KR102612432B1 - 드론용 비상 낙하산 키트 - Google Patents

드론용 비상 낙하산 키트 Download PDF

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KR102612432B1
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Abstract

드론 본체(10) 및 드론 본체(10)에 결합되어 있는 복수의 회전 날개(12)를 구비하는 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 드론 본체(10)의 상면에 설치되며, 상측(22)에는 낙하산과 기체공급장치가 수납되며 하측(24)에는 낙하산 사출장치가 수납되는 낙하산 챔버(20); 낙하산 챔버(20)의 상측(22)에 수납되며, 상부막(31)과 하부막(32)을 구비하고 그 사이에는 기체수용공간(S)이 형성되며, 복수의 낙하산 줄(38)에 의해 낙하산 챔버(20)에 연결되는 낙하산(30); 위험 상황을 감지하는 위험감지장치(40); 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치(50); 및 낙하산(30)의 상부막의 하면의 중앙부에 부착되어 낙하산과 함께 낙하산 챔버(20)의 상측(22)에 수납되는 기체공급장치(60);를 포함하며, 기체공급장치(60)는 낙하산(30)이 사출되는 동안 낙하산 줄(38)에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 내부에 수납되는 화학물질들의 혼합물을 기폭시킬 수 있다.

Description

드론용 비상 낙하산 키트{EMERGENCY PARACHUTE KIT FOR DRONE}
본 발명은 드론용 비상 낙하산 키트에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 낙하산이 2겹으로 구성되거나 하나 이상의 골조튜브를 구비하여 비상 상황 발생시 낙하산을 상방향으로 사출시킴과 동시에 낙하산의 2겹 사이의 기체수용공간 또는 골조튜브에 기체를 공급함으로써 낙하산을 순간적으로 강제로 펼칠 수 있는 드론용 비상 낙하산 키트에 관한 것이다.
드론(drone)은 조종사가 탑승하지 않고 자동항법 방식의 비행과 무선조종에 의한 유도 비행이 가능한 비행체로서, 최초에는 군사용으로 개발되었지만 최근에는 고공 영상 촬영, 사진 촬영, 배달, 기상정보 수집, 농약 살포, UAM(Urban Air Mobility)와 같은 드론 택시 등 다양한 응용분야에서 활용되고 있으며, 그 응용분야는 더욱 확대되어 가는 추세이다.
드론은 프로펠러, 모터, FC 등의 결함과 같은 내부적 요인이나 오작동, 조종 미숙 등과 같은 외부적 요인에 의해 비행 중인 드론이 추락할 가능성이 상존하고 있는데, 드론의 추락시에는 드론의 파손 또는 추락하는 드론의 충돌로 인한 재산상의 피해 뿐아니라 인명 피해도 발생될 우려가 있다.
이러한 드론의 추락으로 인한 드론의 파손을 방지할 수 있고, 인명 및 재산상의 피해를 줄일 수 있도록 여러 가지 드론용 낙하산이 개발되어 이용되고 있다.
한국 공개특허 제10-2018-0124437호에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 관통홀의 내측에 낙하산이 구비되어, 드론에 이상이 발생하여 추락하는 경우에 기계/전기 장치에 의한 전력공급 없이 드론에 구비된 낙하산이 자동적으로 펴칠 수 있는 드론 낙하산을 개시하고 있다.
그런데, 드론의 비행고도는 일반 항공기보다 현저하게 낮고, 드론에는 고정익이 없어서 비행 항력이 발생하지 않아서, 드론이 비행 중에 추락하는 경우, 추락하는 시간이 고도에 따라 약 0.5초 ~ 약 10초 정도에 불과할 정도로 상당히 짧다. 예를 들어, 드론이 상공에서 지상까지 낙하하는 시간은 약 100m의 고도에서는 약 4.5초이며, 약 200m의 고도에서는 약 6.3초이며, 약 500m의 고도에서는 약 10초 정도가 될 수 있다. 특히, 드론의 회전날개에서 방향 상실이 발생할 경우, 중력방향의 벡터값이 드론에 작용하게 되어 최악의 경우에는 약 0.5초이내에 드론이 지상에 낙하할 수 있다.
상기 한국 공개특허 제10-2018-0124437호의 드론 낙하산은 기계/전기 장치에 의한 전력공급 없이 낙하산을 펼칠 수 있지만, 공기저항에 의해 낙하산을 펼치는 구조이므로 드론의 짧은 추락 시간내에 낙하산을 펼칠 수 없는 문제점을 가지고 있다.
또한, 한국 공개특허 제10-2022-0061605호에 따르면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 드론이 추락하는 비상시에 가스발생부로부터 질소가스를 발생시켜서, 순간적으로 질소가스를 낙하산 산개부로 분출함으로써 낙하산을 펼칠 수 있는 드론용 비상 낙하산 산개장치를 개시하고 있다.
그러나, 상기 한국 공개특허 제10-2022-0061605호의 드론용 비상 낙하산 산개장치는 질소가스의 분출에 의해 낙하산을 펼칠 수 있는 효과는 가지고 있으나, 가스발생부에서 발생한 질소가스가 낙하산 막으로 전달되는 과정에서 질소가스가 주변의 공간부로 분산되어버리기 때문에 드론이 추락하는 시간인 약 0.5초 ~ 약 10초내에 낙하산을 완전히 펼칠 수 없는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 낙하산을 2겹으로 구성하거나 하나 이상의 골조튜브를 구비하여 비상 상황 발생시 낙하산을 상방향으로 사출시킴과 동시에 2겹의 낙하산 막 사이의 기체수용공간 또는 골조튜브에 기체를 공급함으로써 낙하산을 순간적으로 강제로 펼칠 수 있는 드론용 비상 낙하산 키트를 제공하는 것이다.
