KR102368986B1 - Rotorcraft and its control methods with response function for damaged blade - Google Patents
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Abstract
본 발명은 블레이드 파손 대응 기능을 가진 회전익기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 블레이드에 비대칭적 파손이 발생한 경우 블레이드의 동적 균형 유지를 위해 선택된 다른 블레이드 및 파손된 블레이드를 일정 부분 절단함으로써 블레이드들의 동적 균형을 유지시키는 것이다.The present invention relates to a rotorcraft having a blade damage response function and a control method therefor. An object of the present invention is to maintain the dynamic balance of the blades by cutting a certain part of the broken blade and other selected blades to maintain the dynamic balance of the blade when asymmetrical failure of the blade occurs.
Description
본 발명은, 블레이드 파손 대응 기능을 가진 회전익기와 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 블레이드에 파손이 발생한 경우 블레이드를 절단하여 동적 균형을 유지하도록 하는, 회전익기에 관한 것이다.The present invention relates to a rotorcraft having a blade damage response function and a control method thereof, and more particularly, to a rotorcraft that cuts the blades to maintain a dynamic balance when the blades are damaged.
일반적으로 항공기는 고정된 날개를 가진 고정익기, 엔진의 힘으로 날개 자체를 회전시켜 비행에 필요한 양력을 얻어 비행하는 회전익기로 분류한다. 여객기와 같은 항공기가 고정익기에 속하며, 헬리콥터, 자이로 플레인, 자이로 다인, 사이클로 자이로, 복합 헬리콥터 및 전환식 항공기 등이 회전익기에 속한다. In general, aircraft are classified into fixed-wing aircraft with fixed wings, and rotary-wing aircraft that fly by rotating the wing itself with the power of an engine to obtain lift necessary for flight. Aircraft such as passenger planes belong to fixed-wing aircraft, and helicopters, gyroplanes, gyrodynes, cyclogyros, combined helicopters, and convertible aircraft belong to rotary-wing aircraft.
회전익기는 회전하는 로터로 양력을 얻어 비행하기에, 일반적인 여객기처럼 이륙을 위해 긴 활주로를 통해 양력을 얻을 필요가 없어 수직이착륙이 가능하다. 더욱이, 회전익기는 공중에서 제자리 비행(호버링)을 할 수 있기 때문에 회전익기가 반드시 필요한 독자적인 영역이 존재한다. 특히, 안전보다 임무 수행이 중요한 군사목적 및 특수목적용으로 회전익기가 필수적으로 사용된다. 이러한 회전익기에 대한 특징이 특허문헌 KR 10-2018970 B1에 잘 나타나 있다.Since rotary wing aircraft gain lift by rotating rotors, vertical take-off and landing are possible because there is no need to obtain lift through a long runway for take-off like a typical passenger aircraft. Moreover, there are unique areas where a rotorcraft is absolutely necessary because it can hover (hover) in the air. In particular, rotorcraft are essential for military and special purposes where mission performance is more important than safety. The characteristics of such a rotorcraft are well shown in Patent Document KR 10-2018970 B1.
그러나 헬리콥터와 같은 회전익기는 고정익 항공기에 비해 상대적으로 속도가 느리고 대형화하기 어려우며, 같은 하중일 경우 연료 소모량이 더 커서 항속거리도 짧다. 더욱이, 풍력으로 인한 영향을 많이 받으며, 조류 충돌 등 작은 외부 요소에도 균형이 흐트러지기 쉬워 불안정하다. 또한, 엄청난 소음이 발생하며, 탑승자나 로터 회전중에 접근하는 사람의 안전사고 위험성도 고정익기보다 훨씬 크다. 따라서 아직까지 여객운송용으로는 대중화가 되어있지 않다.However, rotary wing aircraft such as helicopters are relatively slow compared to fixed-wing aircraft and difficult to enlarge, and with the same load, they consume more fuel and thus have a shorter cruising range. Moreover, it is highly affected by wind power, and it is unstable because it is easily out of balance even with small external factors such as a bird collision. In addition, a huge noise is generated, and the risk of a safety accident for occupants or people approaching while the rotor is rotating is much greater than that of a fixed-wing aircraft. Therefore, it has not yet been popularized for passenger transportation.
또한, 회전익기는 자이로스코픽 프리세션 현상의 영향을 크게 받아 조종이 어렵고 불안정하다. 자이로스코픽 프리세션이란, 회전하는 물체에 외력을 가하면 그 외력의 방향이 회전방향으로 90도 지난 지점에 나타나는 현상이다. 즉 로터 회전방향이 시계 반대방향인 헬리콥터가 전방으로 나가려고 로터를 전방으로 기울이면, 헬리콥터는 왼쪽으로 날아가게 된다. 이러한 현상으로 예기치 못한 충돌 사고가 발생할 수 있다.In addition, the rotorcraft is greatly affected by the gyroscopic presession, making it difficult to control and unstable. Gyroscope Presession is a phenomenon in which when an external force is applied to a rotating object, the direction of the external force appears at a point 90 degrees past the rotational direction. That is, if a helicopter whose rotor rotation direction is counterclockwise tilts the rotor forward to go forward, the helicopter flies to the left. This phenomenon may lead to unexpected crashes.
특히, 군사목적으로 사용되는 회전익기의 로터 블레이드가 피탄 등의 이유로 일부에서 비대칭적으로 파손되는 상황이 방치될 경우, 무게 중심이 편향된 로터 블레이드의 회전은 극심한 비대칭 진동을 유발한다. 이로 인하여 로터 및 구동부가 완전히 파괴될 수 있으며, 로터 파괴가 일어날 경우 조종사가 대응하여 피해를 최소화 할 여지도 없이 심각한 인명피해와 기체 손실로 이어지는 문제가 있었다.In particular, when a situation in which the rotor blades of a rotorcraft used for military purposes are asymmetrically damaged in some parts due to bullets or the like is left unattended, the rotation of the rotor blades with the center of gravity deflected causes extreme asymmetric vibrations. Due to this, the rotor and the driving part may be completely destroyed, and if the rotor is destroyed, there is no room for the pilot to respond and minimize the damage, which leads to serious casualties and loss of airframe.
고정익 군용기의 경우 인명피해를 막기 위하여 사출좌석을 적용하고 있다. 사출좌석을 적용하면, 위급상황 발생 시 조종사의 탈출을 위해 조종사가 앉은 좌석이 통째로 솟구쳐 항공기로부터 분리되며, 이후 조종사는 낙하산을 이용해 땅에 착지한다. 그러나 사출좌석은, 항공기 설계 시 설치해야 하므로 설치비용을 무시할 수 없으며 내부 구조도 복잡해져 내부 공간이 줄어든다. 더욱이, 회전익기는 조종석 위에 구비된 로터 블레이드로 인하여 사출좌석이 적용되는 경우가 매우 드물다.In the case of fixed-wing military aircraft, ejection seats are applied to prevent casualties. When an ejection seat is applied, the entire seat on which the pilot sits rises and separates from the aircraft for the pilot to escape in case of an emergency, and then the pilot lands on the ground using a parachute. However, since the ejection seat must be installed during the design of the aircraft, the installation cost cannot be ignored, and the internal structure is also complicated, reducing the internal space. Moreover, it is very rare for a rotorcraft to have an ejection seat due to the rotor blade provided above the cockpit.
종래의 러시아 Ka-50, Ka-52 공격 헬기의 경우, 폭약이 장착된 로터를 먼저 폭파 분리시킨 후에 사출좌석이 작동하는 구조를 구현한 바 있다. 이는 로터부에 원격 기폭 가능한 폭약이 장치된 상태로도 정상적인 회전익기 운용 및 유지 정비가 가능하고, 장치된 폭약의 분량과 위치를 조절하여 인접한 조종석과 탑승인원에 치명적인 영향을 주지 않으면서도 안전한 로터 폭파 분리가 가능했다.In the case of the conventional Russian Ka-50 and Ka-52 attack helicopters, a structure in which the ejection seat operates after first detonating the rotor equipped with the explosive has been implemented. This enables the normal operation and maintenance of the rotorcraft even when remotely detonable explosives are installed in the rotor part, and by adjusting the amount and location of the installed explosives, the rotor explodes safely without damaging the adjacent cockpit and crew. separation was possible.
그러나 로터를 폭파 분리시킨 후 사출좌석을 적용하는 경우, 인명피해는 최소화할 수 있으나 회전익기와 회전익기에 적재된 화물은 함께 추락하게 되어 기체 손실 및 물질적 피해는 피할 수 없어 상기한 문제를 해결하기 어렵다.However, when the ejection seat is applied after the rotor is separated by blasting, human casualties can be minimized, but the rotorcraft and cargo loaded on the rotorcraft will fall together, resulting in loss of gas and material damage, making it difficult to solve the above problems.
따라서 로터 블레이드 설계 시 이러한 문제를 해결하기 위해 중요하게 고려되어야 하는 설계요소는, 블레이드 파손 시 블레이드의 동적 균형을 유지하도록 하는 것이다. 회전익기는 엔진 피탄, 동력 계통 무력화 등의 심각한 피해를 입은 상태라도 로터 블레이드의 관성 회전으로 양력이 최소한이라도 유지된다면 추락 속도를 최소화하여 추락으로 인한 탑승 인원 피해, 화물피해 및 기체손실을 최소화시킬 수 있다.Therefore, when designing a rotor blade, an important design factor to be considered in order to solve this problem is to maintain a dynamic balance of the blade when the blade is damaged. Even if the rotorcraft has suffered serious damage such as engine bullets or power system incapacity, if the lift is maintained at a minimum due to the inertial rotation of the rotor blades, the fall speed can be minimized to minimize damage to passengers, cargo, and airframe due to the fall. .
또한 동적 균형 유지가 가능한 블레이드를 설계함에 있어서 정상적인 회전익기 운용 및 유지 정비가 가능해야 하고, 파손된 블레이드의 동적 균형을 유지하기 위한 구조의 안전성이 확보되어야 한다. In addition, in designing a blade capable of maintaining dynamic balance, normal rotorcraft operation and maintenance should be possible, and the safety of the structure to maintain the dynamic balance of the damaged blade must be secured.
