 같이, 림포일 부재(120)의 측면 영역(SA)은 전진 방향(A1)에 평행하는 단면에 대해, 공간 단면부(122c)가 배제되어 에어포일형 판부재(111)가 가지는 에어포일 단면(111)과 상응하는 에어포일 형태의 단면을 가질 수 있다.
이에 따라, 에어포일 형태(122)의 외곽선을 유지하는 공간 단면부(122c)의 내부에 통공(121)이 배치될 수 있고, 통공(121)의 내측에 배치되는 프로펠러(130)는 림포일 부재(120)에 의해 안내되는 기류로부터 회피될 수 있다.
그리고, 통공(121)의 내측에 배치되는 프로펠러(130)는 측면도 상에서 림포일 부재(120)의 외부로 노출되지 않기 때문에, 작동 중 주변 장애물에 의한 프로펠러(130)의 손상 및 안전사고를 최소화할 수 있다.
또한, 리딩 에지(LE)를 포함하는 리딩 단면부(122a)는 전진 비행 시 프로펠러(130) 측으로 진입하는 기류를 회피 유동시킬 수 있고, 트레일링 에지(TE)를 포함하는 트레일링 단면부(122b)는 전진 비행 시 과도한 와류 발생을 억제할 수 있다.
따라서, 림포일 부재(120)는 전진 비행 시 상대기류에 대한 항력을 감소하고, 양력 및 추력은 보다 증대시킬 수 있다.
한편, 림포일 부재(120)의 좌우측 양단부에는 앞서 판부재 형성단계(S110)에서 형성된 수직면(110a)이 구비될 수 있는데, 이러한 수직면(110)은 비행체의 몸체 또는 고정익이 결합될 수 있고, 또는 림포일 부재(120)의 좌우측 양단부가 자유단부 형태로 배치될 경우 수직면(110)은 양측 끝단에서 형성되는 와류 발생을 억제할 수 있다.
이상에서와 같이, 림포일 부재(120)의 제조가 완료되면, 프로펠러(130)를 설치하게 된다.
즉, 프로펠러 설치단계(S130)는 림포일 부재(120)의 통공(121)에 프로펠러(130)를 설치하는 단계이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러의 설치 상태를 나타낸 측단면도이다.
도 7을 추가 참조하면, 프로펠러(130)는 통공(121)의 내측에 배치될 수 있다.
이때, 프로펠러(130)는 에어포일(111)의 시위선(CL)과 평행하게 배치되도록 프로펠러(130)의 회전축(130c)은 시위선(CL)과 수직하게 배치될 수 있다.
다시 말해, 통공(121)의 중심선과 프로펠러(130)의 회전축(130c)은 동일한 축 선 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 통공(121)과의 간격이 최소화되도록 프로펠러(130)를 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 프로펠러(130)를 통과하는 기류는 통공(121)에 의해 보다 안정적이고 균일하게 하부 방향으로 안내될 수 있다.
그리고, 통공(121)의 내경(D1)과 프로펠러(130)의 팁 간의 간격을 적절히 조절 및 설계 변경하는 것에 따라, 프로펠러(130)의 팁 볼텍스를 제어하여 소음을 줄일 수도 있다.
또한, 통공(121)의 내측에 배치되는 프로펠러(130)는 측면도 상에서 림포일 부재(120)의 외부로 노출되지 않기 때문에, 작동 중 주변 장애물에 의한 프로펠러(130)의 손상 및 안전사고를 최소화할 수 있다.
이처럼 프로펠러(130)의 위치가 설정되면, 프로펠러(130)의 회전축(130c)에 구동부(140)를 연결할 수 있다. 구동부(140)는 프로펠러(130)를 회전시키는 것으로, 프로펠러(130)의 회전축(130c)에 직결되는 모터가 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 비행체에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 비행체를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8의 추진유닛을 확대하여 나타낸 사시도(a) 및 평면도(b)이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 비행체(1000)는 몸체(200) 및 추진유닛(100)을 포함할 수 있다.
