KR102527736B1 - 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템 - Google Patents
항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
개시된 본 발명에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템은, 항공기의 재킹 위치에 설치되는 재킹 아답터(402)를 지지하는 서스펜션 시스템에 관한 것으로써, 지면에 지지되는 베이스 프레임(10)과, 베이스 프레임(10)에 지지되게 설치되는 펜듈럼 유닛(30)과, 상기 펜듈렴 유닛(30)에 지지 구조물에 의해 지지되며 멤브레인 에어 스프링(208)을 구비하고 상단에 비행기의 재킹 아답터(402)와 재킹하는 잭 아답터(202)를 구비하는 에어 스프링 유닛(20)을 포함한다. 본 발명에 의하면 항공기 이동 때문에 같이 이동한 항공기 재킹 아답터(402)를 지지하는 본 발명의 베이스 프레임(10)은 지면에 계속 고정되지만, 재킹 아답터(402)를 지지하는 에어 스프링 유닛(20)의 멤브레인 에어 스프링(210)의 하부에 지지 구조물을 배치하고, 상기 지지 구조물을 펜듈럼 유닛(30)의 펜듈럼 와이어(304)로 연결하여 매달린 추와 같은 형태로 흔들릴 수 있도록 하여 X, Y 방향 진동자 움직임이 가능하게 할 수 있다. 따라서, 새로운 위치로 이동한 항공기를 지지하기 위해 서스펜션 시스템을 이동할 필요가 없게 되어 시간과 인력을 불필요하게 낭비하지 않아도 되고, 안전하고 빠른 지상 시험이 가능하며, 또한 항공기 연료 공급 시 안전을 위해 랜딩 기어의 지상 접지 시에도 서스펜션 시스템의 이동이나 교체 없이 사용 할 수 있어 안전한 급유 및 배유가 가능하여 효율적인 지상 시험이 가능하게 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 항공기 지상 시험을 위한 서스펜션 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 랜딩 기어를 항공기 동체 안에 접고 펼칠 때 생기는 랜딩 기어의 기구학적 비대칭적인 움직임과 항공기 타이어와 지면과의 마찰력 차이로 생기는 불규칙한 항공기 이동 때문에 같이 이동한 항공기 재킹 포인트를 지지하기 위해, 이동한 항공기 재킹 포인트로 서스펜션 시스템의 위치 이동 없이 멤브레인 에어 스프링을 포함한 서스펜션 시스템으로 재킹 포인트를 지지하여 항공기를 들어 올려 항공기의 랜딩 기어를 접고 지상 진동 시험을 제공하는, 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템에 관한 것이다.
항공기 지상 진동 시험(GVT:Ground Vibration Test)은 항공기의 고유진동수(natural frequency), 감쇠계수(damping ratio), 모드형상(mode shape) 등과 같은 모달 매개변수들을 구하고, 이에 따른 진동모드를 규명하기 위해 수행된다. 이러한 시험은 비행 시험의 일부분으로 플러터(flutter)와 같은 공탄성(aeroelastic) 불안정성을 예측하기 위해 사용되는 동특성 모델을 시험결과와 비교하여 수정하는데 중요한 역할을 한다. 항공기 지상 진동 시험에서는 항공기의 강체모드가 기체의 탄성모드와 간섭이 발생하지 않도록 충분히 낮은 진동수로 격리되어야 하며, 그렇지 않으면 탄성모드에 영향을 주거나 고유모드와 다른 탄성모드를 유발할 수 있다.
강체모드를 분리시키는 방법으로 항공기의 비행 상태를 모사하고 강체모드 진동수를 줄이기 위한 지지 장치를 사용하는데 이를 소프트 서스펜션 시스템(Soft suspension system) 이라 부른다.
가장 간단한 방법의 소프트 서스펜션 시스템은 항공기 동체 좌우 랜딩 기어와 전방 랜딩 기어의 스트럿의 유압을 줄이고 항공기 타이어의 공기압을 적절하게 낮게 조절하는 방법이 있다. 이 방법은 착륙장치의 강체모드가 기체의 탄성모드와 부적절한 격리를 초래할 수 있으므로 주의가 필요하다. 또 다른 방법으로는 멤브레인 또는 컨볼루트 에어 스프링을 포함한 지지 장치를 이용해 항공기의 하드 포인트에 설치한 재킹 아답터를 들어 올리는 공압 서스펜션 시스템으로 항공기를 지지하는 방법이 있다.