그러나, 이러한 과제들은 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시례에 따르면, 드론의 비행 방향을 제어하는 드론 본체 및 상기 드론 본체에 결합되어 있는 복수의 회전 날개를 구비하는 드론에 장착되는 드론용 비상 낙하산 키트는, 상기 드론 본체의 상면에 설치되며, 상측에는 낙하산과 기체공급장치가 수납되며 하측에는 낙하산 사출장치가 수납되는 낙하산 챔버; 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되며, 상부막과 하부막을 구비하고 상부막과 하부막 사이에는 기체수용공간이 형성되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 상기 드론 본체에 설치되며, 위험 상황을 감지하는 위험감지장치; 상기 낙하산 챔버의 하측에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치; 및 상기 낙하산의 상부막의 하면의 중앙부에 부착되어 낙하산과 함께 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되는 기체공급장치;를 포함하며, 상기 기체공급장치는 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 내부에 수납되는 화학물질들의 혼합물을 기폭시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시례에 따르면, 드론의 비행 방향을 제어하는 드론 본체 및 상기 드론 본체에 결합되어 있는 복수의 회전 날개를 구비하는 드론에 장착되는 드론용 비상 낙하산 키트는, 상기 드론 본체의 상면에 설치되며, 상측에는 낙하산과 기체공급장치가 수납되며 하측에는 낙하산 사출장치가 수납되는 낙하산 챔버; 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되며, 상부막과 하부막을 구비하고 상부막과 하부막 사이에는 기체수용공간이 형성되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 비상시 조종자로부터 낙하산 사출 신호를 수신하는 제어부; 상기 낙하산 챔버의 하측에 수납되며 상기 제어부로부터 전달되는 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치; 및 상기 낙하산의 상부막의 하면의 중앙부에 부착되어 낙하산과 함께 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되는 기체공급장치;를 포함하며, 상기 기체공급장치는 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 내부에 수납되는 화학물질들의 혼합물을 기폭시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 낙하산의 상부막과 하부막은 중심부를 가로지르는 복수의 위치에서 결합되어 복수의 기체수용공간을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 낙하산의 상부막과 하부막의 복수의 결합부에 복수의 골조튜브가 추가로 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 위험감지장치는 자이로, 고도센서, 가속도센서, 진동센서 및 충격센서 등을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 낙하산 사출장치는 기폭수단 및 사출판을 포함하며, 상기 위험감지장치로부터 수신된 전기 신호에 의해 기폭수단을 작동시켜 낙하산을 상측으로 사출시키며, 상기 기폭수단은 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 기체공급장치는 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지며, 상기 기체공급장치는 낙하산 줄에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 낙하산의 가장자리에 복수의 기체공급장치를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 전술한 낙하산 키트들이 드론에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 전술한 낙하산 키트들이 드론의 본체의 상면 및 복수의 회전 날개의 상단부에 추가로 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 드론의 비행 방향을 제어하는 드론 본체 및 상기 드론 본체에 결합되어 있는 복수의 회전 날개를 구비하는 드론에 장착되는 드론용 비상 낙하산 키트는, 상기 드론 본체의 상면에 설치되며, 상측에는 낙하산과 기체공급장치가 수납되며 하측에는 낙하산 사출장치와 기체공급장치가 수납되는 낙하산 챔버; 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되며, 하나 이상의 골조튜브가 낙하산 막의 내면에 부착되거나 낙하산 막의 가장자리에 부착되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 상기 드론 본체에 설치되며, 위험 상황을 감지하는 위험감지장치; 상기 낙하산 챔버의 하측에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치; 및 상기 낙하산의 상부막의 하면의 중앙부 또는 가장자리에 부착되어 낙하산과 함께 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되는 기체공급장치;를 포함하며, 상기 기체공급장치는 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 내부에 수납되는 화학물질들의 혼합물을 기폭시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 드론의 비행 방향을 제어하는 드론 본체 및 상기 드론 본체에 결합되어 있는 복수의 회전 날개를 구비하는 드론에 장착되는 드론용 비상 낙하산 키트는, 상기 드론 본체의 상면에 설치되며, 상측에는 낙하산과 기체공급장치가 수납되며 하측에는 낙하산 사출장치가 수납되는 낙하산 챔버; 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되며, 하나 이상의 골조튜브가 낙하산 막의 내면에 부착되거나 낙하산 막의 가장자리에 부착되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 비상시 조종자로부터 낙하산 사출 신호를 수신하는 제어부; 상기 낙하산 챔버의 하측에 수납되며 상기 제어부로부터 전달되는 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치; 및 상기 낙하산의 상부막의 하면의 중앙부 또는 가장자리에 부착되어 낙하산과 함께 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되는 기체공급장치;를 포함하며, 상기 기체공급장치는 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 내부에 수납되는 화학물질들의 혼합물을 기폭시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 골조튜브는 낙하산 막의 중심부를 가로질러 가장자리까지 연장되며 상기 낙하산 막의 내면에 부착되는 복수의 골조튜브로 이루어지며, 각각의 골조튜브는 서로 연통될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 골조튜브는 낙하산 막의 가장자리에 부착되어 루프 형상을 이룰 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 위험감지장치는 자이로, 고도센서, 가속도센서, 진동센서 및 충격센서 등을 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 낙하산 사출장치는 기폭수단 및 사출판을 포함하며, 상기 위험감지장치로부터 수신된 전기 신호에 의해 기폭수단을 작동시켜 낙하산을 상측으로 사출시키며, 상기 기폭수단은 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 기체공급장치는 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지며, 상기 기체공급장치는 낙하산 줄에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 전술한 낙하산 키트들이 드론에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 전술한 낙하산 키트들이 드론의 본체의 상면 및 복수의 회전 날개의 상단부에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 드론의 비행 방향을 제어하는 드론 본체 및 상기 드론 본체에 결합되어 있는 복수의 회전 날개를 구비하는 드론에 장착되는 드론용 비상 낙하산 키트는, 상기 드론 본체의 상면에 설치되며, 상측에는 낙하산이 수납되며 하측에는 낙하산 사출장치와 기체공급장치가 수납되는 낙하산 챔버; 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되며, 상부막과 하부막을 구비하고 상부막과 하부막 사이에는 기체수용공간이 형성되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 상기 드론 본체에 설치되며, 위험 상황을 감지하는 위험감지장치; 상기 낙하산 챔버의 하측에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치; 상기 낙하산 챔버의 하측에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 기체공급장치; 및 일측 단부는 상기 낙하산의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간의 기체유입구에 연결되며 타측 단부는 상기 기체공급장치의 기체배출구에 연결되는 기체공급라인;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 낙하산 사출장치는 기폭수단 및 사출판을 포함하며, 상기 위험감지장치로부터 수신된 전기 신호에 의해 기폭수단을 작동시켜 낙하산을 상측으로 사출시키며, 상기 기폭수단은 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 기체공급장치는 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지며, 상기 기체공급장치는 상기 위험감지장치로부터 수신된 전기 신호를 받아서 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 드론의 비행 방향을 제어하는 드론 본체 및 상기 드론 본체에 결합되어 있는 복수의 회전 날개를 구비하는 드론에 장착되는 드론용 비상 낙하산 키트는, 상기 드론 본체의 상면에 설치되며, 상측에는 낙하산이 수납되며 하측에는 낙하산 사출장치와 기체공급장치가 수납되는 낙하산 챔버; 상기 낙하산 챔버의 상측에 수납되며, 하나 이상의 골조튜브가 낙하산 막의 내면에 부착되거나 낙하산 막의 가장자리에 부착되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 상기 드론 본체에 설치되며, 위험 상황을 감지하는 위험감지장치; 상기 낙하산 챔버의 하측에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치; 상기 낙하산 챔버의 하측에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 기체공급장치; 및 일측 단부는 상기 낙하산 막의 내면에 부착되어 있는 골조튜브의 기체유입구에 연결되며 타측 단부는 상기 기체공급장치의 기체배출구에 연결되는 기체공급라인;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 골조튜브는 낙하산 막의 중심부를 가로질러 가장자리까지 연장되며 상기 낙하산 막의 내면에 부착되는 복수의 골조튜브로 이루어지며, 각각의 골조튜브는 서로 연통될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 골조튜브는 낙하산 막의 가장자리에 부착되어 루프 형상을 이룰 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 낙하산 사출장치는 기폭수단 및 사출판을 포함하며, 상기 위험감지장치로부터 수신된 전기 신호에 의해 기폭수단을 작동시켜 낙하산을 상측으로 사출시키며, 상기 기폭수단은 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서, 상기 기체공급장치는 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지며, 상기 기체공급장치는 상기 위험감지장치로부터 수신된 전기 신호를 받아서 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트는, 배송 물품의 수납용기에 설치되는 낙하산 챔버; 상부막과 하부막을 구비하고 상부막과 하부막 사이에는 기체수용공간이 형성되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 상기 낙하산 챔버에 설치되며, 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 시점으로부터 소정 시간 경과후에 낙하산의 작동신호를 송출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 신호에 의해 작동하며, 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지는 기체공급장치를 포함하며, 상기 기체공급장치는 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트에서, 낙하산의 상부막과 하부막의 복수의 결합부에 복수의 골조튜브가 추가로 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따르면, 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트는, 배송 물품의 수납용기에 설치되는 낙하산 챔버; 하나 이상의 골조튜브가 낙하산 막의 내면에 부착되거나 낙하산 막의 가장자리에 부착되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 상기 낙하산 챔버에 설치되며, 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 시점으로부터 소정 시간 경과후에 낙하산의 작동신호를 송출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 신호에 의해 작동하며, 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지는 기체공급장치를 포함하며, 상기 기체공급장치는 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트에서, 골조튜브는 낙하산 막의 중심부를 가로질러 가장자리까지 연장되며 낙하산 막의 내면에 부착되는 복수의 골조튜브로 이루어지며, 각각의 골조튜브는 서로 연통될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에 의하면, 비상 상황시에 기체발생장치로부터 분출되는 질소기체를 2겹으로 구성된 낙하산 막 사이의 기체수용공간 또는 낙하산 막의 내면 또는 가장자리에 부착된 골조튜브에 주입함으로써, 낙하산을 순간적으로 강제로 펼칠 수 있어서 드론의 파손 또는 추락하는 드론으로 인한 인명 혹은 재산상의 피해를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시례에 따른 유인 또는 무인 드론 또는 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트에 의하면, 배송되는 물품을 배송 목적지의 상공에서 낙하시켜 물품을 전달할 때, 낙하산을 작동시켜 물품을 낙하시키므로, 배송 물품이 지면에 도달할 때의 충격을 완화할 수 있어서 물품의 파손 또는 손상이 방지될 수 있으며, 낙하산의 강제 산개로 인하여 낙하산의 산개 시간이 줄어들어 보나 낮은 고도에서도 비행체를 운항할 수 있게 된다.