몸체(200)는 물품 수납 또는 사람의 탑승 공간을 제공할 수 있으며, 예를 들어, 무인 비행체일 경우에는 배터리, 카메라, 통신부품, 제어부품 등이 수납되는 공간을 제공할 수 있다. 그리고, 유인 비행체일 경우에는 엔진, 통신부품, 제어부품, 조정실 및 탑승 공간을 제공할 수 있다. 몸체(200)의 형태는 특별히 한정되지 않는다.
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추진유닛(100)은 몸체(200)의 하부 방향으로 기류를 형성하여 몸체(200)를 비행시킬 수 있다.
추진유닛(100)은 프로펠러(130), 프로펠러(130)를 회전시키는 구동부(140) 및 몸체(200)에 결합되며 프로펠러(130)를 감싸는 링 형상의 림포일 부재(120)를 포함할 수 있다. 이러한 림포일을 갖는 추진유닛(100)에 대한 중복된 상세 설명은 생략한다.
몸체(200)는 적어도 하나 이상의 추진유닛(100)과 연결될 수 있고, 실시예에 따른 추진유닛(100)은 몸체(200)의 중심에서 방사형으로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 추진유닛(100)이 6개인 경우를 도시하였으나 수량을 특별히 한정하진 않는다.
한편, 본 실시예에 따른 비행체(1000)는 고정익(150)을 더 포함할 수 있다.
고정익(150)은 몸체(200) 및 추진유닛(100)의 사이에 배치될 수 있으며, 고정익(150) 역시 에어포일 형상의 단면을 가질 수 있다. 이때, 고정익(150) 및 림포일 부재(120)는 서로 동일한 에어포일 형태의 단면을 가질 수 있다.
고정익(150)의 일단부는 몸체(200)에 결합되고 타단부는 추진유닛(100)의 림포일 부재(120)에 결합될 수 있다. 이러한 고정익(150)을 통하여 비행체(1000)의 양력이 보다 증대될 수 있고 보다 안정적인 비행이 확보될 수 있다.
그리고, 고정익(150)의 타단부에는 프로펠러(130) 및 구동부(140)를 지지하기 위한 캔틸레버 형태의 지지빔(141)이 더 구비될 수 있다.
지지빔(141)의 내부에는 구동부(140)에 전력을 공급하거나 추진유닛(100)을 제어하기 위한 각종 케이블이 내장될 수 있다.
또한, 지지빔(141)은 고정익(150) 및 림포일 부재(120)의 표면에서 안내되는 기류의 흐름으로부터 회피되도록, 고정익(150) 및 림포일 부재(120)의 상부면 및 하부면으로 돌출됨이 없이 고정익(150)의 끝단에서 추진유닛(100)을 향해 연장하여 형성될 수 있다.
또한, 지지빔(141)은 고정익(150) 및 림포일 부재(120)의 하측에 배치될 수도 있는데, 이 경우 캔틸레버 형태의 지지빔(141)은 고정익(150)으로부터 추진유닛(100)을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
한편, 고정익(150)의 타단부는 림포일 부재(120)의 수직면(110a: 도 6참조)에 결합될 수 있다. 이때, 고정익(150) 및 추진유닛(100)의 사양에 따라 연결 강성이 약해질 수 있다.
이를 위해, 고정익(150)과 결합되는 림포일 부재(120)의 일측 단부를 절단하여 결합면(127)을 형성할 수 있다. 이러한 결합면(127)을 통하여 고정익(150) 및 림포일 부재(120)는 보다 넓은 면적으로 결합될 수 있기 때문에, 고정익(150) 및 추진유닛(100) 간의 결합 강성을 높일 수 있다. 뿐만 아니라 고정익(150) 및 림포일 부재(120)의 연결 부분의 적정 크기의 에어포일 단면을 유지할 수 있기 때문에, 양력도 증대시킬 수 있다.