공압 서스펜션 시스템으로 항공기를 지지하고, 항공기 랜딩 기어를 접어 항공기 동체 안에 수납하고, 하늘을 비행하는 형상으로 수행되는 지상 진동 시험에서는 자주 항공기 연료의 급유 및 배유 그리고, 장착물의 위치 변경을 하는 형상 변경을 해야 하는데, 항공기 안전을 고려하여 랜딩 기어를 펼쳐 항공기를 지상에 지지되어야 한다. 이 때, 공압 서스펜션 시스템은 항공기를 지지하지 않게 되고, 좌우 랜딩 기어가 펼쳐지면서 좌우 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임, 그리고, 좌우 랜딩 기어의 타이어들과 지면과의 마찰력 차이로, 항공기는 공압 서스펜션 시스템으로 지지하던 위치에서 불규칙하게 이동하게 되어, 항공기에 설치한 재킹 아답터와 공압 서스펜션 시스템에 설치한 잭 아답터 사이에 수직 수평 간격이 발생한다.
형상 변경 후, 다시 지상 진동 시험을 위해 항공기를 공압 서스펜션 시스템으로 지지하기 위해 통상의 방법으로는 이동한 항공기의 재킹 아답터 위치로 공압서스펜션 시스템을 이동하여 항공기 재킹 아답터와 공압 서스펜션 시스템의 잭 아답터를 수직 방향으로 일치시키는 작업을 계속 수행해야 하며, 항공기 지지 바닥이고르지 않으면 공압 서스펜션 시스템의 수평도 같이 수정하는 작업을 수행 해야 한다. 형상 변경이 수행될 때 마다 반복되는 수정 작업은 시험에서 안전을 고려한 필수 작업이지만 많은 시간과 인력을 필요로 하는 작업으로 항공기 지상 진동 시험에서 많은 시간과 인력이 필요한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 항공기 랜딩 기어의 펼침에서 일어나는 비대칭 기구학적 움직임에 따른 항공기 이동과 하드 포인트 이동으로 형상 변경 전 항공기를 지지했던 서스펜션 시스템의 위치 이동 없이, 불규칙하게 멀어진 항공기 하드 포인트를 다시 들어 올려 시험을 수행할 수 있도록 하는 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템은, 항공기의 재킹 위치에 설치되는 재킹 아답터(402)를 지지하는 서스펜션 시스템에 관한 것으로써, 이동을 위한 바퀴를 구비하는 캐스터(103)와 위치 고정을 위한 레벨 풋(104)과 모터(101) 및 모터의 회전으로 구동되는 스크류 잭(102)을 구비하는 베이스 프레임(10); 상기 베이스 프레임(10)의 스크류 잭(102) 상단에 설치되어 상기 스크류 잭(102)의 회전 또는 역회전으로 상승 또는 하강하며 관통공이 형성되는 무빙 플레이트(302)와, 상기 무빙 플레이트(302)와 스크류 잭 가이드(303)에 의해 연결되어 상기 무빙 플레이트(302)와 연동하여 상승 또는 하강하며 관통공이 형성되는 펜듈럼 지지 플레이트(301)과, 상기 펜듈럼 지지 플레이트(301)에 상단이 연결되어 유연 재질을 갖는 펜듈럼 와이어(304)와, 상기 펜듈럼 와이어(304)의 하단이 연결되며 상기 무빙 플레이트(302)의 관통공 내에 위치하되 상기 무빙 플레이트(302)와 접촉(간섭)하지 않아 펜듈럼 와이어(304)의 수평 이동이 가능하도록 하는 펜듈럼 베이스 플레이트(305) 및 상기 무빙 플레이트(302)와 상기 펜듈럼 지지 플레이트(301) 사이 공간에 위치하되 하단이 상기 펜듈럼 베이스 플레이트(305)에 지지되게 설치되는 에어 스프링 블록(306)을 포함하는 펜듈럼 유닛(30); 및, 상기 펜듈럼 유닛(30)의 스프링 블록(306) 상단에 설치되며 수직 위치 밸브(209)를 통해 압축 공기를 공급받으며 멤브레인(210)을 구비하는 에어 스프링 챔버(211)와, 상기 멤브레인(210)의 팽창으로 항공기 하중을 지지하는 로드 피스톤(207) 및 상기 로드 피스톤(207)의 상부에 설치되어 상기 항공기의 재킹 아답터(402)와 재킹하는 잭 아답터(202)를 포함하는 에어 스프링 유닛(20)을 포함한다.