요약하자면, 수직 이착륙이 가능한 회전익기는 군용 및 특수목적용으로 사용되는데, 피탄 등의 이유로 로터 블레이드에 비대칭적인 파손이 발생하면 회전익기가 추락하여 인명피해 및 재산피해가 심각한 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 회전익기의 블레이드가 파손되었을 때 파손 위치를 감지하여 동적 균형을 유지할 수 있도록 대응하는 구조가 필요하다. In summary, a rotorcraft capable of vertical take-off and landing is used for military and special purposes, but if asymmetrical damage to the rotor blades occurred due to a projectile, etc., the rotorcraft would crash, causing serious problems in life and property damage. In order to solve this problem, when the blade of the rotorcraft is damaged, it is necessary to detect the location of the damage and a corresponding structure to maintain the dynamic balance.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 블레이드 파손 대응 기능을 가진 회전익기를 제공함에 있다. 구체적으로, 블레이드의 파손된 위치를 감지하고, 로터부의 동적 균형 유지를 위해 선택된 다른 블레이드를 절단하고, 또한 파손된 블레이드의 일부를 절단하여 이루어진다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotorcraft having a blade damage response function. Specifically, it is achieved by detecting the broken position of the blade, cutting another selected blade for maintaining the dynamic balance of the rotor part, and also cutting a part of the broken blade.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 회전익기의 구동부에 방사상으로 배치되는 제 1 내지 n 블레이드(50), 각각의 상기 블레이드 상에 구비되며, 상기 블레이드의 상태 정보를 출력하는 파손감지부(100), 각각의 상기 블레이드 상에 적어도 하나 설치되며, 상기 블레이드의 적어도 일부가 파단되도록 상기 블레이드에 외력을 가하는 수단인 제 1 내지 p 절단부(200) 및 상기 파손감지부(100)로부터 상기 블레이드의 상태 정보를 수신하고, 상기 블레이드 상태 정보를 기초로 상기 절단부를 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있으며,The present invention for solving the above problems is provided on each of the first to
이 때 제어부는, 상기 파손감지부에 의해서 파손이 감지된 제 x 블레이드의 일부 및 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 적어도 하나인 제 y 블레이드의 일부가 파단되도록, 상기 제 x 블레이드의 소정 위치에 구비된 제 xp 절단부 및 상기 제 y 블레이드의 소정 위치에 구비된 제 yp 절단부를 제어하며 n>1, p>1, 1≤x, y≤n 및 1≤xp, yp≤p 인 것일 수 있다.At this time, the control unit is provided at a predetermined position of the x-th blade so that a part of the y-th blade that is at least one of a part of the x-th blade for which the damage is detected and the blade for which the damage is not detected is broken by the damage detecting unit. Controls the xp-th cutting part and the y-th cutting part provided at a predetermined position of the y-th blade, and may be n>1, p>1, 1≤x, y≤n, and 1≤xp, yp≤p.
또한, 상기 파손감지부(100)가 출력하는 상기 블레이드의 상태 정보는 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 포함하는 것일 수 있다.In addition, the state information of the blade output by the
한편 제어부(300)는, 상기 파손감지부(100)로부터 수신한 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 기초로, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치를 산출하고, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 상기 제 xp 절단부를 제어하는 것일 수 있다.On the other hand, the
또한 상기 제어부는, 상기 파손감지부(100)로부터 수신한 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 기초로, 상기 블레이드의 파손된 위치와 가장 근접한 기 지정된 절단 위치 중에서 상기 회전익기 구동부 쪽의 절단 위치를 상기 블레이드의 절단 위치로 산출하고, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 상기 제 xp 절단부를 제어하는 것일 수 있다. In addition, the control unit, based on the damage information and damage location information of the blade received from the
더불어 상기 제어부는, 상기 블레이드의 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보에 기초하여, 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드를 선정하고, 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하며, 상기 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 제어하는 것일 수 있다.In addition, the control unit, based on the damage information and the damage location information of the blade, selects at least one y-th blade to be cut among the blades for which damage is not detected, in order to maintain the dynamic balance of the rotorcraft driving unit, Calculating the cutting position of the y-th blade, and controlling the y-th cutting portion corresponding to the cutting position of the y-th blade.
한편, 상기 회전익기가 짝수개의 블레이드를 갖는 경우, 상기 y 블레이드는 상기 x 블레이드와 마주보는 위치에 구비된 하나의 블레이드인 것일 수 있다.On the other hand, when the rotorcraft has an even number of blades, the y blade may be one blade provided at a position facing the x blade.
또한, 상기 회전익기가 홀수개의 블레이드를 갖는 경우, 상기 제 y 블레이드는 상기 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 연장선 좌우에서 가장 인접한 두 블레이드이며, 상기 제 y 블레이드의 절단 위치는, 상기 제 y 블레이드의 절단위치에서 절단했을 때 상실한 회전 관성이 상기 제 x 블레이드의 파손으로 상실한 회전 관성과 가장 가까운 위치로 결정하여 동적 균형을 회복하는 것일 수 있다.In addition, when the rotorcraft has an odd number of blades, the y-th blade is the two most adjacent blades on the left and right of an extension line of the x-th blade that is the damaged blade, and the cutting position of the y-th blade is, the cutting of the y-th blade The rotational inertia lost when cutting at the position may be determined to be the closest position to the rotational inertia lost due to the breakage of the x-th blade to restore dynamic balance.
한편 상기 제어부(300)는, 상기 절단부(200)를 자동으로 제어하는 자동모드와, 사용자의 입력에 의해 상기 절단부(200)를 제어하는 수동모드를 가지며, 사용자의 입력에 의해 수동모드 또는 자동모드를 선택할 수 있는 것일 수 있다.Meanwhile, the
이 때 제어부가 자동모드일 경우, 상기 파손감지부로(100)부터 수신한 상기 블레이드의 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보에 기초하여, 제 x 블레이드의 절단 위치, 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하고, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 xp 절단부 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 제어할 수 있다.At this time, when the control unit is in the automatic mode, based on the damage information and the damage location information of the blade received from the
또한 이 때 제어부가 수동모드일 경우에, 상기 파손감지부로(100)부터 수신한 상기 블레이드의 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보에 기초하여, 제 x 블레이드의 절단 위치, 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하고, 입출력 수단에 절단 승인 요청 정보를 전송하고, 상기 입출력 수단으로부터 절단 승인 정보를 수신하면, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 xp 절단부 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 동작시킬 수 있다.Also at this time, when the control unit is in the manual mode, based on the damage information and the damage location information of the blade received from the
또한 제어부(300)는, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치 및 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 제 y 블레이드의 절단 위치에 기초하여, 상기 절단위치에 각각 해당하는 상기 제 xp 절단부 및 상기 yp 절단부가 절단되는 경우를 시뮬레이션하여, 상기 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보를 산출하며, 상기 산출된 시뮬레이션 정보를 상기 입출력 수단에 전송하는 것일 수 있다.In addition, the
더불어 제어부는, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치 및 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 제 y 블레이드의 절단 위치를 서버(400)에 전송하며, 상기 서버(400)로부터 상기 절단위치에 각각 해당하는 상기 제 xp 절단부 및 상기 yp 절단부가 절단되는 경우의 상기 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보를 수신하여, 상기 입출력 수단에 전송하는 것일 수 있다.In addition, the control unit determines the cutting position of the y-th blade and the y-th blade, which is at least one of the blades for which damage is not detected, to be cut in order to maintain the dynamic balance of the cutting position of the x-th blade and the rotorcraft
한편 상기 제어부(300)는, 상기 파손감지부(100)로부터 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보가 출력되면, 수동모드 및 자동모드를 선택하는 모드 선택 신호를 입출력 수단으로 전송하고, 소정의 입력 대기 시간 동안 상기 입출력 수단으로부터 선택 신호를 받지 못하는 경우, 자동모드로 자동전환 하는 것일 수 있다.Meanwhile, when the damage information and damage location information of the blade are output from the
한편, 블레이드 파손대응기능을 가진 회전익기의 제어방법은, 파손감지부(100)가 상기 회전익기의 복수의 블레이드 중 적어도 하나의 블레이드가 파손되는 경우 파손된 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 출력하는 파손감지단계(S50), 제어부가 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보에 기초하여 상기 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 절단위치를 산출하고, 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하는 절단 대상 산출 단계(S100) 및 제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200)를 포함할 수 있다.On the other hand, in the control method of the rotorcraft having a blade damage response function, the
또한, 상기 절단 대상 산출 단계 이후, 사용자의 입력에 의해 제어부가 수동모드 또는 자동모드로 전환하는 제어선택단계(S110)를 더 포함하고, 상기 제어선택단계(S110)에서 수동모드(S120)로 전환한 경우 : In addition, after the step of calculating the cutting target, the method further includes a control selection step (S110) in which the control unit switches to a manual mode or an automatic mode according to a user's input, and switches from the control selection step (S110) to the manual mode (S120) In one case:
회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보가 출력되는 단계(S130), 상기 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보를 입출력 수단에 전송하는 단계(S140), 상기 입출력 수단에 절단 승인 요청 정보를 전송하는 단계(S150), 사용자의 입력에 의해 상기 입출력 수단으로부터 절단 승인 정보를 수신하는 단계 및 제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200)를 포함할 수 있다.The step of outputting dynamic balance simulation information of the rotorcraft (S130), the step of transmitting the dynamic balance simulation information of the rotorcraft to the input/output means (S140), the steps of transmitting the cutting approval request information to the input/output means (S150), Receiving cutting approval information from the input/output means by a user's input, and a cutting step in which the control unit controls the xp-th cutting unit and the yp-th cutting unit corresponding to the cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade, respectively ( S200) may be included.