그리고, 고정익(150)의 에어포일 형상을 설정할 시, 시위선(CL)과 상대기류가 이루는 영양력 받음각(Zero-lift Angle Of Attack)이 음(-)의 각도를 가지도록 미리 설정함으로써, 추력을 얻기 위해 고정익(150)을 전진 방향(A1)으로 기울여서 비행하더라도 양(+)의 양력계수를 계속해서 유지할 수 있기 때문에, 전진 비행 시 비행체(1000)의 항력이 감소되고, 양력 및 추력은 더욱 증대될 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
100: 추진유닛
110: 에어포일형 판부재
120: 림포일 부재
130: 프로펠러
140: 구동부
200: 몸체

Claims (10)

  1. 비행체의 추진유닛을 제조하는 방법에 있어서,
    측면도 상의 외곽선이 에어포일 형태를 이루는 에어포일형 판부재를 형성하는 판부재 형성단계;
    상기 에어포일형 판부재에 통공을 형성하여, 측면도 상의 외곽선이 에어포일의 적어도 일부 형태를 이루는 림포일 부재를 형성하는 림포일 형성단계; 및
    상기 통공에 프로펠러를 설치하는 프로펠러 설치단계;를 포함하고,
    상기 에어포일형 판부재는 상기 비행체의 전진 방향에 평행하는 에어포일 형태의 단면 스케일이 연속하여 변화되되, 상기 전진 방향에 평행하는 에어포일 형태의 단면들 중 상기 에어포일형 판부재의 중심선 상에 배치되는 에어포일 단면이 가장 큰 단면적을 가지고 상기 전진 방향에 수직하는 좌우측 방향으로 갈수록 에어포일 단면의 면적은 점차적으로 작게 형성되며,
    상기 림포일 부재는 상기 전진 방향에 수직하는 좌우측 방향에 대해 상기 프로펠러가 배치되는 중앙 영역과, 상기 중앙영역의 좌우측 양단부에 배치되는 측면영역을 포함하고, 상기 측면영역에서 상기 전진 방향에 평행한 단면은 에어포일 형태의 단면을 가지고,
    상기 판부재 형성단계에서 상기 에어포일형 판부재의 에어포일 형태의 단면은 영양력 받음각(Zero-lift Angle Of Attack)이 음(-)의 각도를 가지도록 형성되며,
    상기 림포일 형성단계는 상기 림포일 부재의 에어포일 형태의 단면이 가지는 시위선(Chord Line)과 수직한 방향으로 상기 통공을 형성하고,
    상기 프로펠러 설치단계는 상기 림포일 부재의 에어포일 형태의 단면이 가지는 시위선과 상기 프로펠러가 평행하게 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어포일형 판부재는,
    평면도 상에서 상기 프로펠러의 직경보다 큰 외경을 가지도록 원형 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 영역은 전진 방향에 평행하는 단면에 대해,
    리딩 에지(Leading Edge)가 전단부에 구비되는 리딩 단면부와,
    트레일링 에지(Trailing Edge)가 후단부에 구비되는 트레일링 단면부와,
    상기 리딩 단면부 및 상기 트레일링 단면부의 사이에 배치되며, 상기 리딩 단면부 및 상기 트레일링 단면부의 외곽선을 에어포일 형태로 연결하는 공간 단면부를 가지는 것을 특징으로 하는 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영양력 받음각(Zero-lift Angle Of Attack)은 -9도 내지 -5도로 설정되는 것을 특징으로 하는 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 의해 제조되는 림포일을 갖는 비행체의 추진유닛.
  8. 몸체; 및
    상기 몸체를 비행시키기 위한 제7항에 기재된 림포일을 갖는 추진유닛;을 포함하는 비행체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 몸체 및 상기 림포일 부재의 사이에 배치되는 고정익을 더 포함하고,
    상기 림포일 부재 및 상기 고정익은 서로 동일한 에어포일 형태의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 비행체.
  10. 삭제
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