상기 펜듈럼 와이어(304)는, 얇은 강철선을 여러 개 꼬아서 만든 와이어와, 상기 와이어의 양단에 구비된 텐션 너트(307)를 구비하며, 상기 텐션 너트(307)에 탭을 형성하여 볼트로 고정할 수 있다.
상기 펜듈럼 와이어(304)는 적어도 3개 이상이 구비될 수 있다.
상기 에어 스프링 유닛(20)은, 상기 에어 스프링 챔버(211)에 돌출 설치된 복수의 챔버 부시(204)와, 상기 로드 피스톤(207)에 돌출 설치된 복수의 로드 피스톤 부시(206) 및 상기 각각의 챔버 부시(204)와 상기 로드 피스톤 부시(206) 사이를 관통하는 수직 링크 바(205)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 항공기 이동 때문에 같이 이동한 항공기 재킹 포인트를 지지했던 펜듈럼 서스펜션 시스템의 베이스 프레임은 계속 지면에 고정되지만, 재킹 포인트를 지지하는 에어 스프링 유닛의 멤브레인 에어 스프링의 하부에 지지 구조물을 배치하고, 상기 지지 구조물을 펜듈럼 유닛의 펜듈럼 와이어로 연결하여 매달린 추와 같은 형태로 흔들릴 수 있도록 하여 X, Y 방향 진동자 움직임이 가능하게 할 수 있다.
따라서, 새로운 위치로 이동한 항공기의 하드 포인트를 지지하기 위해 종래와 같이 서스펜션 시스템을 이동할 필요가 없게 되어 시간과 인력을 불필요하게 낭비하지 않아도 되고, 안전하고 빠른 지상 시험이 가능한 효과가 있다.
또한, 항공기 연료 공급 시 안전을 위해 랜딩 기어의 지상 접지 시에도 서스펜션 시스템의 이동이나 교체 없이 사용 할 수 있어 안전한 급유 및 배유가 가능하여 효율적인 지상 시험이 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 에어 스프링 챔버와 로드 피스톤을 수직으로 연결하도록 링크 바를 설치하여, 재킹 아답터가 기울어져 생기는 균일하지 않은 수직 하중에 의한 회전력을 효과적으로 제한하여 로드 피스톤이 수직 방향으로 균일한 높이로 움직이게 하여, 수직 위치 밸브로 빠르고 쉽게 멤브레인 에어 스프링의 수직 팽창량을 조절 할 수 있고, 나아가 항공기를 3점 지지로 빠르게 안정시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 포함한 펜듈럼 서스펜션 시스템으로 항공기의 재킹 아답터를 지지하는 것을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 포함한 펜듈럼 서스펜션 시스템으로 항공기의 하드 포인트에 설치한 재킹 아답터를 지지하여 항공기를 들어 올리고 랜딩 기어를 항공기 동체 안에 접은 것을 나타내는 도면,
도 3은 항공기 날개에 장착되어 기울어진 재킹 아답터를 잭 아답터로 지지하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 포함한 펜듈럼 서스펜션 시스템의 전체 도면,
도 5는 도 4의 펜듈럼 유닛을 나타내는 도면,
도 6은 도 5의 펜듈럼 유닛에서 일부 구성을 제거한 상태를 나타내는 도면,
도 7은 도 5의 펜듈럼 와이어를 나타내는 도면,
도 8은 도 4의 에어 스프링 유닛을 나타내는 도면,
도 9는 항공기 이동으로 발생되는 재킹 아답터와 잭 아답터의 상대 위치 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 포함한 펜듈럼 서스펜션 시스템으로 항공기의 하드 포인트에 설치한 재킹 아답터를 지지하여 항공기를 들어 올리고 랜딩 기어를 항공기 동체 안에 접은 것을 나타내는 도면,
도 3은 항공기 날개에 장착되어 기울어진 재킹 아답터를 잭 아답터로 지지하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 포함한 펜듈럼 서스펜션 시스템의 전체 도면,
도 5는 도 4의 펜듈럼 유닛을 나타내는 도면,
도 6은 도 5의 펜듈럼 유닛에서 일부 구성을 제거한 상태를 나타내는 도면,
도 7은 도 5의 펜듈럼 와이어를 나타내는 도면,
도 8은 도 4의 에어 스프링 유닛을 나타내는 도면,