물론, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래 기술의 드론 낙하산의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 기술의 드론용 비상 낙하산 산개 장치의 낙하산 산개부의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 드론용 비상 낙하산 산개 장치에서 낙하산이 산개된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 작동원리를 나타내는 개념도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 낙하산 챔버의 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 낙하산 사출판과 낙하산 줄의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트가 펼쳐진 상태를 나타내는 개략도이다.
도 7은 도 6의 I-I선을 따라 취한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 막의 평면도이다.
도 9는 도 8의 드론용 비상 낙하산 막의 변형례의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시례의 변형례에 따른 드론용 비상 낙하산 막의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트가 펼쳐진 상태의 단면도이다.
도 12는 도 11의 드론용 비상 낙하산 막의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 막의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 낙하산 챔버의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트가 펼쳐진 상태를 나타내는 개략도이다.
도 16은 도 15의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시례를 통하여 보다 분명해질 것이다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시례를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시례들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시례들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시례는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시례들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시례들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어 있다"거나 "접속되어 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어 있다"거나 또는 "직접 접속되어 있다"고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 인접하는"과 "∼에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시례를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시례들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
(제1 실시례)
도 4는 본 발명의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 작동원리를 나타내는 개념도이며, 도 5a는 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 낙하산 챔버의 단면도이며, 도 5b는 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 낙하산 사출판과 낙하산 줄의 개략도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트가 펼쳐진 상태를 나타내는 개략도이며, 도 7은 도 6의 I-I선을 따라 취한 단면도이다.
자동차와 같은 지상 운송수단의 경우, 운행 중 고장이 발생하면 멈출수 있고 작은 고장이 자동차의 사용 불능과 같은 치명적인 고장으로 이어지지는 않는다. 또한, 운행 중 발생하는 자동차의 고장에 대하여는 추후에 수리를 받거나 보완을 통해 자동차를 계속 사용하는데에 큰 어려움이 없다. 그러나, 공중에서 운행되는 드론과 같은 무인 이동체는 일부 부품의 사소한 동작불능에도 드론이 추락할 수 있다. 드론이 운행 중에 고공에서 추락하면 고가의 드론(무인기)가 전소될 뿐만아니라, 추락시 지상의 물건이나 사람에 충돌할 경우 심각한 재산상 또는 인명 피해를 가져오는 2차 피해도 발생할 수 있다.
UAM(Urban Air Mobility: 도심 항공 이동수단)과 같이 사람을 실어 나르는 드론 택시의 추락 사고는 더욱 심각하다.
드론의 경우 그 비행 고도가 일반 비행기보다 낮고, 비행 항력이 없어 (고정 날개가 없는 드론은) 추락하는 시간은, 예를 들어, 고도에 따라 약 0.5초 내지 약 10초에 이를 정도로 상당히 짧다. 따라서, 일반 낙하산을 이용할 경우, 낙하산의 펼침시간이 상당히 길어서 드론의 낙하시간이 현저히 낮아지게 되어 안전창륙을 위한 낙하시간의 확보가 어려우므로, 일반적인 낙하산은 드론에서는 사용이 어렵다.
상기와 같은 사정을 고려하여, 본 발명에 따른 드론용 비상 낙하산 키트는 예를 들어, 드론이 추락하는 시간인 약 0.5초 이내의 극히 짧은 시간에도 낙하산이 펼쳐질 수 있도록, 드론의 낙하산을 강제로 산개시킬 수 작동원리를 가지고 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는, 드론의 운행 중에 드론의 부품에서 고장이 발생하거나 오작동, 조종 미숙 등으로 추락 위험과 같은 비상 상황이 감지되면, 이를 위험감지장치에서 감지하여 전기신호를 낙하산 사출장치로 보내서 낙하산 사출장치내의 점화수단을 점화시키고, 점화수단의 점화에 의해 발생된 불꽃이 기폭수단을 발화시켜 가스폭발을 발생시켜 낙하산을 사출한다. 이어서, 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄에 작용하는 장력에 의해 기체공급장치의 점화수단을 작동시켜 기폭장치의 화학물질들의 혼합물을 발화시켜 가스폭발에 의해 분출되는 질소가스(N2)를 낙하산의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S)으로 주입하여 낙하산을 순식간에 강제로 펼치는 것이다.
여기서, 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄에 작용하는 장력을 발생시키는 구조는 다음과 같이 구성할 수 있다. 예를 들어, 낙하산이 사출되는 동안, 낙하산이 드론 본체로부터 멀어짐에 따라, 드론 본체와 연결된 소정길이의 낙하산 줄이 당겨져서 장력이 증가되고, 증가된 장력에 의해 낙하산의 산개에 필요한 가스가 기폭될 수 있도록 순차적으로 기폭장치가 작동되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제1 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 낙하산 챔버(20), 낙하산(30), 위험감지장치(40), 낙하산 사출장치(50) 및 기체공급장치(60)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)에서의 위험감지장치(40)는 드론의 운행 중에 드론의 부품에서 고장이 발생하거나 오작동, 조종 미숙 등으로 추락 위험과 같은 비상 상황이 발생하는 것을 감지하는 것으로서, 예를 들어, 자이로, 고도센서, 가속도센서, 진동센서, 충격센서 등을 구비할 수 있다.
위험감지장치(40)가 드론의 추락 위험을 감지하여 발생시키는 전기 신호는 낙하산 사출장치(50)로 전송되며, 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄(38)에 작용하는 장력에 의해 기체공급장치(60)의 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시켜 낙하산의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S) 또는 낙하산 막의 내면 또는 가장자리에 부착되는 골조튜브(34)로 질소가스를 주입하여 낙하산이 강제로 펼쳐질 수 있다.
낙하산 챔버(20)는 낙하산(30)을 접어서 수납하는 용기로서, 드론 본체(10)의 상면에 설치될 수 있으며, 낙하산 챔버의 상측(22)에는 낙하산(30)과 기체공급장치(60)가 수납되며 하측(24)에는 낙하산 사출장치(50)가 수납될 수 있다. 낙하산 챔버(20)의 하측(24)에 낙하산 사출장치(50)를 수납한 다음에, 그 위에 낙하산 사출판(52)을 배치하고, 낙하산(30)과 기체공급장치(60)를 사출판(52) 위에 배치할 수 있다. 낙하산(30)은 펼침이 용이하게 되도록 사전에 접힌 상태로 원통 또는 일정 형상을 가진 낙하산 챔버(20) 내에 수납될 수 있으며, 접힌 낙하산의 상부면이 먼지나 빗물 등으로부터 보호될 수 있도록 직물 또는 얇은 합성수지 막으로 제조되는 덮개(도시하지 않음)가 추가로 설치될 수 있다. 상기 덮개는 낙하산의 사출시에 낙하산 챔버(20)로부터 간단하게 분리될 수 있는 상태로 설치되는 것이 바람직하다.