또한, 상기 제어선택단계(S110)에서 자동모드(S160)로 전환한 경우 :In addition, when switching to the automatic mode (S160) in the control selection step (S110):
제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200)를 포함할 수 있다.The control unit may include a cutting step (S200) of controlling the xp-th cutting unit and the yp-th cutting unit corresponding to the cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade, respectively.
한편, 상기 제어선택단계(S110)는, 기 설정된 입력 대기 시간 안에 수동모드 또는 자동모드를 선택하는 선택 신호가 입력되는지 확인하는 단계, 선택신호가 기 설정된 입력 대기 시간 안에 발생하지 않으면, 상기 제어부가 자동모드로 자동전환하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the control selection step (S110) is a step of checking whether a selection signal for selecting a manual mode or an automatic mode is input within a preset input waiting time. If the selection signal does not occur within a preset input waiting time, the control unit It may include the step of automatically switching to an automatic mode.
상기한 구성에 따른 본 발명에 의하면, 폭파 절단을 통해 블레이드의 동적 균형이 유지되도록 함으로써 로터는 온전한 상태에 비해 블레이드 길이가 짧아진 만큼 양력 발생이 줄어드나, 조종사가 연착륙을 유도할 시간을 벌어주며, 착지 순간의 추락 속도를 줄여주는 정도의 양력을 확보하므로, 구동부의 파괴로 인해 로터 전체를 상실하여 추락하는 경우보다 인명과 기체의 손실을 줄일 수 있는 큰 효과가 있다.According to the present invention according to the above configuration, by maintaining the dynamic balance of the blades through blast cutting, the generation of lift is reduced as the blade length is shortened compared to the intact state, but the pilot buys time to induce a soft landing. , since it secures enough lift to reduce the fall speed at the moment of landing, there is a great effect in reducing the loss of life and aircraft compared to the case of a fall due to the loss of the entire rotor due to the destruction of the driving unit.
또한 본 발명에 의하면, 블레이드가 파손된 경우 총 블레이드의 개수에 따라 절단할 블레이드의 위치를 결정하므로 효과적인 블레이드의 동적 균형 유지가 가능하다. 이는, 총 블레이드의 개수가 짝수이면 파손된 블레이드와 대칭된 위치의 블레이드를 절단하며, 블레이드의 개수가 홀수이면 파손된 블레이드의 파손위치에 따라 기 설정된 다른 블레이드를 절단함으로써 이루어진다.In addition, according to the present invention, since the position of the blade to be cut is determined according to the total number of blades when the blade is damaged, it is possible to effectively maintain the dynamic balance of the blade. This is accomplished by cutting the blades in positions symmetrical to the broken blades when the total number of blades is an even number, and cutting other preset blades according to the breakage positions of the broken blades when the number of blades is odd.
또한 본 발명에 의하면, 블레이드의 절단 제어를 수동모드 또는 자동모드를 로 선택하여 제어할 수 있다. 수동모드 선택 시 블레이드의 파손위치 및 블레이드 절단을 시뮬레이션하여 조종사에게 제시하므로 조종사의 판단과 선택에 의한 블레이드 절단이 가능하다. In addition, according to the present invention, the cutting control of the blade can be controlled by selecting the manual mode or the automatic mode. When manual mode is selected, the blade cutting position and blade cutting are simulated and presented to the pilot, so blade cutting is possible by the pilot's judgment and selection.
더불어, 조종사가 피탄 등의 이유로 패닉상태에 빠져 수동모드 또는 자동모드를 선택하지 못하는 상황에서, 조종사의 판단에 따라 블레이드 절단이 이루어지지 않더라도 일정시간 선택신호가 입력되지 않으면 자동모드로 자동전환되어 적절한 대응 조치를 취하는데 도움을 줄 수 있다.In addition, in a situation in which the pilot falls into a panic state due to a bullet or the like and cannot select the manual mode or the automatic mode, even if the blade is not cut according to the pilot's judgment, if a selection signal is not input for a certain period of time, the automatic mode is automatically converted to an appropriate mode. It can help you take countermeasures.
더욱이 본 발명에 의하면 파손을 감지하고 블레이드들의 동적 균형을 유지하는 회전익기를 기존의 회전익기에 적용할 수 있으며, 동시에 정상적인 회전익기 운용 및 유지 정비가 가능하여 높은 호환성 및 확장성을 획득하며, 블레이드를 절단하여도 인접한 조종석과 탑승인원에 위험한 영향을 주지 않도록 안전한 블레이드 절단이 가능하여 안정성 또한 획득하는 큰 효과가 있다.Moreover, according to the present invention, the rotorcraft that detects damage and maintains the dynamic balance of the blades can be applied to the existing rotorcraft, and at the same time, normal operation and maintenance of the rotorcraft is possible, thereby obtaining high compatibility and scalability, and cutting the blades Even if it does, it is possible to safely cut the blade so as not to have a dangerous effect on the adjacent cockpit and passengers, which has a great effect of acquiring stability.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 블레이드 파손 감지 대응 기능을 가진 회전익기의 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 블레이드의 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 센서부의 실시예에 따른 블레이드구조를 도시한다.
도 4는 본 발명의 절단부의 실시예에 따른 블레이드구조를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블레이드 구조의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블레이드 구조의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 블레이드 파손 감지 대응 기능을 가진 회전익기의 제어방법의 플로우 차트이다.
도 8는 본 발명의 수동모드 및 자동모드에 따른 회전익기의 제어방법의 플로우 차트이다.In order to more fully understand the drawings recited in the Detailed Description, a detailed description of each drawing is provided.
1 shows a block diagram of a rotorcraft having a blade breakage detection response function of the present invention.
2 shows a block diagram of a blade of the present invention.
3 shows a blade structure according to an embodiment of the sensor unit of the present invention.
Figure 4 shows a blade structure according to an embodiment of the cut portion of the present invention.
5 is a plan view of a blade structure according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view of a blade structure according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a control method of a rotorcraft having a blade breakage detection response function of the present invention.
8 is a flowchart of a method for controlling a rotorcraft according to a manual mode and an automatic mode of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 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. Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and detailed description will be given. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and 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 않는다. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다. 이하로는, 회전익기 블레이드 파손 감지 및 동적 균형 유지를 위한 블레이드 구조와 그 제어방법에 대해 설명하도록 하겠다.Since the accompanying drawings are merely examples shown in order to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings. Hereinafter, a blade structure for detecting blade breakage of a rotorcraft and maintaining dynamic balance and a control method thereof will be described.
[1] 기본구성[1] Basic configuration
본 발명의 블레이드 구조는, 회전익기의 로터의 블레이드의 파손을 감지하고 블레이드들의 동적 균형이 유지되도록 블레이드의 중간 부위를 절단할 수 있는 형태로 이루어진다. 구체적으로, 블레이드 파손 시 파손된 위치를 감지하고, 파손된 블레이드의 일정 부분을 절단하며, 동적 균형 유지를 위해 선택된 다른 블레이드 또한 같은 위치를 절단함으로써 블레이드 전체의 동적 균형을 유지하고자 한다.The blade structure of the present invention is configured in a form capable of cutting the middle portion of the blade so as to detect damage to the blade of the rotor of the rotorcraft and maintain the dynamic balance of the blades. Specifically, it is intended to maintain the dynamic balance of the entire blade by detecting the damaged position when the blade is broken, cutting a certain part of the damaged blade, and also cutting the same position of the other blade selected to maintain the dynamic balance.
도 1은 본 발명의 블레이드 파손 감지 대응 기능을 가진 회전익기의 블록도이며, 도 2는 본 발명의 블레이드의 블록도이다. 도 3 은 본 발명의 센서부의 실시예에 따른 블레이드 구조도이며, 도 4는 본 발명의 절단부의 실시예에 따른 블레이드 구조를 도시한다. 또한 도 5, 6은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드 구조의 평면도이다.또한 도 7은 본 발명의 블레이드 파손 감지 대응 기능을 가진 회전익기의 제어방법의 플로우 차트이며, 도 8는 본 발명의 수동모드 및 자동모드에 따른 회전익기의 제어방법의 플로우 차트이다. 특히 도 2의 블레이드 블록도로 직관적으로 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 회전익기(10)는, 각각 블레이드 상의 지정된 위치에서 파단하는 구조를 가진다. 보다 구체적으로 설명하자면, 먼저 회전익기(10)의 구동부에 방사상으로 배치되는 제 1 내지 n 블레이드(50), 각각의 상기 블레이드 상에 구비되며, 상기 블레이드의 상태 정보를 출력하는 파손감지부(100), 각각의 상기 블레이드 상에 적어도 하나 설치되며, 상기 블레이드의 적어도 일부가 파단되도록 상기 블레이드에 외력을 가하는 수단인 제 1 내지 p 절단부(200) 및 상기 파손감지부(100)로부터 상기 블레이드의 상태 정보를 수신하고, 상기 블레이드 상태 정보를 기초로 상기 절단부를 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있다.Figure 1 is a block diagram of a rotorcraft having a blade damage detection response function of the present invention, Figure 2 is a block diagram of the blade of the present invention. Figure 3 is a blade structure diagram according to an embodiment of the sensor unit of the present invention, Figure 4 shows a blade structure according to an embodiment of the cutting part of the present invention. 5 and 6 are plan views of a blade structure according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 7 is a flowchart of a control method of a rotorcraft having a blade breakage detection response function of the present invention, and FIG. 8 is a manual view of the present invention. It is a flowchart of the control method of the rotorcraft according to the mode and the automatic mode. In particular, as can be intuitively seen from the blade block diagram of FIG. 2 , the
여기서 제어부(300)가 절단부(200)를 ‘제어한다’는 것은, 지정된 절단부에 제어신호를 보내 블레이드가 지정된 절단부(200)에서 절단되도록 동작시킨다는 것을 의미한다.Here, that the control unit 300 'controls' the
이 때 제어부는, 상기 파손감지부에 의해서 파손이 감지된 제 x 블레이드의 일부 및 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 적어도 하나인 제 y 블레이드의 일부가 파단되도록, 상기 제 x 블레이드의 소정 위치에 구비된 제 xp 절단부 및 상기 제 y 블레이드의 소정 위치에 구비된 제 yp 절단부를 제어하며 n>1, p>1, 1≤x, y≤n 및 1≤xp, yp≤p 인 것일 수 있다. At this time, the control unit is provided at a predetermined position of the x-th blade so that a part of the y-th blade that is at least one of a part of the x-th blade for which the damage is detected and the blade for which the damage is not detected is broken by the damage detecting unit. Controls the xp-th cutting part and the y-th cutting part provided at a predetermined position of the y-th blade, and may be n>1, p>1, 1≤x, y≤n, and 1≤xp, yp≤p.