도 9는 항공기 이동으로 발생되는 재킹 아답터와 잭 아답터의 상대 위치 도면이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 항공기(4)는 3개 지점 즉, 동체지점(nose or tail)과 두 개의 주익지점에 재킹 위치(jacking point)가 있다. 상기 재킹 위치는 항공기 정비를 위한 하드 포인트이며 항공기에 반영되어 있고, 항공기의 무게 및 무게 중심을 고려하여 설계되며, 상기 재킹 위치에 재킹 아답터를 설치한다. 이 재킹 아답터를 본 발명의 실시예에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템(1,2,3)의 잭 아답터로 항공기 하부에서 지지하면 항공기를 안정적으로 지지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 지상에 랜딩 기어로 계류 중인 항공기를 항공기 재킹 위치에 설치한 재킹 아답터(402)를, 본 발명의 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템의 상단에 설치된 잭 아답터(202)로 지지 할 수 있게 되는데, 이와 같이 본 발명에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템은 항공기를 상승시켜 항공기 동체 안으로 랜딩 기어를 접어 넣어 지상 진동 시험을 위해 항공기를 비행 형상으로 만들고, 에어 스프링 유닛(20)의 멤브레인 에어 스프링(210, 도8 참조)에 공압을 공급하여 항공기를 지지해서 자유 경계 조건을 제공 할 수 있다. 여기서 재킹 아답터 포지션 핀(403)은 날개의 재킹 아답터(402)를 항공기 날개 하면에 설치할 때 항공기 날개 하면에 구비된 구멍에 삽입되어 날개 재킹 아답터(402)의 위치를 고정한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템(이하 '펜듈럼 서스펜션 시스템'이라 칭함)은 베이스 프레임(10)과 펜듈럼 유닛(30) 및 도 3에 도시된 잭 아답터(202)를 구비하는 에어 스프링 유닛(20)을 포함한다.
베이스 프레임(10)은 본 발명의 펜듈럼 서스펜션 시스템을 지지하고 또한 구동을 위한 구동력을 제공하기 위한 것으로써, 이동을 위한 바퀴를 구비하는 캐스터(103)와, 위치 고정을 위한 레벨 풋(104)과, 구동력을 제공하는 모터(101) 및 모터(101)의 회전으로 구동되는 스크류 잭(102)을 포함한다. 스크류 잭(102)은 모터(101)의 회전축과 연결부재(도면부호 미도시)에 의해 연결되고 베이스 프레임(10) 상단으로부터 상부방향으로 돌출되게 설치되며, 항공기 하중에 따라 계산된 용량의 제품을 사용한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 펜듈럼 유닛(30)은 상기 베이스 프레임(10)의 상부에 설치되는데 구체적으로, 스크류 잭(102) 상단에 연결되게 설치되어 상기 스크류 잭(102)의 회전 또는 역회전으로 상승 또는 하강하는 무빙 플레이트(302)와, 상기 무빙 플레이트(302)와 스크류 잭 가이드(303)에 의해 연결되어 상기 무빙 플레이트(320)와 연동하여 상승 또는 하강하는 펜듈럼 지지 플레이트(301)과, 상기 펜듈럼 지지 플레이트(301)에 상단이 연결되며 유연 재질을 갖는 펜듈럼 와이어(304)와, 상기 펜듈럼 와이어(304)의 하단에 연결되는 펜듈럼 베이스 플레이트(305) 및 상기 무빙 플레이트(302)와 상기 펜듈럼 지지 플레이트(301) 사이 공간에 위치하되 하단이 상기 펜듈럼 베이스 플레이트(305)에 지지되게 설치되는 에어 스프링 지지블록(306)을 포함한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 펜듈럼 지지 플레이트(301)에는 관통공(301')이 형성되어 상기 에어 스프링 지지블록(306)의 상부 일부가 관통공(301')을 통과하게 된다. 에어 스프링 지지블록(306)의 상단에는 에어 스프링 유닛(20)이 설치되며, 따라서 에어 스프링 유닛(20)이 항공기 재킹 포인트를 지지할 때, 항공기와 간섭이 생기지 않게 공간을 확보하는 역할을 한다. 비행기는 다양한 기종에 따라 다양한 크기를 가지게 되며, 따라서 에어 스프링 지지블록(360)과 에어 스프링 유닛(20) 사이에는 별도의 높이 조절용 블록이 설치될 수 있다.