낙하산 사출장치(50)는 기폭수단(51) 및 사출판(52)을 포함하며, 낙하산 챔버(20)의 하측(24)에 수납된다. 위험감지장치(40)에서 발생된 신호가 낙하산 사출장치(50)로 전달되어, 기폭수단(51)을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 같은 화학물질을 기폭시켜서 질소가스를 폭발적으로 분출시켜 낙하산 사출판(52)을 상방향으로 사출시킨다. 이러한 작용에 의해 낙하산 사출판(52) 위에 배치된 낙하산 뭉치(접혀진 상태의 낙하산)이 상방향으로 튀어오르게 된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 낙하산 사출판(52)은, 기폭수단(51)으로부터 분출되는 기체를 잘 수용할 수 있도록 원형각뿔 형태로 이루어질 수 있지만, 평판 형태로 이루어질 수도 있다.
드론과 같은 무인기의 경우 다수의 프로펠러가 장착되어 있고, 이들의 프로펠러는 항력을 발생시키기 위해 상부의 공기를 하부로 보냄으로써, 그 반발력에 의해 드론이 뜨게 된다. 이와 같이, 드론의 비행 중에 상부의 공기가 하부로 강제로 보내지므로, 상부에 있는 공기층이 하부로 이동하기 위해 상부의 공기를 빨아들이는 작용을 하고 있어서, 낙하산이 일정한 힘에 의해 강제로 상방향으로 사출되지 않으면, 동작되고 있는 드론의 프로펠러에 낙하산이 빨려 들어가 위험한 상황을 초래할 수 있다. 따라서, 프로펠러가 흡입하는 공기가 위치하는 상층부보다 높은 위치에서 낙하산이 펼쳐지기 위해서는, 낙하산을 강제로 상방향으로 사출하는 장치가 필요하다. 또한, 낙하산 줄의 경우에도 드론의 프로펠러에 의해 꼬임이나 말림과 같은 형상이 발생할 수 있어 위험하므로, 낙하산 줄이 충분하게 펼쳐질 수 있도록 짧은 시간내에 낙하산을 상방향으로 강제로 사출시켜야 한다.
낙하산 사출장치의 기폭수단(트리거)(51)은 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)을 포함할 수 있다.
낙하산 사출장치(50)의 기폭수단(51)에 포함되어 있는 아지드화나트륨(Sodium azide)인 NaN3은 외부 충격으로부터 잘 폭발하지 않으며, 300℃ 이내의 환경에서는 점화되지 않는 매우 안정적인 혼합물이다. 이러한 안정적인 혼합물에 산화철(Fe2O3)인 촉매물질을 혼합하면, 평상시에는 아지드화나트륨(NaN3)이 안정된 상태를 유지하다가, 외부로부터 입력되는 전기적 신호에 의해 전기방전 등으로 인한 불꽃이 발생하거나 또는 기계적인 충격이 전달되면, 아지드화나트륨(NaN3)이 산화철(Fe2O3)의 촉매반응을 통해 아지드화나트륨이 폭발(기폭)하면서 질소가스(N2)를 분사하게 된다. 이 과정에서 발생하는 질소가스(N2)의 분출력이 낙하산 사출판(52)과 그 위에 배치된 낙하산 뭉치를 상방향으로 빠르게 밀어낼 수 있게 된다.
통상, 위험감지장치(40)에서 감지된 위험신호가 전기적 신호로 이동하는데 약 0.01초가 걸리고, 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)이 반응하여 발생한 질소가스(N2)가 팽창하는데에 약 0.03초가 걸리는 것을 감안할 때, 위험신호의 감지 시점으로부터 약 0.04초의 시간에 낙하산을 상방향으로 사출할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 낙하산 사출장치(50)의 기폭수단(51)에서의 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 화학반응은 다음과 같다.
여기서, 산화철(Fe2O3)은 아지드화나트륨과 화학반응시 촉매로서 작용하여, NaN3 초기 질량의 약 65%가 질소(N2)로 전환될 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트의 낙하산 사출장치(50)의 기폭수단(51)은, 예를 들어, 아지드화나트륨과 산화철을 캡슐에 수납시키고, 캡슐에 전기방전(아크, 불꽃)을 발생시킬 수 있는 점화수단을 부착하여 구성할 수 있다. 점화수단의 점화플러그는 9V 건전지로 작동시킬 수 있으며, 건전지 단자에 단전판을 설치하고, 외력에 의해 단전판이 제거되면 건전지 단자가 접속되어 점화플러그가 작동된다. 점화플러그로 전류가 공급되면 순간적으로 높은 열이 발생하여 아크(예를 들어, 약 360℃ 이상의 불꽃)이 발생되며, 이에 의해 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물이 점화되어 기폭되면서 산화철의 촉매반응을 통하여 아지드화나트륨(NaN3)이 나트륨(Na)(s)과 질소(N2)(g)로 분해되면서 질소가스가 분출된다.
기체공급장치(60)는 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지며, 전술한 바와 같이, 위험감지장치(40)로부터 수신된 신호를 받아서 낙하산 사출장치(50)가 작동하여 낙하산(30)이 사출되는 동안 낙하산 줄(38)에 작용하는 장력에 의해 기체공급장치(60)의 점화수단을 작동시켜 산화철(Fe2O3)의 촉매반응에 의해 아지드화나트륨(NaN3)을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킨다. 제1 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트에서 기체공급장치(60)의 점화수단은 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄에 작용하는 증가된 장력에 의해 작동되는 것으로 설명하였으나, 공지의 기술을 이용하여 전기적 신호나 다른 물리적 방법으로도 기체공급장치(60)의 점화수단을 작동시킬 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
기체공급장치(60)의 점화수단은 낙하산 사출장치(50)의 점화수단과 유사한 구성으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 점화수단의 점화플러그는 9V 건전지로 작동시킬 수 있으며, 건전지 단자에 단전판을 설치하고, 낙하산 줄(38)의 장력에 의해 단전판이 제거되면 건전지 단자가 접속되어 점화플러그가 작동될 수 있다. 점화플러그로 전류가 공급되면 순간적으로 높은 열이 발생하여 아크(불꽃)이 발생되며, 이에 의해 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물이 점화되어 기폭될 수 있다.
기체공급장치(60)에서의 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 화학반응은 낙하산 사출장치(50)에서의 화학반응()과 동일한 것으로, 산화철의 촉매반응을 통하여 아지드화나트륨(NaN3)이 나트륨(Na)(s)과 질소(N2)(g)로 분해되면서 질소가스가 분출된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기체공급장치(60)는 낙하산(30)의 상부막의 하면의 중앙부에 부착되며, 상기와 같은 화학반응에 의해 발생되는 질소가스(N2)는 낙하산(30)의 상부막과 하부막에 의해 형성되는 기체수용공간(S)의 기체유입구(S)를 통하여 주입되어 짧은 시간내에 낙하산이 강제로 펼쳐질 수 있게 된다.
본 발명의 제1 실시례에 따른 낙하산(30)은 공기저항에 의해 펼쳐지는 것이 아니라, 낙하산 막에 형성되어 있는 공기 주머니인 기체수용공간(S)으로 기체를 주입함으로써 순식간에 낙하산이 펼쳐질 수 있는 구조로 이루어진다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시례에서는 낙하산 막이 단일막이 아니라, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부막(31)과 하부막(32)의 2겹으로 이루어져서, 상부막(31)과 하부막(32) 사이의 공간이 공기 주머니 형태의 기체수용공간(S)으로 되며, 기체수용공간(S)에 기체가 주입되면 낙하산이 순식간에 강제로 펼쳐지면서 낙하산이 완전히 산개된 형태로 될 수 있다.
낙하산(30)의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S)으로 주입되는 기체는 전술한 기체공급장치(60)에서 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 화학반응에 의해 발생되는 질소가스(N2)가 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 아지드화나트륨(NaN3)와는 다른 단일의 화학물질 또는 2이상의 화학물질이 혼합된 혼합물이 평상시에는 안정된 상태를 유지하다가, 외부의 전기 신호, 기계적 충격 등에 의해 화학물질 또는 혼합물이 기폭될 때 발생되는 기체를 이용할 수 있음은 물론이다. 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.