여기서 n은 블레이드의 개수, p는 절단부의 개수이며 x는 파손된 블레이드의 번호, y는 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 적어도 하나인 제 y 블레이드의 번호이다. 또한, xp는 제 x 블레이드의 절단위치에 해당하는 절단부의 번호이고, yp는 제 y 블레이드의 절단위치에 해당하는 절단부의 번호이다. 따라서, 블레이드의 개수 n은 1보다 큰 값이며, 절단부도 각 블레이드마다 적어도 하나 지정되므로 절단부의 개수 p도 1보다 큰 값이다. 파손된 블레이드인 제 x 블레이드는 제 1 블레이드 내지는 제 n 블레이드 중 어느 하나이므로, 파손된 블레이드의 번호 x는 1≤x≤n이 된다. 마찬가지로 제 y 블레이드의 번호 y도 1≤y≤n를 만족하며, x와 y는 같을 수 없다. 더욱이, xp는 제 x 블레이드의 절단위치에 해당하는 절단부 번호이고, yp는 제 y 블레이드의 절단위치에 해당하는 절단부 번호이다. 따라서, 제 xp 절단부는 q개의 절단부 중 어느 하나이므로, 1≤xp≤p를 만족하고, 마찬가지로 제 yp 절단부는 q개의 절단부 중 어느 하나이므로 1≤xp≤p를 만족하며, xp와 yp는 같을 수 없다.where n is the number of blades, p is the number of cuts, x is the number of broken blades, and y is the number of the y-th blade, which is at least one of the blades for which no breakage is detected. In addition, xp is the number of the cutting part corresponding to the cutting position of the x-th blade, and yp is the number of the cutting part corresponding to the cutting position of the y-th blade. Accordingly, the number n of the blades is a value greater than 1, and since at least one cut portion is also designated for each blade, the number p of the cut portions is also a greater value than 1. Since the x-th blade, which is the broken blade, is any one of the first blade to the n-th blade, the number x of the broken blade becomes 1≤x≤n. Similarly, the number y of the y-th blade also satisfies 1≤y≤n, and x and y cannot be the same. Moreover, xp is a cutting part number corresponding to the cutting position of the x-th blade, and yp is a cutting part number corresponding to the cutting position of the y-th blade. Therefore, since the xp th cut is any one of q cuts, 1≤xp≤p is satisfied, and likewise, the ypth cut is any one of the q cuts, so 1≤xp≤p is satisfied, and xp and yp can be the same none.
한편, 파손감지부(100)는 블레이드가 피격 등의 이유로 파손되면, 블레이드의 파손 여부와 파손된 위치를 감지하고, 블레이드의 상태정보를 출력한다. 블레이드의 상태 정보는 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 블레이드 파손 정보는 블레이드의 파손 여부와 파손된 블레이드인 제 x 블레이드를 나타낼 수 있다. 또한, 파손 위치 정보는 제 x 블레이드의 파손된 위치를 나타낸다.On the other hand, when the blade is damaged due to being hit, the
상기 절단부(200)는 상기 제어부(300)가 보내는 제어 신호에 기초하여, 블레이드를 절단함으로써 블레이드들의 동적 균형을 유지하도록 한다. The
파손감지부(100) 및 절단부(200)는 각각의 블레이드 상에 적어도 하나 구비되며, 각각 블레이드의 내부, 외부, 상측, 하측, 양 측면 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 상기 파손감지부(100)와 상기 절단부(200)가 블레이드 외부에 설치되는 경우에는, 기존의 회전익기에 적용할 수 있어 호환성 및 확장성을 획득할 수 있다. 또한 파손감지부(100)와 상기 절단부(200)가 블레이드 내부에 설치되는 경우에는, 블레이드 제작 과정 중 복합재 적층 과정에서 내부에 설치할 수 있으며, 블레이드 외부에 설치하는 경우보다 유지관리가 용이해진다. At least one of the
[2] 파손감지부의 구체적인 구조[2] Specific structure of the damage detection unit
먼저, 파손감지부(100)의 세부적인 구조를 보다 상세히 설명한다.First, the detailed structure of the
파손감지부(100)는 블레이드의 파손을 감지하는 센서부(120)를 포함하며, 파손감지부(100)는 센서부에서 출력되는 센싱 데이터에 기초하여 블레이드 파손 정보 및 파손 위치 정보를 출력할 수 있다. 이때 센서부(120)는, 상기 블레이드가 파손되면 블레이드의 파손을 감지하고 블레이드가 파손된 위치에 따라 상기 센싱데이터 값이 변화하는 적어도 하나의 감지센서(125)를 포함한다.The
예로서, 감지센서(125)가 블레이드에 길이방향으로 일정한 간격의 병렬로 설치되어 블레이드 파손 및 블레이드 파손 위치를 결정할 수 있다. 바람직하게는, 도 3 에 도시된 바와 같이, 블레이드 상에 적어도 하나의 저항을 블레이드의 길이방향으로 일정한 간격의 병렬로 설치할 수 있다. 이러한 경우, 블레이드가 파손되어 일부분이 절단되면, 절단된 위치에 설치된 저항의 단자가 끊어지게 된다. 따라서 센서부에 흐르는 전류 값 내지는 내부 임피던스 값이 변화하게 되고, 이것은 블레이드의 파손을 의미하므로, 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 파손 여부에 대한 정보를 블레이드 파손 정보로 출력할 수 있다. 또한, 이러한 전기적 특성 변화량에 따라 파손 위치를 추정할 수 있으므로, 파손 위치 정보를 출력할 수 있다. For example, the
다른 예로서, 감지센서(125)는 블레이드가 파손되어 블레이드의 길이가 변화하면, 블레이드의 길이변화를 감지하고 변화된 블레이드의 길이 혹은 길이변화량을 출력하는 레이저모듈, 이미지센서 또는 초음파센서일 수 있다.As another example, the
또 다른 예로서, 감지센서(125)는 물체의 유무를 판단하는 광전스위치, 리드스위치 또는 에어센서일 수 있으며, 물체의 위치를 센싱하는 전자석 스위치, 테이프센서 또는 리니아펄스엔코더일 수 있다. 또한 조도센서나 광센서 등으로 블레이드의 파손을 감지할 수 있다. 이렇듯, 블레이드의 파손을 감지하고, 파손된 위치에 따라 출력되는 센싱데이터 값이 변화하는 방식으로 파손된 위치를 감지할 수 있는 센서는 무궁무진하다.As another example, the
이러한 구성으로, 파손감지부(100)는 블레이드의 파손 정보와 파손 위치 정보를 출력한다. 다음으로는, 제어부로부터 제어 신호를 수신받아 블레이드의 절단을 수행하는 절단부(200)의 세부적인 구조를 보다 상세히 설명한다.With this configuration, the
[3] 절단부의 구체적인 구조[3] Specific structure of the cut part
절단부(200)는 제어부(300)로부터 제어 신호를 받아 지정위치의 블레이드를 절단한다. The
도 4, 5는 본 발명에 의한 블레이드에 구비된 절단부의 실시예를 나타낸다. 도 4에 도시한 바와 같이, 절단부(200)는 각 블레이드의 각 지정위치마다 블레이드를 절단할 수 있는 적어도 하나의 기폭제(210)를 포함할 수 있다. 기폭제(210)는, 절단위치에 적어도 하나 설치되며, 폭파 위력에 따라 여러 개 설치할 수 있다. 이러한 기폭제는 기폭약, 미진동파쇄기, 정밀폭약, 다이너마이트, 액체폭약, 칼릿, 슬러리폭약, 안포폭약 또는 함수폭약 등일 수 있다. 바람직하게는, 블레이드 절단시 평탄한 단면을 확보할 수 있도록 정밀폭약, 미진동파쇄기 또는 액체폭약일 수 있다. 4 and 5 show an embodiment of the cutting unit provided on the blade according to the present invention. 4, the
이러한 구성의 절단부(200)의 기폭제(210)는 블레이드(50)의 외부, 내부, 상측, 하측 양 측면에 적어도 하나 설치될 수 있다. 기폭제(210)가 블레이드(50) 외부에 설치되는 경우에는, 기존의 회전익기에 적용할 수 있어 호환성 및 확장성을 획득할 수 있다. 또한 기폭제(210)가 블레이드 내부에 설치되는 경우에는, 블레이드 제작 과정 중 복합재 적층 과정에서 기폭제 삽입 공간을 만들고, 상기 기폭제 삽입 공간에 기폭제를 구비하여 적층하는 방식으로 기폭제(210)를 내부에 설치할 수 있다. 이 경우에, 블레이드(50) 외부에 설치하는 경우보다 유지관리가 용이해진다. At least one
본 발명의 절단부(200)의 다른 실시예에 따르면, 절단부(200)는 기폭제(210)를 포함하지 않고도 블레이드를 절단할 수 있다. 각 블레이드는 각 지정위치에 설치된 핀(미도시)을 제거하면 블레이드가 마디별로 분리되는 구조를 가질 수 있다. According to another embodiment of the
[4] 제어부의 구체적인 설명[4] Detailed description of the control unit
다음으로는, 상기 파손감지부(100)로부터 블레이드 파손 정보 및 파손 위치 정보를 수신받아 상기 절단부(200)를 제어하는 제어부(300)에 대하여 구체적으로 설명하겠다.Next, the
제어부(300)는, 상기 파손감지부(100)로부터 수신한 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 기초로, 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 파손된 위치와 가장 근접한 기 지정된 절단 위치 중에서 상기 회전익기 구동부 쪽의 절단 위치를 상기 블레이드의 절단 위치로 산출하고, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 상기 제 xp 절단부를 제어할 수 있다. The
더불어 상기 제어부는, 상기 블레이드의 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보에 기초하여, 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드를 선정하고, 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하며, 상기 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 동작시키는 것일 수 있다. In addition, the control unit, based on the damage information and the damage location information of the blade, selects at least one y-th blade to be cut among the blades for which damage is not detected, in order to maintain the dynamic balance of the rotorcraft driving unit, Calculating the cutting position of the y-th blade, and operating the y-th cutting unit corresponding to the cutting position of the y-th blade.