무빙 플레이트(302)은 스크류 잭(102)의 상단에 설치되며, 모터(101) 회전으로 구동되는 스크류 잭(102)의 회전, 역회전으로 상승, 하강하게 설치된다. 그리고, 상기 무빙 플레이트(302)와 펜듈럼 지지 플레이트(301)는 스크류 잭 가이드(303)에 의해 연결되어, 서로 연동하여 상승 또는 하강하게 된다.
한편, 상기 무빙 플레이트(302)에도 관통공(도면부호 미도시)이 형성되며, 상기 펜듈럼 베이스 플레이스(305)는 상기 관통공 내에 위치하되 상기 무빙 플레이트(302)와 접촉(간섭)하지 않도록 일정 간격 이격되게 설치된다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 펜듈럼 와이어(304) 및 이와 연결된 펜듈럼 베이스 플레이트(305)는 진동자 운동을 하여 수평 이동이 가능하게 되며, 펜듈럼 베이스 플레이트(305)에 설치된 에어 스프링 지지블록(306) 및 상기 에어 스프링 지지블록(306)에 지지되는 에어 스프링 유닛(20)과 잭 아답터(202) 역시 수평 이동이 가능하게 된다(도 4 참조).
한편, 본 실시예에 의하면 상기 펜듈럼 와이어(304)는 적어도 3개 이상, 바람직하게는 3개가 구비되는 것이 좋다.
펜듈럼 와이어(304)는 3점 지지를 해야 펜듈럼 베이스 플레이트(305)가 회전 운동을 하지 않고 평면 운동을 하며 수평을 유지할 수 있게 된다. 만약 2점 지지 시 두 지지점을 연결하는 가상의 선을 축으로 회전 운동을 하게 되며, 따라서 이를 방지 하기 위해 최소 3점 지지를 해야 한다. 필요시엔 4개 이상의 펜듈럼 와이어 설치도 가능한데, 이 경우엔 지지하는 구조물이 상대적으로 클 경우에 사용된다. 이 때 주의해야 할 것은 펜듈럼 와이어(304) 길이를 조정해서 펜듈럼 베이스 플레이트(305)가 수평이 되도록 해야 한다.
도 7을 참조하면, 상기 펜듈럼 와이어(304)는 얇은 강철선을 여러 개 꼬아서 만든 와이어(309)와, 상기 와이어(309)의 양단에 구비된 텐션 너트(307)를 구비하며, 상기 텐션 너트(307)에 탭을 형성하여 볼트(310)로 고정한다. 펜듈럼 와이어(304)는 얇은 강철선의 유연성을 지니면서도 강한 강도도 가지고 있어, 항공기 하중이 작용 할 때나 작용 하지않을 때 모두 움직임이 가능하다. 이러한 움직임이 가능하여 본 발명에서 해결하려던 과제인 항공기 랜딩 기어 접고 펼침에 따른 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임에 따른 항공기 이동으로 위치가 달라진 항공기 재킹 포인트를 지지하기 위해, 베이스 프레임(10)의 이동 없이 본 발명의 펜듈럼 서스펜션 시스템의 구성품인 펜듈럼 와이어(304)의 진동자 움직임만으로 가능하게 된다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 에어 스프링 유닛(20)은 상기 펜듈럼 유닛(30)의 스프링 지지블록(306) 상단에 설치되며 항공기의 재킹 아답터(402)를 지지하게 되는데 구체적으로, 수직 위치 밸브(209)를 통해 외부로부터 압축 공기를 공급받으며 멤브레인 에어 스프링(210)을 내부에 구비하는 에어 스프링 챔버(211)와, 상기 멤브레인 에어 스프링(210) 상부에 위치하여 멤브레인 에어 스프링(210)의 팽창으로 항공기 하중을 지지하는 로드 피스톤(207)과, 상기 로드 피스톤(207)의 상부에 설치되어 상기 항공기의 재킹 아답터(402, 도3 참조))와 재킹하는 잭 아답터(202)를 포함한다.
상기 멤브레인 에어 스프링(210)의 외곽에는 멤브레인 에어 스프링(210)의 과도한 팽창을 구속하는 에어 스프링 스토퍼(208)가 설치된다. 그리고, 잭 아답터(202)의 하부에는 잭 아답터(202) 하부를 감싸도록 설치되어 항공기의 하중을 감지하는 로드셀(201)이 설치된다.