낙하산(30)의 상부막(31)과 하부막(32)의 사이에 기체수용공간(S)을 형성하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 상부막(31)과 하부막(32)은 중심부을 가로지르는 복수의 위치에서 봉제, 고주파 압착, 심 실링(seam sealing), 접착 등의 방식으로 서로 결합될 수 있다. 상부막과 하부막의 결합방식인 봉제, 고주파 압착, 심 실링, 접착 등은 공지의 기술을 이용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 8에서는 상부막(31)과 하부막(32)의 결합라인들(37)이 중심부에서 가장자리까지 연속되어 있는 것으로 도시하였으나, 상기 결합라인들(37)은 상부막(31)과 하부막(32)이 서로 결합되지 않는 불연속부를 가질 수 있다. 이와 같이 결합라인들(37) 사이에 불연속부를 형성하면, 상부막(31)과 하부막(32)에 의해 형성되는 복수의 기체수용공간들(S)이 불연속부를 통하여 서로 연통되므로, 기체수용공간들(S)에 기폭 가스(N2)를 보다 효율적으로 주입할 수 있게 된다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부막(31)과 하부막(32)의 사이에는 소정의 길이를 가지는 끈부재와 같은 연결부재(39)를 배치할 수 있다. 이와 같이, 상부막과 하부막 사이에 연결부재(39)를 배치하면, 기체수용공간(S)으로 질소가스가 주입되더라도 상부막과 하부막 사이의 거리가 연결부재(39)의 길이로 제한되기 때문에, 낙하산이 더 이상 외측 또는 내측으로 팽창하지 않고 상부막과 하부막 사이의 간격이 일정하게 유지되어 낙하산의 형상이 잘 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시례의 변형례에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부막과 하부막은 복수의 위치에서 각각 2줄로 봉제, 고주파 압착, 심 실링(seam sealing), 접착 등의 방식으로 서로 결합될 수 있으며, 인접하는 결합라인들(37, 37) 사이의 간격은 중심부 쪽으로 갈 수록 넓어지도록 형성되며, 중심부 쪽에서는 상부막과 하부막이 서로 결합되지 않고 분리되어 기체유입구들(35)을 형성할 수 있다. 이러한 구성에 의해 결합라인들(37, 37) 사이에 골조튜브 형상의 기체수용공간을 형성할 수 있게 된다. 이에 의해, 상부막(31)과 하부막(32) 사이의 공간에서 결합라인들(37, 37) 사이의 기체수용공간에만 기체가 주입되더라도, 우산살 형태의 골조 기능을 수행하게 되어 낙하산이 강제로 펼쳐질 수 있다.
낙하산의 상부막 및 하부막(31, 32)의 재질은 나일론, 직물, 합성수지 등으로 제조될 수 있으며, 이에 제한되지 않고 공지의 다른 재질로 제조될 수도 있다. 낙하산(30)은 복수의 낙하산 줄(parachute cord)(38)에 의해 가장자리(36)가 낙하산 챔버(20)에 연결될 수 있으며, 낙하산 줄은 물, 오염, 부식 등에 강하며 가볍고 튼튼한 나일론으로 제작될 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)를 드론에 장착하여 이용하면, 위험신호가 감지된 시점부터 약 0.04초 안에 낙하산을 상방향으로 펼칠 수 있게 되므로, 드론이 지상으로 추락하는 약 0.5초 정도의 짧은 시간내에서도 낙하산을 완전하게 펼쳐서 지상에 안전하게 착륙할 수 있어서, 비행 중인 드론의 추락으로 인한 드론의 파손 또는 재산상의 피해 또는 인명 피해도 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
한편, 소방용 드론, UAM(도심 항공 이동수단)과 같은 드론 택시 등의 경우에는 드론의 무게가 증가하며, 이에 따라 비상 낙하산의 크기도 비례하여 커질 수 있다. 이러한 대형 드론에 장착되는 대형 낙하산은 기체공급장치에서 발생하는 기폭가스의 주입력(가스확장성)이 강하게 되는데, 그러한 경우에 낙하산(30)의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S)의 기체유입구(35)가 작다면 기체유입구 주위의 압력이 상승하여 낙하산이 ??어질 수 있고, 펼침이 진행되는 동안 낙하산 및/또는 낙하산 줄의 꼬임도 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 중앙부 1곳에 주 기폭장치를 장착하고, 낙하산 가장자리(엣지)부에 다수의 기폭장치를 두어 펼침시간을 단축할 수 있다.
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 낙하산의 상부막(31)과 하부막(32)이 결합라인들(37)에 의해 복수의 기체수용공간(S)으로 분할되는 경우에, 각각의 기체수용공간(S)의 내측의 낙하산 가장자리 부근에 복수의 기체공급장치(61)를 배치할 수 있다. 복수의 기체공급장치(61)의 구성 및 작동원리는 전술한 기체공급장치(60)의 구성 및 작동원리와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트들(1)이 드론의 복수의 회전 날개(12)의 상단부에 추가로 설치될 수 있다.
이와 같이, 복수의 비상 낙하산 키트(1)를 드론의 복수의 회전 날개(12)의 상단부에 설치하면, 중앙에 설치되는 주 낙하산 키트의 크기를 작게할 수 있어서 낙하산을 효율적으로 펼칠 수 있으며, 복수의 낙하산 키트(1)가 균일한 간격으로 배치되어 드론의 추락 하중을 수용하므로 추락하는 드론의 수평 균형을 잘 유지할 수 있게 되므로, 드론의 추락 중에 드론이 뒤집히는 사고를 방지할 수 있게 된다.
(제2 실시례)
이어서, 본 발명의 본 발명의 제2 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)에 대하여 설명한다. 제2 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)의 설명 시에, 제1 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)의 구성 및 작용과 유사한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명의 제1 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 드론 본체(10)에 설치되는 위험감지장치(40)가 위험 상황을 감지할 때 전기 신호를 낙하산 사출장치(50)로 보내는 구성임에 비하여; 제2 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 드론을 조종하는 조종자가 비상 상황을 인식(추락을 예측)하여 직접 드론의 제어부에 낙하산 사출 신호를 보내는 구성인 점에서 차이가 있고, 그 이외의 구성들은 제1 실시례의 구성과 동일하다.
제2 실시례에 따르면 드론의 운항(조종) 중에 위험감지장치(40)가 비상 상황과 같은 위험 상황을 감지하기 전이라도, 조종자가 육안식별에 의해 위험을 감지하여 위험 상황이라고 판단하면 조종자가 직접 강제로 레버 등을 조작하여 낙하산 사출신호를 제어부에 전송하면, 제어부에서 전기 신호가 낙하산 사출장치(50)로 전달되어, 기폭수단(51)을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 같은 화학물질을 기폭시켜서 질소가스를 폭발적으로 분출시켜 낙하산 사출판(52)을 상방향으로 사출시킨다. 이러한 작용에 의해 낙하산 사출판(52) 위에 배치된 낙하산 뭉치(접혀진 상태의 낙하산)이 상방향으로 튀어오르게 된다. 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄(38)에 작용하는 장력에 의해 기체공급장치(60)의 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시켜 낙하산의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S) 또는 낙하산 막의 내면 또는 가장자리에 부착되는 골조튜브(34)로 질소가스를 주입하여 낙하산이 강제로 펼쳐질 수 있다.
(제3 실시례)
이어서, 본 발명의 본 발명의 제3 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)에 대하여 설명한다. 제3 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)의 설명 시에, 제1 및 제2 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)의 구성 및 작용과 유사한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명의 제3 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)는, 드론의 비행 방향을 제어하는 드론 본체(10) 및 상기 드론 본체(10)에 결합되어 있는 복수의 회전 날개(12)를 구비하는 드론에 장착되는 드론용 비상 낙하산 키트에 있어서, 상기 드론 본체(10)의 상면에 설치되며, 상측(22)에는 낙하산과 기체공급장치가 수납되며 하측(24)에는 낙하산 사출장치가 수납되는 낙하산 챔버(20); 상기 낙하산 챔버(20)의 상측(22)에 수납되며, 하나 이상의 골조튜브(34)가 낙하산 막(33)의 내면에 부착되거나 낙하산 막(33)의 가장자리(36)에 부착되며, 복수의 낙하산 줄(38)에 의해 가장자리(36)가 상기 낙하산 챔버(20)에 연결되는 낙하산(30); 상기 드론 본체(10)에 설치되며, 위험 상황을 감지하는 위험감지장치(40); 상기 낙하산 챔버(20)의 하측(24)에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치(50); 및 상기 낙하산(30)의 상부막의 하면의 중앙부 또는 가장자리(36)에 부착되어 낙하산과 함께 상기 낙하산 챔버(20)의 상측(24)에 수납되는 기체공급장치(60);를 포함하며, 상기 기체공급장치(60)는 낙하산(30)이 사출되는 동안 낙하산 줄(38)에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 내부에 수납되는 화학물질들의 혼합물을 기폭시킬 수 있다.