이하에서는, 제 x 블레이드의 절단 위치 산출에 대하여 자세히 설명하겠다. Hereinafter, the calculation of the cutting position of the x-th blade will be described in detail.
이를 위하여, 제어부는 비교기를 포함할 수 있으며, 상기 비교기는 상기 파손 위치 신호와 기 설정된 기준값을 비교할 수 있다. 여기서 기 설정된 기준값이란, 블레이드가 어느 하나의 절단 위치에서 파손되었다고 가정하였을 때 센서부가 출력하는 파손 위치 신호 값을 미리 계산한 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 절단 위치는 각 블레이드에서 50-1, 50-2 내지 50-q일 수 있으며, 각 절단 위치마다 절단부가 구비된다. 이 때 상기 파손감지부(100)로부터 수신한 상기 블레이드의 파손 여부 및 파손 위치 정보를 기초로, 상기 제 x 블레이드의 파손된 위치와 가장 근접한 기 지정된 절단 위치 중에서 상기 회전익기 구동부 쪽의 절단 위치를 상기 제 x 블레이드의 절단 위치를 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기 파손 위치 정보가 50-1의 기준값과 50-2의 기준값의 사이이면, 제 x 블레이드의 절단위치는 50-1이 될 수 있으며, 50-1에 해당하는 절단부가 제 xp 절단부가 될 수 있다.To this end, the control unit may include a comparator, and the comparator may compare the breakage position signal with a preset reference value. Here, the preset reference value is a pre-calculated value of the breakage position signal output by the sensor unit when it is assumed that the blade is damaged at any one cutting position. 2, the cutting position may be 50-1, 50-2 to 50-q in each blade, and a cutting portion is provided for each cutting position. At this time, based on whether the blade is damaged and the damage location information received from the
여기서 절단 위치는, 각각 블레이드 상에 적어도 하나 지정될 수 있다. 바람직하게는, 복수의 기준위치가 일정한 간격으로 지정될 수 있다. 절단 위치의 개수가 많아질수록 블레이드의 파손에 대응하여 더 효율적으로 동적 균형을 유지할 수 있으나, 설계 및 제작 비용과 블레이드의 구조적 복잡성 증가를 고려하여 블레이드의 길이에 따라 적절하게 지정한다. 바람직하게는, 2개 내지 5개의 지정위치를 가질 수 있다. 또한, 구동부와 가장 가까운 절단 위치는 파단 시 로터의 구동부 혹은 조종석에 영향을 주지 않도록 최소 안전거리를 확보하여 지정되어야 한다. 마찬가지로 구동부와 가장 멀리 떨어진 지정위치 또한 절단의 목적이 유의미한 최소거리를 고려하여 지정되어야 한다. Here, at least one cutting position may be designated on each blade. Preferably, a plurality of reference positions may be designated at regular intervals. As the number of cutting positions increases, dynamic balance can be maintained more efficiently in response to blade breakage, but it is appropriately designated according to the length of the blade in consideration of the design and manufacturing cost and the increase in the structural complexity of the blade. Preferably, it may have 2 to 5 designated positions. In addition, the cutting position closest to the driving part should be designated by securing the minimum safety distance so as not to affect the driving part of the rotor or the cockpit when breaking. Likewise, the designation position furthest away from the driving part should also be designated considering the minimum distance where the purpose of cutting is significant.
더불어, 각 블레이드의 절단 위치의 개수에 따라 비교기의 개수가 결정된다. 바람직하게는, 절단 위치의 개수와 비교기의 개수는 같다. 따라서 각 절단 위치마다 기 계산된 기준값과 파손감지부(100)가 출력한 파손 위치 신호 값을 비교할 수 있다. 즉 위의 예에서, 제 1 비교기로 파손 위치 신호 값과 50-1의 기준값을 비교하고, 제 2 비교기로 파손 위치 신호 값과 50-2의 기준값을 비교한다. 계속해서, 제 Q 비교기로 파손 위치 신호 값과 50-q의 기준값을 비교한다. 여기에서, 비교기의 출력이 제 1 비교기와 제 2 비교기 사이에서 Low에서 High로 변화하거나, High에서 Low로 변화하면, 파손 위치 신호 값은 50-1의 기준값과 50-2의 기준값 사이라고 도출할 수 있다. 따라서, 블레이드 파손은 50-1과 50-2 사이에서 발생하였다고 도출할 수 있으므로, 50-1이 제 x 블레이드의 절단위치가 된다. 여기서, 절단 위치에서의 기준값은 구동부로부터의 거리에 비례하여 증가하거나, 반비례하게 감소하므로, 위의 예에서 제 1 비교기와 제 2 비교기 사이에서 비교기 출력 값이 변화한다면, 제 1비교기를 제외한 제 2 비교기 내지는 제 Q 비교기의 출력 값은 일치할 것이다. 이와 같은 구성으로, 적어도 하나의 비교기가 출력하는 출력신호에 기초하여 제 x 블레이드의 절단위치를 산출할 수 있다.In addition, the number of comparators is determined according to the number of cutting positions of each blade. Preferably, the number of cutting positions is equal to the number of comparators. Therefore, it is possible to compare the pre-calculated reference value for each cutting position with the value of the breakage position signal output by the
이하에서는, 제 y 블레이드 및 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하는 로직에 대하여 자세히 설명하겠다. Hereinafter, the y-th blade and the logic for calculating the cutting position of the y-th blade will be described in detail.
어느 한 블레이드에 비대칭적인 파손이 발생하면 로터는 무게중심이 편향되어 극심한 비대칭 진동을 유발하며 이는 로터 및 구동부를 파괴시킬 수 있다. 따라서, 블레이드의 대칭을 유지하기 위해 선택된 다른 블레이드인 제 y 블레이드를 파손된 블레이드와 상응하게 절단함으로써 로터부의 동적 균형을 유지하도록 한다.When an asymmetrical breakage occurs in either blade, the rotor's center of gravity is deflected, causing extreme asymmetrical vibrations, which can destroy the rotor and drive parts. Accordingly, the y-th blade, which is another blade selected to maintain the symmetry of the blade, is cut correspondingly with the broken blade to maintain the dynamic balance of the rotor part.
파손이 감지되지 않은 블레이드 중 적어도 하나인 제 y 블레이드는, 블레이드의 개수에 따라 달라질 수 있다. 이에 대해서 도 5와 도 6을 참고하여 설명하겠다. 도 5에 도시된 바와 같이 구동부에 배치된 블레이드의 개수가 짝수인 경우, 파손된 블레이드와 대칭된 위치에 있는 블레이드를 절단하는 것이 바람직하다. 따라서 제어부(300)는, 회전익기가 짝수개의 블레이드를 갖는 경우, 상기 y 블레이드는 상기 x 블레이드와 대칭된 위치 즉 마주보는 위치에 구비된 하나의 블레이드인 것일 수 있다. 또한 상기 y 블레이드의 절단위치는 상기 x 블레이드의 절단위치에 상응하는 절단 위치 일 수 있다. 따라서 상기 제 x 블레이드와 상기 제 y 블레이드는 블레이드의 구동부로부터 같은 거리의 절단부에서 절단되어 회전익기 구동부의 동적 균형을 유지하도록 할 수 있다. 예로서, 회전익기의 블레이드가 4엽인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 제 x 블레이드인 50-x의 50-a에서 파손이 일어나면, 50-xp가 절단위치가 된다. 또한, 50-x와 마주보는 위치의 블레이드인 50-y가 제 y 블레이드이며, 50-yp가 제 y 블레이드의 절단위치가 된다. 제어부(300)는 50-xp와 50-yp에 해당하는 절단부를 동작시켜 블레이드들의 동적 균형을 유지시킨다.The y-th blade, which is at least one of the blades for which no damage is detected, may vary depending on the number of blades. This will be described with reference to FIGS. 5 and 6 . As shown in FIG. 5 , when the number of blades disposed in the driving unit is an even number, it is preferable to cut the blade in a position symmetrical to the broken blade. Therefore, when the
또한 도 6에 도시된 바와 같이 구동부에 배치된 블레이드의 개수가 홀수이면, 블레이드의 동적 균형을 유지하기 위해 블레이드의 길이와 파손위치 및 지정위치에 따라 대칭을 유지할 수 있는 적어도 하나의 절단 위치를 미리 계산하여 블레이드를 절단하는 것이 바람직하다. 따라서 제어부(300)는, 구동부에 배치된 블레이드의 개수가 홀수이면, 구동부의 동적 균형 유지를 위해 블레이드의 파손 형태와 구동계의 설계에 따라 동적 균형의 상실과 양력 손실을 최소화 하도록 상기 제 y 블레이드는 상기 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 연장선 좌우에서 가장 인접한 두 블레이드일 수 있다. 더 나아가, 상기 제 y 블레이드의 절단 위치는, 상기 제 y 블레이드의 절단위치에서 절단했을 때 상실한 회전 관성이 상기 제 x 블레이드의 파손으로 상실한 회전 관성과 가장 가까운 위치로 결정하여 동적 균형을 회복하는 것일 수 있다. 예로서, 회전익기의 블레이드가 3엽인 경우, 제 y 블레이드는 파손된 제 x 블레이드를 제외한 나머지 2개의 블레이드일 수 있으며, 제 y 블레이드의 절단위치는 제 x 블레이드의 절단위치에 상응하는 절단위치일 수 있다. 따라서 상기 제 x 블레이드와 상기 제 y 블레이드 즉 3개의 블레이드 모두는 블레이드의 구동부로부터 같은 거리의 절단부에서 절단되어 회전익기 구동부의 동적 균형을 유지하도록 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, if the number of blades disposed on the driving unit is an odd number, at least one cutting position that can maintain symmetry according to the length and breakage position and designated position of the blade in order to maintain the dynamic balance of the blade is preset. It is desirable to cut the blade by calculation. Therefore, the
또 다른 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이 회전익기의 블레이드가 5엽 인 경우, 제 y 블레이드는 상기 파손된 제 x 블레이드와 마주보는 위치에 인접한 2개의 블레이드일 수 있으며, 제 y 블레이드의 절단위치는 각 회전익기의 구동계의 설계와 파손 형태에 따라 기 계산된 절단위치일 수 있다. 도 6을 참고하면, 제 y 블레이드는 각각 50-y1, 50-y2일 수 있으며, 각각의 절단위치는 50-yp1, 50-yp2일 수 있다.As another example, when the blade of the rotorcraft is five-leaf as shown in FIG. 6 , the y-th blade may be two blades adjacent to the position facing the damaged x-th blade, and the cutting of the y-th blade The position may be a pre-calculated cutting position according to the design and damage type of the drive system of each rotorcraft. Referring to FIG. 6 , the y-th blade may be 50-y1 and 50-y2, respectively, and the respective cutting positions may be 50-yp1 and 50-yp2.