한편, 에어 스프링 유닛(20)은 에어 스프링 챔버(211)와 로드 피스톤(207)의 수평 방향의 움직임을 제한하기 위해 수직으로 설치되는 복수의 링크 바(205)를 포함한다. 링크 바(205) 설치를 위해, 에어 스프링 챔버(211) 외곽에는 챔버 가이드(204)가 돌출되게 설치되고, 로드 피스톤(207)에는 그 상단에 피스톤 가이드(206)가 설치되며, 챔버 가이드(204) 및 피스톤 가이드(206)는 각각 관통공이 형성되고, 상기 링크 바(205)는 상기 각각의 관통공을 관통하여 설치된다. 상기 링크 바(205)와 상기 각각의 관통공에는 챔버 가이드 부시(도면부호 미도시)와 피스톤 가이드 부시(도면부호 미도시)가 삽입된다. 한편, 챔버 가이드(204) 하부에는 링크 바(205)가 하부로 빠지는 것을 방지하기 위해 링크 바 스토퍼(203)가 설치된다.
한편, 본 실시예에 의하면 상기 링크 바(205)는 적어도 3개 이상, 바람직하게는 3개가 구비되는 것이 좋다.
링크 바(205) 역시 최소 3점 지지를 해서 로드 피스톤(207)의 회전 운동을 억제하는 것이다. 멤브레인 에어 스프링(210)이 팽창할 때, 링크 바(205)가 없으면 로드 피스톤(207)에 작용하는 하중이 균일하지 않기 때문에 멤브레인 에어 스프링(210)이 풍선처럼 팽창하여 로드 피스톤(207)이 회전 운동 즉 기울어진 상승을 하게 된다. 기울어짐을 제한하면서 로드 피스톤(207)이 수평으로 균일하게 상승하도록 링크 바(205)를 설치한다. 링크 바(205)는 최소 3개 이상이며, 4개 이상을 사용하는 것도 가능하지만 수량이 많아지면 항공기 동체와의 간섭이 발생할 수 있어 수량을 최소 3개로 하는 것이 바람직하다.
이하 상기 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 펜듈럼 서스펜션 시스템의 동작에 대해 설명하기로 한다. 이하 재킹 아답터는 항공기 날개에 설치된 것을 예로 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 항공기 날개에 설치된 재킹 아답터(402)는 항공기 날개가 가진 기하학적 특징으로 기울어진 각도로 항공기 날개에 설치된다. 이러한 기울어진 각도를 가진 날개에 설치된 재킹 아답터(402)의 바로 아래에 본 발명의 실시예에 따른 펜듈럼 서스펜션 시스템의 상부에 설치된 잭 아답터(202)가 위치하도록, 베이스 프레임(10)의 캐스터(103)를 움직인 후 레벨 풋(104)를 이용해 위치 고정시킨다. 그 후, 모터(101)를 구동하여 스크류 잭(102)을 회전시켜 무빙 플레이트(302)와 펜듈럼 지지 플레이트(301)를 상승시키면, 펜듈럼 지지 플레이트(301)와 펜듈럼 베이스 플레이트(305) 사이에 연결된 펜듈럼 와이어(304)에 의해 펜듈럼 베이스 플레이트(305) 역시 상승하게 되고, 펜듈럼 베이스 플레이트(305) 위에 설치된 에어 스프링 지지블록(306)과, 상기 에어 스프링 지지블록(306) 위에 설치된 에어 스프링 유닛(20) 상단의 잭 아답터(202) 역시 상승하여, 도 3과 같이 항공기의 재킹 아답터(402)와 재킹이 이루어지게 되어 항공기를 랜딩 기어를 접을 수 있는 높이까지 들어 올릴 수 있게 된다.
도 9를 참조하면, (a)는 항공기 날개의 재킹 아답터(402)와 본 발명의 펜듈럼 서스펜션 시스템의 잭 아답터(202)가 수직으로 재킹된 상태로 하중이 수직으로만 전달되는 이상적인 상태, (b)는 기울어진 날개에 설치된 재킹 아답터(402)에 잭 아답터(202)가 재킹되기 전 상태, (c)는 기울어진 날개의 재킹 아답터(402)에 잭 아답터(202)가 수직으로 상승하여 재킹하는 상태, (d)는 항공기 랜딩 기어를 동체에서 꺼내어 항공기를 지면에 지지할 때, 항공기와 같이 이동한 재킹 아답터(402)와 잭 아답터(202)의 재킹되기 전 상태, (e)는 이동한 재킹 아답터(402)에 잭 아답터(202)를 상승시켜 재킹한 상태를 나타낸 것이다. 여기서 도 9의 (e)에서 잭 아답터(202)의 구름 곡선을 따라 재킹 아답터(402)가 잭 아답터(202) 중심부로 이동하면서 (c)와 같은 상태가 된다.