본 발명의 제1, 제2 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)에서는 낙하산(30)이 상부막(31)과 하부막(32)으로 이루어져서 그 사이에 기체수용공간(S)을 형성하고 기체공급장치(60)에서 분출되는 질소가스(N2)를 상기 기체수용공간(S) 안으로 주입하는 것임에 비하여; 본 발명의 제3 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)에서는 하나 이상의 골조튜브(34)가 낙하산 막(33)의 내면에 부착되거나 낙하산 막(33)의 가장자리(36)에 부착되며, 기체공급장치(60)에서 분출되는 질소가스(N2)를 골조튜브(34) 안으로 주입하는 것이다. 그 이외 다른 구성요소들의 작용은 제1, 제2 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)에서와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트가 펼쳐진 상태의 단면도이며, 제12는 도 11의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2)의 낙하산막(33)에 하나 이상의 골조튜브(34)가 부착된 상태의 개략 평면도이다. 도 11 및 도 12의 실시례에서, 기체가 주입될 있는 하나 이상의 골조튜브(34)가 낙하산 막(33)의 내면에 부착될 수 있다. 골조튜브(34)를 낙하산 막에 부착시키는 공정에는 봉제, 고주파 압착, 심 실링(seam sealing), 접착 등의 종래의 기술이 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 골조튜뷰(34)는 고무관을 사용하여 튜브를 형성할 수도 있고, 낙하산 막의 소재 또는 방수천 등을 이용하여 접착 또는 봉제에 의해 낙하산 막에 고정될 수도 있다. 상기 골조튜브(34)의 부착 위치는 낙하산 막(33)의 내면에 제한되는 것은 아니고, 낙하산 막(33)의 외면에 부착될 수도 있다. 여기서, 골조튜브(34)는 낙하산 막의 중심부을 가로질러 낙하산 막(33)의 가장자리(36)까지 연장될 수 있으며, 하나 이상의 골조튜브들(34)는 낙하산 막의 중심부에서 서로 연통되어 있으며, 중심부에는 골조튜브(34)로 기체를 주입할 수 있는 기체유입구(35)가 형성될 수 있다. 기체공급장치(60)의 아지드화나트륨(NaN3)의 기폭에 의해 분출되는 질소가스(N2)는 기체유입구(35)를 통하여 낙하산(30)의 골조튜브(34)에 공급된다.
도 11 및 도 12와 같이 이루어진 낙하산에서는, 추락 위험과 같은 비상 상황 발생시 낙하산이 상방향으로 사출되고, 낙하산의 골조튜브(34)에 질소가스(N2)가 주입되면서 골조튜브(34)가 팽창하여 낙하산 막의 내면에서 우산 살과 같이 복수의 골조(뼈대)를 형성함으로써, 낙하산이 짧은 시간내에 강제로 완전한 형상을 가지도록 펼쳐질 수 있다.
도 11 및 도 12의 실시례에서의 낙하산 사출장치(50) 및 기체공급장치(60)의 작동원리는 전술한 본 발명의 제1, 제2 실시례의 낙하산 사출장치(50) 및 기체공급장치(60)의 작동원리와 동일하다.
다음에, 도 13의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(3)를 설명한다.
도 13의 실시례에서는, 하나 이상의 골조튜브(34)가 낙하산 막(33)의 가장자리(36)에 부착될 수 있으며, 골조튜브(34)에는 기체주입구(35)가 형성될 수 있다. 도 13의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(3)에서, 기체공급장치(60)로부터 분출되는 질소가스(N2)는 기체유입구(35)를 통하여 낙하산 막(33)의 가장자리(36)에 부착되어 있는 골조튜브(34)에 공급된다. 골조튜브(34)를 낙하산 막의 가장자리에 부착시키는 공정에는 봉제, 고주파 압착, 심 실링(seam sealing), 접착 등의 종래의 기술이 이용될 수 있다. 이와 같이, 낙하산막(33)의 가장자리(36)가 골조튜브(34)가 팽창하여 루프형상을 이루고, 낙하산 막의 중심부는 공기저항에 의해 상방향으로 힘이 작용하기 때문에, 낙하산이 짧은 시간내에 강제로 펼쳐질 수 있게 된다.
본 발명의 제3 실시례에서는 도 12의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2)의 낙하산 막과 도 13의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(3)의 낙하산 막을 별개로 도시하였지만, 도 12의 실시례에 따른 낙하산 막과 도 13의 실시례에 따른 낙하산 막이 함께 이용될 수 있다. 즉, 낙하산 막(33)의 내면에서 중심부를 가로지르는 하나 이상의 골조튜브(34)가 부착됨과 동시에 낙하산 막(33)의 가장자리(36)에 하나 이상의 골조튜브(34)가 부착될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트들(2, 3)이 드론의 복수의 회전 날개(12)의 상단부에 추가로 설치될 수 있다.
이와 같이, 복수의 비상 낙하산 키트(2, 3)를 드론의 복수의 회전 날개(12)의 상단부에 설치하면, 중앙에 설치되는 주 낙하산 키트의 크기를 작게할 수 있어서 낙하산을 효율적으로 펼칠 수 있으며, 복수의 낙하산 키트(2, 3)가 균일한 간격으로 배치되어 드론의 추락 하중을 수용하므로 추락하는 드론의 수평 균형을 잘 유지할 수 있게 되므로, 드론의 추락 중에 드론이 뒤집히는 사고를 방지할 수 있게 된다.
(제4 실시례)
이어서, 본 발명의 본 발명의 제4 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)에 대하여 설명한다. 제4 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)의 설명 시에, 제3 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)의 구성 및 작용과 유사한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명의 제3 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)는 드론 본체(10)에 설치되는 위험감지장치(40)가 위험 상황을 감지할 때 전기 신호를 낙하산 사출장치(50)로 보내는 구성임에 비하여; 제4 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)는 드론을 조종하는 조종자가 비상 상황을 인식하여 직접 드론의 제어부에 낙하산 사출 신호를 보내는 구성인 점에서 차이가 있고, 그 이외의 구성들은 제3 실시례의 구성과 동일하다.
제4 실시례에 따르면 드론의 운항(조종) 중에 위험감지장치(40)가 비상 상황과 같은 위험 상황을 감지하기 전이라도, 조종자가 육안식별에 의해 위험을 감지하여 위험 상황이라고 판단하면 조종자가 직접 강제로 레버 등을 조작하여 낙하산 사출신호를 제어부에 전송하면, 제어부에서 전기 신호가 낙하산 사출장치(50)로 전달되어, 기폭수단(51)을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 같은 화학물질을 기폭시켜서 질소가스를 폭발적으로 분출시켜 낙하산 사출판(52)을 상방향으로 사출시킨다. 이러한 작용에 의해 낙하산 사출판(52) 위에 배치된 낙하산 뭉치(접혀진 상태의 낙하산)이 상방향으로 튀어오르게 된다. 낙하산이 사출되는 동안 낙하산 줄(38)에 작용하는 장력에 의해 기체공급장치(60)의 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시켜 낙하산의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S) 또는 낙하산 막의 내면 또는 가장자리에 부착되는 골조튜브(34)로 질소가스를 주입하여 낙하산이 강제로 펼쳐질 수 있다.