이러한 구성으로, 제어부(300)는 위와 같이 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 상기 제 y 블레이드의 절단위치를 산출하고, 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 상기 제 y 블레이드의 절단위치에 해당하는 제 xp 절단부 및 제 yp 절단부에 제어신호를 전송하여 블레이드를 파단함으로써 효과적으로 블레이드가 파손된 회전익기(10) 구동부의 동적 균형을 유지할 수 있다.With this configuration, the
[5] 제어부의 자동모드 및 수동모드[5] Automatic mode and manual mode of the control unit
이하로는, 제어부의 수동모드 및 자동모드에 대해서 구체적으로 설명하겠다.Hereinafter, the manual mode and the automatic mode of the control unit will be described in detail.
제어부(300)는, 상기 절단부(200)를 자동으로 제어하는 자동모드와, 사용자의 입력에 의해 상기 절단부(200)를 제어하는 수동모드를 가지며, 사용자의 입력에 의해 수동모드 및 자동모드로 전환할 수 있다. 블레이드의 파손이 파손감지부(100)로부터 감지되어 블레이드 상태 정보를 수신 받으면, 제어부는 사용자에게 수동모드와 자동모드 중 어느 하나를 선택하도록 모드 선택 신호를 입출력 수단으로 전송한다. 제어부(300)는 입출력 수단으로부터 수신한 사용자의 자동 신호 또는 수동 신호에 따라 수동모드 또는 자동모드로 전환한다. The
이 때 제어부가 자동모드일 경우, 상기 파손감지부로(100)부터 수신한 상기 블레이드 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보에 기초하여, 제 x 블레이드의 절단 위치, 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하고, 사용자의 승인 없이 자동으로 상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 xp 절단부 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 제어할 수 있다.At this time, when the control unit is in the automatic mode, based on the blade damage information and the damage location information received from the
또한 이 때 제어부가 수동모드일 경우에, 상기 파손감지부로(100)부터 수신한 상기 블레이드 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보에 기초하여, 제 x 블레이드의 절단 위치, 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하고, 상기 입출력 수단에 절단 승인 요청 정보를 전송한다. 상기 입출력 수단으로부터 절단 승인 정보를 수신하면, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 xp 절단부 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 제어할 수 있으며, 제어부(300)가 상기 입출력 수단으로부터 절단 거절 신호를 수신하면, 절단부(200)를 작동하지 않는다.Also at this time, when the control unit is in the manual mode, based on the blade damage information and the damage location information received from the
한편, 회전익기가 적군에 의해 피격 당해 블레이드가 파손된 경우, 조종사가 패닉상태에 빠져 수동모드와 자동모드를 선택하지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 블레이드 절단을 수행하기 위해 사용자가 수동모드 또는 자동모드를 선택하는 선택신호가 기 설정된 시간 안에 입력되지 않으면 자동으로 자동모드로 전환되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 기 설정된 시간 5초일 수 있다. 따라서, 상기 제어부(300)는, 상기 파손감지부(100)로부터 상기 블레이드 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보가 출력되면, 수동모드 및 자동모드를 선택하는 모드 선택 신호를 입출력 수단으로 전송하고, 소정의 입력 대기 시간 동안 상기 입출력 수단으로부터 선택 신호를 받지 못하는 경우, 자동모드로 자동전환 하는 것일 수 있다. 이때, 제어부(300)는 파손감지부(100)를 통해 감지한 블레이드의 파손 정도에 따라 상기 입력 대기 시간을 다르게 설정할 수 있다. 예로서, 파손감지부(100)로부터 출력한 블레이드의 파손 위치가 로터의 구동부와 가까울수록, 상기 입력 대기 시간을 짧게 설정할 수 있다. 다른 예로서, 파손감지부(100)로부터 출력한 파손된 블레이드가 2개 이상일 경우 상기 입력 대기 시간을 짧게 설정할 수 있다.On the other hand, if the rotorcraft is hit by the enemy and the blades are damaged, the pilot may fall into a panic state and may not be able to select manual mode or automatic mode. In this case, it is preferable to automatically switch to the automatic mode when a selection signal for selecting the manual mode or the automatic mode by the user to perform blade cutting is not input within a preset time. Preferably, the preset time may be 5 seconds. Therefore, the
이러한 구성으로, 제어부(300)는 사용자의 입력에 따라 제어부(300)를 수동으로, 혹은 자동으로 제어하여 문제 상황에서 적절한 대응을 할 수 있다. 또한, 사용자가 입력 대기 시간 동안 수동 혹은 자동모드를 선택할 수 없는 패닉상태에 빠지더라도, 자동으로 자동모드로 전환되어 기체손실 및 인명피해를 줄일 수 있으며, 블레이드의 파손 정도에 따라 로터의 구동부가 버틸 수 있을 것이라고 예상되는 시간에 기초하여 입력 대기 시간을 다르게 설정함으로 블레이드 파손 상황에 신속하게 대응하여 인명 피해와 기체 손실을 줄일 수 있는 큰 효과가 있다.With this configuration, the
[5] 블레이드 절단 시뮬레이션[5] Blade cutting simulation
한편 본 발명에 따르면, 제어부(300)는 사용자에게 블레이드가 절단되는 경우의 시뮬레이션 정보를 사용자에게 제시하여, 사용자가 능동적으로 블레이드 절단을 판단하도록 돕는 역할을 할 수 있다.Meanwhile, according to the present invention, the
이러한 시뮬레이션 정보는 제어부(300)에서 직접 산출할 수 있다. 제어부(300)는, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치 및 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 제 y 블레이드의 절단 위치에 기초하여, 상기 절단위치에 각각 해당하는 상기 제 xp 절단부 및 상기 yp 절단부가 절단되는 경우를 시뮬레이션하여, 상기 회전익기 구동부의 회전 균형 시뮬레이션 정보를 산출하며, 상기 산출된 시뮬레이션 정보를 상기 입출력 수단에 전송하는 것일 수 있다. 여기서 입출력 수단이란, 바람직하게 회전익기에 탑재된 LCD 스크린일 수 있다.Such simulation information may be directly calculated by the
또한 제어부(300)는, 서버(400)로부터 시뮬레이션 정보를 제공받을 수 있다. 상기 제 x 블레이드의 절단 위치 및 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 제 y 블레이드의 절단 위치를 서버에 전송하며, 상기 서버(400)로부터 상기 절단위치에 각각 해당하는 상기 제 xp 절단부 및 상기 yp 절단부가 절단되는 경우의 상기 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보를 수신하여, 상기 입출력 수단에 전송하는 것일 수 있다.Also, the
동적 균형 시뮬레이션 정보는 3D기반 블레이드 절단 시뮬레이션, 로터의 양력 변화량, 회전익기의 무게중심, 추락 속도 등일 수 있다. 바람직하게, 사용자는 시뮬레이션 결과를 보고 블레이드 절단을 승인을 판단할 수 있으며, 제어부(300)는 사용자의 판단에 따라 입출력 장치를 통하여 절단 승인 신호 혹은 절단 거절 신호를 수신받는다.The dynamic balance simulation information may be a 3D-based blade cutting simulation, a lift change amount of a rotor, a center of gravity of a rotorcraft, a fall speed, and the like. Preferably, the user may determine whether to approve the blade cutting by viewing the simulation result, and the
[6] 회전익기의 제어방법에 대한 구체적인 설명[6] Detailed description of the control method of the rotorcraft
다음으로는, 블레이드 파손 대응 기능을 가진 회전익기의 제어방법에 대해 자세하게 설명한다.Next, the control method of the rotorcraft with the blade damage response function will be described in detail.
회전익기의 제어방법은, 파손감지부(100)가 상기 회전익기의 복수의 블레이드 중 적어도 하나의 블레이드가 파손되는 경우 파손된 블레이드의 블레이드 파손 정보 및 파손 위치 정보를 출력하는 파손감지단계(S50), 제어부가 상기 블레이드 파손 정보 및 파손 위치 정보에 기초하여 상기 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 절단위치를 산출하고, 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하는 절단 대상 산출 단계(S100) 및 제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200)를 포함할 수 있다.The control method of the rotorcraft includes a damage detection step (S50) in which the
또한, 상기 절단 대상 산출 단계 이후, 사용자의 입력에 의해 제어부가 수동모드 또는 자동모드로 전환하는 제어선택단계(S110)를 더 포함하고, 상기 제어선택단계(S110)에서 수동모드(S120)로 전환한 경우, 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보가 출력되는 단계(S130), 상기 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보를 상기 입출력 수단에 전송하는 단계(S140), 상기 입출력 수단에 절단 승인 요청 정보를 전송하는 단계(S150), 사용자의 입력에 의해 입출력 수단으로부터 절단 승인 정보를 수신하는 단계 및 제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200)를 포함할 수 있다.In addition, after the step of calculating the cutting target, the method further includes a control selection step (S110) in which the control unit switches to a manual mode or an automatic mode according to a user's input, and switches from the control selection step (S110) to the manual mode (S120) In one case, the step of outputting dynamic balance simulation information of the rotorcraft (S130), transmitting the dynamic balance simulation information of the rotorcraft to the input/output means (S140), transmitting cutting approval request information to the input/output means (S150), receiving the cutting approval information from the input/output means by the user's input, and the control unit controlling the xp-th cutting unit and the y-th cutting unit corresponding to the cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade, respectively It may include a cutting step (S200).