이 때, 도 9의 (e)를 보면 잭 아답터(202)가 상승하면서 좌우로 움직이지 않으면, 도 9의 (c)와 같은 모습이 될 수 없어, 잭 아답터(202)가 좌우로 움직 일 수 있도록 유연한 펜듈럼 와이어(304) 및 구속되지 않은 펜듈럼 베이스 플레이트(305)가 필요하다.
즉 전술한 바와 같이 도 5 및 도 6을 참조하면, 유연한 재질의 펜듈럼 와이어(304)에 연결된 펜듈럼 베이스 플레이트(305)는 무빙 플레이트(302)와 일정 간격 이격되게 설치되어 구속이 이루어지지 않아 진동자 운동을 하여 수평으로 움직일 수 있게 된다. 결국, 펜듈럼 베이스 플레이트(305)에 에어 스프링 지지블록(306)을 설치하고, 에어 스프링 지지블록(306) 위에 잭 아답터(202)가 구비된 에어 스프링 유닛(20)을 설치하여, 결과적으로 잭 아답터(202)가 수평으로 자유로운 움직임을 가질 수 있게 된다.
한편, 항공기 하중이 항공기 하드 포인트인 재킹 포인트에 설치되는 날개 재킹 아답터(402)에서 잭 아답터(202)를 거쳐 로드 피스톤(207)으로 전달되며, 에어 스프링 챔버(211)에 공급되는 공기압력으로 멤브레인 에어 스프링(210)을 팽창시켜 로드 피스톤(207)이 상승하면서 항공기를 지지하게 된다. 여기서 본 발명의 링크 바(205)가 없을 경우엔, 항공기 날개 재킹 포인트에 설치되는 재킹 아답터(402)는 실제 항공기 날개가 가진 기울어짐 때문에 수평이 아닌 기울어진 각을 가지게 되어, 하중이 도 9의 (b)처럼 수직과 수평으로 로드 피스톤(207)에 균일하지 않은 하중으로 전달되어 로드 피스톤(207)에 회전력이 작용하고, 로드 피스톤(207)을 지지하는 멤브레인 에어 스프링(210)도 수직 방향으로 균일하지 못한 하중 때문에 기울어진 팽창을 하게 되어 수직 위치 밸브(209)를 계속 조정해서 멤브레인 에어 스프링(210)의 수직 방향 팽창량 즉, 에어 스프링의 팽창 높이를 계속 조절해야 한다.
그러나, 본 발명에서는 링크 바(205)를 수직으로 복수개(3개) 연결하여 재킹 아답터(402)가 기울어져 생기는 균일하지 않은 수직 하중에 의한 회전력을 효과적으로 제한하여 로드 피스톤(207)이 수직 방향으로 균일한 높이로 움직이게 하여 수직 위치 밸브(209)로 빠르고 쉽게 멤브레인 에어 스프링(210)의 수직 팽창량을 조절 할 수 있고, 나아가 항공기를 3점 지지로 빠르게 안정시킬 수 있게 된다. 즉, 링크 바(205)로 인해 로드 피스톤(207)에 균일하지 않은 하중이 작용하여 멤브레인 에어 스프링(210)이 풍선처럼 팽창하는 것을 억제할 수 있고, 따라서 로드 피스톤(207)이 수평을 유지하면서 수직 상승을 하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
1,2,3. 펜듈럼 서스펜션 시스템 4. 항공기
10. 베이스 프레임
101. 모터 102. 스크류 잭
103. 캐스터 104. 레벨 풋
20. 에어 스프링 유닛
201. 로드 셀 202. 잭 아답터
203. 링크 바 스토퍼 204. 챔버 가이드
205. 링크 바 206. 피스톤 가이드
207. 로드 피스톤 208. 에어 스프링 스토퍼
209. 수직 위치 밸브 210. 멤브레인 에어 스프링
211. 에어 스프링 챔버
30. 펜듈럼 유닛
301. 펜듈럼 지지 플레이트 302. 무빙 플레이트
303. 스크류 잭 가이드 304. 펜듈럼 와이어
305. 펜듈럼 베이스 플레이트 306. 에어 스프링 지지블록
307. 와이어 텐션 너트 309. 와이어
402. 재킹 아답터
10. 베이스 프레임
101. 모터 102. 스크류 잭
103. 캐스터 104. 레벨 풋
20. 에어 스프링 유닛
201. 로드 셀 202. 잭 아답터
203. 링크 바 스토퍼 204. 챔버 가이드
205. 링크 바 206. 피스톤 가이드
207. 로드 피스톤 208. 에어 스프링 스토퍼
209. 수직 위치 밸브 210. 멤브레인 에어 스프링
211. 에어 스프링 챔버
30. 펜듈럼 유닛
301. 펜듈럼 지지 플레이트 302. 무빙 플레이트
303. 스크류 잭 가이드 304. 펜듈럼 와이어