(제5 실시례)
이어서, 본 발명의 본 발명의 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)에 대하여 설명한다. 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)의 설명 시에, 제1 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)의 구성 및 작용과 유사한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명의 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 낙하산 챔버(20), 낙하산(30), 위험감지장치(40), 낙하산 사출장치(50), 기체공급장치(70) 및 기체공급라인(80)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 기체공급장치(60)가 낙하산(30)의 상부막의 하면의 중앙부에 부착되어 낙하산과 함께 낙하산 챔버(20)의 상측(22)에 수납되며, 기체공급장치(60)는 낙하산(30)이 사출되는 동안 낙하산 줄(38)에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 내부에 수납되는 화학물질들의 혼합물을 기폭시키는 것임에 비하여; 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 기체공급장치(70)가 낙하산 챔버(20)의 하측(24)에 수납되며, 위험장치에서 발생된 신호에 의해 작동되며, 기체공급장치(70)의 기체배출구(75)와 낙하산(30)의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S)의 기체유입구(35) 사이에 가요성 재질의 튜브형상의 기체공급라인(80)이 연결되는 점에서 차이가 있고, 그 이외의 구성들은 제1 실시례의 구성과 유사하다.
제5 실시례에서, 기체공급장치(70)에서 발생된 질소기체(N2)를 낙하산(30)의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S)으로 주입하기 위하여, 가요성 기체공급라인(80)이 이용될 수 있다. 도 14 내지 제 16에 도시된 바와 같이, 기체공급라인(80)의 일측 단부는 낙하산(30)의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S)의 기체유입구(35)에 연결되며, 타측 단부는 기체공급장치(70)의 기체배출구(75)에 연결될 수 있다. 상기 기체공급라인(80)은 가요성 재질의 합성수지, 직물 등으로 튜브형태로 제작하여, 도 14에 도시된 바와 같이, 부피가 최소로 되도록 접혀진 상태로 낙하산 챔버(20)의 하측(24)에 수납된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 기체공급라인(80)의 길이(L)는 상기 기체공급장치(70)의 기체배출구(75)로부터 상기 낙하산(30)의 기체수용공간(S)의 기체유입구(35)까지의 수직 높이(H)보다 길게 설정된다.
제5 실시례의 드론용 낙하산 키트에서, 기체공급장치(70)는 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지며, 위험감지장치(40)로부터 수신된 신호를 받아서 산화철(Fe2O3)의 촉매반응에 의해 아지드화나트륨(NaN3)을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킨다.
(제6 실시례)
이어서, 본 발명의 본 발명의 제6 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)에 대하여 설명한다. 제6 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)의 설명 시에, 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)의 구성 및 작용과 유사한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명의 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 드론 본체(10)에 설치되는 위험감지장치(40)가 위험 상황을 감지할 때 전기 신호를 낙하산 사출장치(50)로 보내는 구성임에 비하여; 제6 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)는 드론을 조종하는 조종자가 비상 상황을 인식하여 직접 드론의 제어부에 낙하산 사출 신호를 보내는 구성인 점에서 차이가 있고, 그 이외의 구성들은 제5 실시례의 구성과 동일하다.
제6 실시례에 따르면 드론의 운항(조종) 중에 위험감지장치(40)가 비상 상황과 같은 위험 상황을 감지하기 전이라도, 조종자가 위험 상황이라고 판단하면 직접 낙하산 사출신호를 제어부에 전송하면, 제어부에서 전기 신호가 낙하산 사출장치(50)로 전달되어, 기폭수단(51)을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 같은 화학물질을 기폭시켜서 질소가스를 폭발적으로 분출시켜 낙하산 사출판(52)을 상방향으로 사출시킨다. 이러한 작용에 의해 낙하산 사출판(52) 위에 배치된 낙하산 뭉치(접혀진 상태의 낙하산)이 상방향으로 튀어오르게 된다.
(제7 실시례)
이어서, 본 발명의 본 발명의 제7 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)에 대하여 설명한다. 제7 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)의 설명 시에, 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)의 구성 및 작용과 유사한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명의 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)에서는 낙하산(30)이 상부막(31)과 하부막(32)으로 이루어져서 그 사이에 기체수용공간(S)을 형성하고 기체공급장치(60)에서 분출되는 질소가스(N2)를 상기 기체수용공간(S) 안으로 주입하는 것임에 비하여; 본 발명의 제7 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(2, 3)에서는 하나 이상의 골조튜브(34)가 낙하산 막(33)의 내면에 부착되거나 낙하산 막(33)의 가장자리(36)에 부착되며, 기체공급장치(60)에서 분출되는 질소가스(N2)를 골조튜브(34) 안으로 주입하는 것이다. 그 이외 다른 구성요소들의 작용은 제5 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1)에서와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
(제8 실시례)
이어서, 본 발명의 본 발명의 제8 실시례에 따른 낙하산 키트에 대하여 설명한다.
제8 실시례에 따른 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트는, 유인 또는 무인 비행체를 이용하여 물품을 배송할 때, 비행체가 배송 목적지에 안착하여 물품을 내려 놓고 가는 것이 아니라, 비행체가 안착하지 않고 소정의 고도에서 배송 물품을 투척(낙하)하는 경우에 유용하게 이용될 수 있다.
제8 실시례에 따른 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트의 설명시에, 제1 실시례 내지 제7 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트(1, 2, 3)의 구성 및 작용과 유사한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
예를 들어, 드론을 이용하여 물품을 배송하는 경우, 드론이 목적지에 안착하여 물품을 내려놓고 가는 방법과 드론이 목적지에 안착하지 않고 배송 물품을 투척(낙하)하는 방법이 이용될 수 있다.
드론이 목적지에 안착한 후 물품을 내려놓고 가는 방법을 이용하기 위하여는, 주위의 상황이 안전한 경우만 가능하다. 비행제어를 저해하는 기물이나 사람이 있는 경우, 안착시 회전날개에 의해 피해를 초래할수 있으므로, 안착 지점이 미확인되거나 또는 안착 지검이 변화하는 환경의 경우에는, 안착 후 배송 물품을 내려 놓는 방법보다 소정의 고도에서 배송 무품을 투척하는 방법이 보다 안전할 수 있다.
낮은 고도에서 배달 물품을 투척하여 배송지에 드론을 안착(안전착륙)하지 않고 배송하는 방법에서, 일정 지역내에 배송물품을 투척하는 경우 고도를 낮추지 않고 비행고도를 유지한 상태에서에서 물품을 투척할 때는 낙하산이 필요할 수 있다. 이때 일반 낙하산을 이용하여 물품을 투척(낙하)할 때, 낙하산 산개에 필요한 고도가 필요하지만, 드론의 경우 비행고도가 비교적 낮기 때문에 일반 낙하산을 이용하기 어려울 수 있다. 또한, 드론에서 배송 물품 투척 후, 바로 낙하산을 산개해야만 투척 후 배송물품에 손상이 발생되는 것을 피할 수 있다.
유인 비행체의 경우 배송 물품이 목적지내에 안전하게 도달하기 위해서는, 비행체의 고도를 상당히 낮추어야 하는데, 고도가 너무 낮은 경우는 낙하산이 산개하여 일정 중력가속도를 상계하는 반발력이 필요한 고도가 확보되지 않는 문제가 있다. 또한, 낙하산의 산개에 필요한 비교적 높은 고도에서 비행체로부터 배송 물품을 투척(낙하)하는 경우, 풍향 및/또는 풍속에 따라 배송 물품이 배송 목적지를 벗어나 낙하될 수 있다(예를 들어, 유인 또는 무인 비행체를 이용하여 전쟁물자를 수송하는 경우, 접전지에서는 아군 지역이 아닌 적군 지역에 물품이 전달될 수 있다).