여기서, 상기 동적 균형 시뮬레이션 정보는 제어부(300)에서 산출할 수 있으며, 혹은 서버(400)에서 산출할 수 있으며, 승인스위치(310)가 절단 거절 신호를 출력하면, 제어부는 절단부를 동작시키지 않는다.Here, the dynamic balance simulation information may be calculated by the
또한, 상기 제어선택단계(S110)에서 자동모드(S160)로 전환한 경우, 제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200)를 포함할 수 있다. 즉 사용자의 승인 여부와 관계없이 자동모드인 경우에는 바로 블레이드 절단을 수행한다.In addition, when the control selection step (S110) is switched to the automatic mode (S160), the control unit controls the xp-th cutting unit and the yp-th cutting unit corresponding to the cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade, respectively It may include a cutting step (S200). That is, regardless of whether the user approves or not, in the automatic mode, the blade is cut immediately.
한편, 상기 제어선택단계(S110)는, 기 설정된 시간 안에 수동모드 또는 자동모드를 선택하는 선택 신호가 입력되는지 확인하는 단계, 선택신호가 기 설정된 시간 안에 발생하지 않으면, 상기 제어부가 자동모드로 자동 전환하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 과정으로, 사용자가 피격 등의 이유로 패닉상태에 빠져 수동모드 또는 자동모드를 선택하지 못하는 상황인 경우에 효과적으로 대처하여 인명피해 및 기체손실을 줄일 수 있다.On the other hand, the control selection step (S110) is a step of checking whether a selection signal for selecting the manual mode or the automatic mode is input within a preset time. It may include a step of converting. With this process, it is possible to effectively cope with a situation in which the user falls into a panic state due to being hit and cannot select the manual mode or the automatic mode, thereby reducing human casualties and loss of airframe.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
10 : 회전익기
50 : 블레이드
100 : 파손감지부
120 : 센서부
125 : 감지센서
200 : 절단부
210 : 기폭제
300 : 제어부
400 : 서버10: rotorcraft
50 : blade
100: damage detection unit
120: sensor unit
125: detection sensor
200: cut part
210 : Catalyst
300: control unit
400 : server
Claims (17)
각각의 상기 블레이드 상에 구비되며, 블레이드의 상태 정보를 출력하는 파손감지부(100);
각각의 상기 블레이드 상에 적어도 하나 설치되며, 상기 블레이드의 적어도 일부가 파단되도록 상기 블레이드에 외력을 가하는 수단인 제 1 내지 p 절단부(200); 및
상기 파손감지부(100)로부터 상기 블레이드의 상태 정보를 수신하고, 상기 블레이드의 상태 정보를 기초로 상기 절단부를 제어하는 제어부(300);를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 파손감지부에 의해서 파손이 감지된 제 x 블레이드의 일부 및 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 적어도 하나인 제 y 블레이드의 일부가 파단되도록,
상기 제 x 블레이드의 소정 위치에 구비된 제 xp 절단부 및 상기 제 y 블레이드의 소정 위치에 구비된 제 yp 절단부를 제어하며
n>1, p>1, 1≤x, y≤n, 및 1≤xp, yp≤p 이고,
상기 제어부(300)는,
상기 파손감지부(100)로부터 수신한 상기 제 x 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 기초로, 상기 제 x 블레이드의 절단 위치를 산출하고,
상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 상기 제 xp 절단부를 제어하고,
상기 제 x 블레이드의 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보에 기초하여,
상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드를 선정하고,
상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하며,
상기 제 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 제어하되,
상기 제 x 블레이드의 절단 위치 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치는, 상기 제 x 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 길이방향 위치인 것을 특징으로 하는 회전익기.
First to n blades 50 radially disposed in the driving part of the rotorcraft;
a damage detection unit 100 provided on each of the blades and outputting state information of the blades;
At least one installed on each of the blades, the first to p cutting part 200, which is a means for applying an external force to the blade so that at least a portion of the blade is broken; and
Including; receiving the state information of the blade from the damage detection unit 100, and controlling the cutting unit based on the state information of the blade;
The control unit is
so that a part of the y-th blade, which is at least one of a part of the x-th blade for which damage is detected and a blade for which damage is not detected by the damage detection unit, is broken;
Controls the xp-th cutting unit provided at a predetermined position of the x-th blade and the y-th cutting unit provided at a predetermined position of the y-th blade,
n>1, p>1, 1≤x, y≤n, and 1≤xp, yp≤p,
The control unit 300,
Based on the damage information and the damage location information of the x-th blade received from the damage detection unit 100, calculating the cutting position of the x-th blade,
Controls the xp-th cutting unit corresponding to the cutting position of the x-th blade,
Based on the damage information and the damage location information of the x-th blade,
In order to maintain the dynamic balance of the rotorcraft driving unit, select at least one y-th blade to be cut among the blades for which damage is not detected,
Calculate the cutting position of the y-th blade,
But controlling the y-th cut portion corresponding to the cutting position of the y-th blade,
The cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade are the longitudinal positions of the x-th blade and the y-th blade.
상기 파손감지부(100)로부터 수신한 상기 제 x 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 기초로,
상기 제 x 블레이드의 파손된 위치와 가장 근접한 기 지정된 절단 위치 중에서 회전익기 구동부 쪽의 절단 위치를 상기 제 x 블레이드의 절단 위치로 산출하고,
상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 상기 제 xp 절단부를 제어하는 것을 특징으로 하는 회전익기.
According to claim 1, wherein the control unit,
Based on the damage information and damage location information of the x-th blade received from the damage detection unit 100,
Calculating the cutting position on the side of the rotorcraft drive unit among the pre-designated cutting positions closest to the damaged position of the x-th blade as the cutting position of the x-th blade,
A rotorcraft, characterized in that for controlling the xp-th cutting portion corresponding to the cutting position of the x-th blade.
상기 회전익기가 짝수개의 블레이드를 갖는 경우,
상기 제 y 블레이드는 상기 제 x 블레이드와 마주보는 위치에 구비된 하나의 블레이드인 것을 특징으로 하는 회전익기.
The method of claim 1,
When the rotorcraft has an even number of blades,
The y-th blade is a rotorcraft, characterized in that the single blade provided at a position facing the x-th blade.
상기 회전익기가 홀수개의 블레이드를 갖는 경우,
상기 제 y 블레이드는 상기 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 연장선 좌우에서 가장 인접한 두 블레이드이며,
상기 제 y 블레이드의 절단 위치는,
상기 제 y 블레이드의 절단위치에서 절단했을 때 상실한 회전 관성이
상기 제 x 블레이드의 파손으로 상실한 회전 관성과 가장 가까운 위치로 결정하여 동적 균형을 회복하는 것
을 특징으로 하는 회전익기.
7. The method of claim 6,
When the rotorcraft has an odd number of blades,
The y-th blade is the two most adjacent blades on the left and right of the extension line of the x-th blade, which is the damaged blade,
The cutting position of the y-th blade is,
The rotational inertia lost when cutting at the cutting position of the y-th blade
To restore the dynamic balance by determining the position closest to the rotational inertia lost due to the breakage of the xth blade
A rotorcraft characterized by a.
각각의 상기 블레이드 상에 구비되며, 블레이드의 상태 정보를 출력하는 파손감지부(100);
각각의 상기 블레이드 상에 적어도 하나 설치되며, 상기 블레이드의 적어도 일부가 파단되도록 상기 블레이드에 외력을 가하는 수단인 제 1 내지 p 절단부(200); 및
상기 파손감지부(100)로부터 상기 블레이드의 상태 정보를 수신하고, 상기 블레이드의 상태 정보를 기초로 상기 절단부를 제어하는 제어부(300);를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 파손감지부에 의해서 파손이 감지된 제 x 블레이드의 일부 및 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 적어도 하나인 제 y 블레이드의 일부가 파단되도록,
상기 제 x 블레이드의 소정 위치에 구비된 제 xp 절단부 및 상기 제 y 블레이드의 소정 위치에 구비된 제 yp 절단부를 제어하며
n>1, p>1, 1≤x, y≤n, 및 1≤xp, yp≤p 이고,
상기 제어부(300)는,
상기 절단부(200)를 자동으로 제어하는 자동모드와, 사용자의 입력에 의해 상기 절단부(200)를 제어하는 수동모드를 가지며,
사용자의 입력에 의해 수동모드 또는 자동모드를 선택할 수 있는 것
을 특징으로 하는 회전익기.
First to n blades 50 radially disposed in the driving part of the rotorcraft;
a damage detection unit 100 provided on each of the blades and outputting state information of the blades;
At least one installed on each of the blades, the first to p cutting part 200, which is a means for applying an external force to the blade so that at least a portion of the blade is broken; and
Including; receiving the state information of the blade from the damage detection unit 100, and controlling the cutting unit based on the state information of the blade;
The control unit is
so that a part of the y-th blade, which is at least one of a part of the x-th blade for which damage is detected and a blade for which damage is not detected by the damage detection unit, is broken;
Controls the xp-th cutting unit provided at a predetermined position of the x-th blade and the y-th cutting unit provided at a predetermined position of the y-th blade,
n>1, p>1, 1≤x, y≤n, and 1≤xp, yp≤p,
The control unit 300,
It has an automatic mode for automatically controlling the cutting unit 200 and a manual mode for controlling the cutting unit 200 by a user input,
Manual mode or automatic mode can be selected by user input
A rotorcraft characterized by a.