305. 펜듈럼 베이스 플레이트 306. 에어 스프링 지지블록
307. 와이어 텐션 너트 309. 와이어
402. 재킹 아답터
Claims (5)
- 항공기의 재킹 위치에 설치되는 재킹 아답터(402)를 지지하는 서스펜션 시스템에 관한 것으로써,
이동을 위한 바퀴를 구비하는 캐스터(103)와 위치 고정을 위한 레벨 풋(104)과 모터(101) 및 상기 모터(101)의 회전으로 구동되는 스크류 잭(102)을 구비하는 베이스 프레임(10);
상기 베이스 프레임(10)의 스크류 잭(102) 상단에 설치되어 상기 스크류 잭(102)의 회전 또는 역회전으로 상승 또는 하강하며 관통공이 형성되는 무빙 플레이트(302)와, 상기 무빙 플레이트(302)와 스크류 잭 가이드(303)에 의해 연결되어 상기 무빙 플레이트(302)와 연동하여 상승 또는 하강하며 관통공이 형성되는 펜듈럼 지지 플레이트(301)과, 상기 펜듈럼 지지 플레이트(301)에 상단이 연결되는 펜듈럼 와이어(304)와, 상기 펜듈럼 와이어(304)의 하단이 연결되며 상기 무빙 플레이트(302)의 관통공 내에 위치하되 상기 무빙 플레이트(302)와 접촉하지 않아 펜듈럼 와이어(304)의 수평 이동이 가능하도록 하는 펜듈럼 베이스 플레이트(305) 및 상기 무빙 플레이트(302)와 상기 펜듈럼 지지 플레이트(301) 사이 공간에 위치하되 하단이 상기 펜듈럼 베이스 플레이트(305)에 지지되게 설치되는 에어 스프링 지지블록(306)을 포함하는 펜듈럼 유닛(30); 및,
상기 펜듈럼 유닛(30)의 에어 스프링 지지블록(306) 상단에 설치되며 수직 위치 밸브(209)를 통해 압축 공기를 공급받으며 멤브레인 에어 스프링(210)을 내부에 구비하는 에어 스프링 챔버(211)와, 상기 멤브레인 에어 스프링(210) 상부에 설치되어 상기 멤브레인 에어 스프링(210)의 팽창으로 항공기 하중을 지지하는 로드 피스톤(207) 및 상기 로드 피스톤(207)의 상부에 설치되어 상기 항공기의 재킹 아답터(402)와 재킹하는 잭 아답터(202)를 포함하는 에어 스프링 유닛(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 펜듈럼 와이어(304)는,
강철선을 여러 개 꼬아서 만든 유연 재질을 갖는 와이어(309)와, 상기 와이어(309)의 양단에 구비된 텐션 너트(307)를 구비하며, 상기 텐션 너트(307)에 탭을 형성하여 상기 펜듈럼 지지 플레이트(301)와 펜듈럼 베이스 플레이트(305)에 볼트(310)로 고정하는 것을 특징으로 하는 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 펜듈럼 와이어(304)는 적어도 3개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 에어 스프링 유닛(20)은,
상기 에어 스프링 챔버(211) 외곽에 둘출되게 설치되며 관통공이 형성되는 챔버 가이드(204)와, 상기 로드 피스톤(207) 상단에 로드 피스톤(207) 외곽으로 일부 돌출되게 설치되며 관통공이 형성되는 피스톤 가이드(206) 및, 상기 챔버 가이드(204)와 피스톤 가이드(206) 각각의 관통공을 관통하여 수직으로 설치되는 링크 바(205)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템.
- 제 4 항에 있어서,
상기 챔버 가이드(204)와 피스톤 가이드(206) 및 링크 바(205)는 적어도 3개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템.
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| KR1020230018112A KR102527736B1 (ko) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 항공기 랜딩 기어의 비대칭 기구학적 움직임을 고려한 멤브레인 에어 스프링을 적용한 펜듈럼 서스펜션 시스템 |
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