본 발명의 제8 실시례에 따른 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트에서와 같이, 가장 짧은 시간내에 낙하산의 산개 가능하다는 것은 비행체의 고도를 낮출 수 있는 잇점이 있어서, 목표 투척지점의 범위내에 배송 물품을 안전하게 투척(낙하)할 가능성을 높일 수 있다. 즉, 본 발명의 제8 실시례에 따르면 낙하산이 강제 산개될 수 있으므로, 비행체의 낙하산 전개 고도를 낮출 수 있는 잇점이 있다.
본 발명의 제8 실시례에 따른 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트는, 배송 물품의 수납용기에 설치되는 낙하산 챔버; 상부막과 하부막을 구비하고 상부막과 하부막 사이에는 기체수용공간이 형성되며, 복수의 낙하산 줄에 의해 가장자리가 상기 낙하산 챔버에 연결되는 낙하산; 상기 낙하산 챔버에 설치되며, 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 시점으로부터 소정 시간 경과후에 낙하산의 작동신호를 송출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 신호에 의해 작동하며, 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지는 기체공급장치를 포함하며, 상기 기체공급장치는 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시킬 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 유인 또는 무인 드론 또는 비행체에 의해 배송되는 물품을 배송 목적지의 상공에서 낙하시켜 물품을 주문자에게 전달할 때, 낙하산을 작동시켜 물품을 낙하시키므로, 배송 물품이 지면에 도달할 때의 충격을 완화할 수 있어서 물품의 파손 또는 손상이 방지될 수 있다. 또한, 제8 실시례의 낙하산을 이용하면, 낙하산을 이용하지 않고 배송 물품을 낙하시키는 경우보다 높은 고도에서 비행체를 운항할 수 있게 되므로, 유인 또는 무인 비행체의 안전이 향상될 수 있다.
제8 실시례에서는, 최적의 위치에서 낙하산이 기체공급장치에 의해 강제로 산개될 수 있도록, 유인 또는 무인 비행체로부터 배송 물품이 낙하될 때부터 낙하산 작동신호가 송출될 때까지의 시간은 비행체의 비행고도, 배송 물품의 중량 등을 고려하여 설정될 수 있다.
본 발명의 제8 실시례에 따른 낙하산 키트에서는, 낙하산의 상부막과 하부막의 복수의 결합부에 복수의 골조튜브가 추가로 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부막과 하부막은 복수의 위치에서 각각 2줄로 봉제, 고주파 압착, 심 실링, 접착 등의 방식으로 서로 결합될 수 있으며, 인접한 결합라인들(37, 37) 사이의 간격은 중심부 쪽으로 갈 수록 넓어지도록 형성되며, 중심부 쪽에서는 상부막과 하부막이 서로 결합되지 않고 분리되어 기체유입구들(35)을 형성할 수 있다. 이러한 구성에 의해 결합라인들(37, 37) 사이에 골조튜브 형상의 기체수용공간을 형성할 수 있게 된다. 이에 의해, 상부막(31)과 하부막(32) 사이의 공간에서 결합라인들(37, 37) 사이의 기체수용공간에만 기체가 주입되더라도 우산살 형태의 기능을 수행하게 도어 낙하산이 강제로 펼쳐질 수 있다.
(제9 실시례)
이어서, 본 발명의 본 발명의 제9 실시례에 따른 낙하산 키트에 대하여 설명한다. 제9 실시례에 따른 유인 또는 무인 비행체로부터 낙하되는 배송 물품에 구비되는 낙하산 키트의 설명시에, 제8 실시례에 따른 낙하산 키트의 구성 및 작용과 유사한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명의 제8 실시례에 따른 낙하산 키트에서는 낙하산이 상부막과 하부막으로 이루어져서 그 사이에 기체수용공간을 형성하고 기체공급장치에서 분출되는 질소가스를 상기 기체수용공간 안으로 주입하는 것임에 비하여; 본 발명의 제9 실시례에 따른 낙하산 키트에서는 하나 이상의 골조튜브가 낙하산 막의 내면에 부착되거나 낙하산 막의 가장자리에 부착되며, 기체공급장치에서 분출되는 질소가스를 골조튜브 안으로 주입하는 것이다. 그 이외 다른 구성요소들의 작용은 제8 실시례에 따른 낙하산 키트에서와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제9 실시례의 낙하산 키트에서는, 골조튜브는 낙하산 막의 중심부를 가로질러 가장자리까지 연장되며 낙하산 막의 내면에 부착되는 복수의 골조튜브로 이루어지며, 각각의 골조튜브는 서로 연통될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시례에 따른 드론용 비상 낙하산 키트는 드론에 적용될 수 있는 것으로 설명하였으나, 무인 항공기 또는 무인 헬리콥터와 같은 근거리 비행 수단(Flying Mobility)에도 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시례를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 2, 3: 드론용 비상 낙하산 키트 10: 드론 본체
12: 회전날개 20: 낙하산 챔버
30: 낙하산 31: 상부막
32: 하부막 33: 낙하산 막
35: 기체주입구 38: 낙하산 줄
40: 위험감지장치 50: 낙하산 사출장치
51: 기폭수단 52: 낙하산 사출판
60, 70: 기체공급장치 75: 기체배출구
80: 기체공급라인

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  19. 드론의 비행 방향을 제어하는 드론 본체(10) 및 상기 드론 본체(10)에 결합되어 있는 복수의 회전 날개(12)를 구비하는 드론에 장착되는 드론용 비상 낙하산 키트에 있어서,
    상기 드론 본체(10)의 상면에 설치되며, 상측(22)에는 낙하산이 수납되며 하측(24)에는 낙하산 사출장치와 기체공급장치가 수납되는 낙하산 챔버(20);
    상기 낙하산 챔버(20)의 상측(22)에 수납되며, 상부막(31)과 하부막(32)을 구비하고 상부막과 하부막 사이에는 기체수용공간(S)이 형성되며, 복수의 낙하산 줄(38)에 의해 가장자리(36)가 상기 낙하산 챔버(20)에 연결되는 낙하산(30);
    상기 드론 본체(10)에 설치되며, 위험 상황을 감지하는 위험감지장치(40);
    상기 낙하산 챔버(20)의 하측(24)에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하는 낙하산 사출장치(50);
    상기 낙하산(30)의 가장자리에 배치되는 복수의 기체공급장치(61);
    상기 낙하산 챔버(20)의 하측(24)에 수납되며 상기 위험감지장치에서 발생된 신호에 의해 작동하여 질소가스(N2)를 분출시키는 기체공급장치(70); 및
    상기 기체공급장치(70)로부터 분출되는 질소가스(N2)를 상기 낙하산(30)의 상부막(31)과 하부막(32) 사이의 기체수용공간(S)으로 주입하기 위하여, 일측 단부는 상기 낙하산(30)의 상부막과 하부막 사이의 기체수용공간(S)의 기체유입구(35)에 연결되며 타측 단부는 상기 기체공급장치(70)의 기체배출구(75)에 연결되는 가요성 재질의 튜브형상의 기체공급라인(80);을 포함하며,
    상기 기체공급장치(61)는 낙하산(30)이 사출되는 동안 낙하산 줄(38)에 작용하는 장력에 의해 점화수단을 작동시켜 내부에 수납되는 화학물질들의 혼합물을 기폭시키는 것을 특징으로 하는 드론용 비상 낙하산 키트.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 낙하산 사출장치(50)는 기폭수단(51) 및 사출판(52)을 포함하며, 상기 위험감지장치(40)로부터 수신된 전기 신호에 의해 기폭수단(51)을 작동시켜 낙하산(30)을 상측으로 사출시키며,
    상기 기폭수단(51)은 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론용 비상 낙하산 키트.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 기체공급장치(70)는 점화수단, 아지드화나트륨(NaN3) 및 산화철(Fe2O3)을 포함하는 기폭장치로 이루어지며,
    상기 기체공급장치(70)는 상기 위험감지장치(40)로부터 수신된 전기 신호를 받아서 점화수단을 작동시켜 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)의 혼합물을 폭발시켜서 질소가스(N2)를 분출시키는 것을 특징으로 하는 드론용 비상 낙하산 키트.
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