제어부가 자동모드일 경우에,
상기 파손감지부로(100)부터 수신한 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보에 기초하여, 제 x 블레이드의 절단 위치, 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하고,
상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 xp 절단부 및
상기 제 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 제어하는 것
을 특징으로 하는 회전익기.
9. The method of claim 8,
When the control unit is in automatic mode,
Based on the damage information and damage location information of the blade received from the damage detection unit 100, calculate the cutting position of the x-th blade, the y-th blade and the cutting position of the y-th blade,
an xp-th cutting portion corresponding to the cutting position of the x-th blade, and
to control the y-th cutting portion corresponding to the cutting position of the y-th blade
A rotorcraft characterized by a.
제어부가 수동모드일 경우에,
상기 파손감지부로(100)부터 수신한 상기 블레이드의 파손 정보 및 상기 파손 위치 정보에 기초하여, 제 x 블레이드의 절단 위치, 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하고,
입출력 수단에 절단 승인 요청 정보를 전송하고,
상기 입출력 수단으로부터 절단 승인 정보를 수신하면,
상기 제 x 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 xp 절단부 및
상기 제 y 블레이드의 절단 위치에 해당하는 제 yp 절단부를 동작시키는 것
을 특징으로 하는 회전익기.
10. The method of claim 9,
When the control unit is in manual mode,
Based on the damage information and the damage location information of the blade received from the damage detection unit 100, calculate the cutting position of the x-th blade, the y-th blade and the cutting position of the y-th blade,
Transmitting the cutting approval request information to the input/output means,
When cutting approval information is received from the input/output means,
an xp-th cutting portion corresponding to the cutting position of the x-th blade, and
operating the y-th cutting part corresponding to the cutting position of the y-th blade
A rotorcraft characterized by a.
상기 제어부(300)는,
상기 제 x 블레이드의 절단 위치 및 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 제 y 블레이드의 절단 위치에 기초하여,
상기 절단 위치에 각각 해당하는 상기 제 xp 절단부 및 상기 제 yp 절단부가 절단되는 경우를 시뮬레이션하여, 상기 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보를 산출하며, 상기 산출된 동적 균형 시뮬레이션 정보를 상기 입출력 수단에 전송하는 것
을 특징으로 하는 회전익기.
11. The method of claim 10,
The control unit 300,
In order to maintain the dynamic balance of the cutting position of the x-th blade and the rotorcraft driving unit, based on the cutting position of the y-th blade and the y-th blade, which is at least one of the blades for which damage is not detected,
By simulating a case in which the xp-th cutting unit and the yp-th cutting unit corresponding to the cutting position are cut, the dynamic balance simulation information of the rotorcraft is calculated, and the calculated dynamic balance simulation information is transmitted to the input/output means thing
A rotorcraft characterized by a.
상기 제어부는,
상기 제 x 블레이드의 절단 위치 및 상기 회전익기 구동부의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 제 y 블레이드의 절단 위치를 서버에 전송하며,
상기 서버로부터 상기 절단위치에 각각 해당하는 상기 제 xp 절단부 및 상기 제 yp 절단부가 절단되는 경우의 상기 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보를 수신하여, 상기 입출력 수단에 전송하는 것
을 특징으로 하는 회전익기.
12. The method of claim 11,
The control unit is
In order to maintain the dynamic balance of the cutting position of the x-th blade and the rotorcraft driving unit, at least one of the blades for which damage is not detected, the y-th blade and the cutting position of the y-th blade are transmitted to the server,
Receive from the server the dynamic balance simulation information of the rotorcraft when the xp-th cutting unit and the yp-th cutting unit corresponding to the cutting position are cut, respectively, and transmitting the information to the input/output means
A rotorcraft characterized by a.
상기 제어부(300)는,
상기 파손감지부(100)로부터 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보가 출력되면, 수동모드 또는 자동모드를 선택하는 모드 선택 신호를 입출력 수단으로 전송하고,
소정의 입력 대기 시간 동안 상기 입출력 수단으로부터 선택 신호를 받지 못하는 경우, 자동모드로 자동전환 하는 것
을 특징으로 하는 회전익기.
13. The method of claim 12,
The control unit 300,
When the damage information and damage location information of the blade are output from the damage detection unit 100, a mode selection signal for selecting a manual mode or an automatic mode is transmitted to the input/output means,
When the selection signal is not received from the input/output means for a predetermined input waiting time, automatically switching to the automatic mode
A rotorcraft characterized by a.
파손감지부(100)가 상기 회전익기의 복수의 블레이드 중 적어도 하나의 블레이드가 파손되는 경우 파손된 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 출력하는 파손감지단계(S50);
제어부가 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보에 기초하여,
상기 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 절단위치를 산출하고,
상기 회전익기의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하는 절단 대상 산출 단계(S100); 및
제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200);를 포함하되,
상기 제 x 블레이드의 절단 위치 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치는, 상기 제 x 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 길이방향 위치인 것을 특징으로 하는, 블레이드 파손 대응 기능을 가진 회전익기의 제어방법.
In the control method of a rotorcraft with a blade damage response function,
Damage detection step (S50) of the damage detection unit 100 outputting damage information and damage location information of the damaged blade when at least one of the plurality of blades of the rotorcraft is damaged;
The control unit based on the damage information and damage location information of the blade,
Calculate the cutting position of the x-th blade that is the damaged blade,
In order to maintain the dynamic balance of the rotorcraft, a cutting target calculating step (S100) of calculating the y-th blade, which is at least one of the blades for which damage is not detected, and the cutting position of the y-th blade; and
A cutting step (S200) in which the control unit controls the xp-th cutting unit and the yp-th cutting unit corresponding to the cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade, respectively;
The cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade are the longitudinal positions of the x-th blade and the y-th blade.
파손감지부(100)가 상기 회전익기의 복수의 블레이드 중 적어도 하나의 블레이드가 파손되는 경우 파손된 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보를 출력하는 파손감지단계(S50);
제어부가 상기 블레이드의 파손 정보 및 파손 위치 정보에 기초하여,
상기 파손된 블레이드인 제 x 블레이드의 절단위치를 산출하고,
상기 회전익기의 동적 균형 유지를 위하여, 파손이 감지되지 않은 블레이드 중 절단할 적어도 하나인 제 y 블레이드 및 상기 제 y 블레이드의 절단 위치를 산출하는 절단 대상 산출 단계(S100); 및
사용자의 입력에 의해 제어부가 수동모드 또는 자동모드로 전환하는 제어선택단계(S110);를 포함하되,
상기 제어선택단계(S110)에서 수동모드(S120)로 전환한 경우 :
회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보가 출력되는 단계(S130);
상기 회전익기의 동적 균형 시뮬레이션 정보를 입출력 수단에 전송하는 단계(S140);
상기 입출력 수단에 절단 승인 요청 정보를 전송하는 단계(S150);
사용자의 입력에 의해 상기 입출력 수단으로부터 절단 승인 정보를 수신하는 단계; 및
제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200);를 포함하는,
블레이드 파손 대응 기능을 가진 회전익기의 제어 방법.
In the control method of a rotorcraft with a blade damage response function,
Damage detection step (S50) of the damage detection unit 100 outputting damage information and damage location information of the damaged blade when at least one of the plurality of blades of the rotorcraft is damaged;
The control unit based on the damage information and damage location information of the blade,
Calculate the cutting position of the x-th blade that is the damaged blade,
In order to maintain the dynamic balance of the rotorcraft, a cutting target calculating step (S100) of calculating the y-th blade, which is at least one of the blades for which damage is not detected, and the cutting position of the y-th blade; and
A control selection step (S110) in which the control unit switches to a manual mode or an automatic mode by a user's input; including;
In the case of switching to the manual mode (S120) in the control selection step (S110):
Outputting the dynamic balance simulation information of the rotorcraft (S130);
transmitting dynamic balance simulation information of the rotorcraft to input/output means (S140);
transmitting cutting approval request information to the input/output means (S150);
receiving cutting approval information from the input/output means according to a user's input; and
A cutting step (S200) in which the control unit controls the xp-th cutting unit and the yp-th cutting unit corresponding to the cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade, respectively;
A control method for a rotorcraft with a blade breakage response function.
상기 제어선택단계(S110)에서 자동모드(S160)로 전환한 경우 :
제어부가 상기 제 x 블레이드의 절단위치와 제 y 블레이드의 절단위치에 각각 해당하는 제 xp 절단부와 제 yp 절단부를 제어하는 절단단계(S200);를 포함하는
블레이드 파손 대응 기능을 가진 회전익기의 제어 방법.
16. The method of claim 15,
In the case of switching to the automatic mode (S160) in the control selection step (S110):
A cutting step (S200) in which the control unit controls the xp-th cutting unit and the yp-th cutting unit corresponding to the cutting position of the x-th blade and the cutting position of the y-th blade, respectively;
A control method for a rotorcraft with a blade breakage response function.
상기 제어선택단계(S110)는,
기 설정된 입력 대기 시간 안에 수동모드 또는 자동모드를 선택하는 선택 신호가 입력되는지 확인하는 단계; 및
선택신호가 기 설정된 입력 대기 시간 안에 발생하지 않으면, 상기 제어부가 자동모드로 자동전환하는 단계;를 포함하는
블레이드 파손 대응 기능을 가진 회전익기의 제어 방법.17. The method according to claim 15 or 16,
The control selection step (S110) is,
checking whether a selection signal for selecting a manual mode or an automatic mode is input within a preset input waiting time; and
If the selection signal does not occur within the preset input waiting time, the control unit automatically switching to the automatic mode; including;
A control method for a rotorcraft with a blade breakage response function.
Priority Applications (1)
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KR1020200099738A KR102368986B1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Rotorcraft and its control methods with response function for damaged blade |
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