KR200391653Y1 - 가변피치 회전익 수직이착륙기 - Google Patents

가변피치 회전익 수직이착륙기 Download PDF

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KR200391653Y1
KR200391653Y1 KR20-2005-0014380U KR20050014380U KR200391653Y1 KR 200391653 Y1 KR200391653 Y1 KR 200391653Y1 KR 20050014380 U KR20050014380 U KR 20050014380U KR 200391653 Y1 KR200391653 Y1 KR 200391653Y1
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Abstract

본 고안은 몸체부(120)와, 두 개 이상의 회전부(130)로 이루어지는 수직이착륙기(100)에 있어서 상기 회전부(130)는 스핀들(131a)을 구비하는 회전축(131)과, 상기 스핀들(131a)에 회전 가능하게 설치되는 블레이드홀더(133)와, 상기 블레이드홀더(133)에 설치되는 블레이드(135)와, 피칭수단(140)을 구비하여 피칭 조작이 가능한 가변피치 회전익 수직이착륙기(100); 구동기어(121)와, 상기 구동기어(121)와 치합하는 상기 회전부(130)와 동수의 종동기어(123)와, 상기 종동기어(123)의 회전을 회전축(131)으로 전달하는 동력전달수단(126)을 더 구비하는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100) 및 상기 회전부(130) 중 어느 하나 이상은 방향타(301)를 더 구비하는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)에 관한 것으로, 각 블레이드(135)의 회전 속도를 동일하게 하면서도 피칭 조작에 의하여 양력을 조절하여 전후진 기동, 피칭(Pitching) 및 롤링(Rolling) 운동을 자유롭게 할 수 있으며, 몸체부(120)에 설치된 구동기어(121) 및 종동기어(123)에 의하여 각 회전부(130)로 동력을 전달하므로 각 회전부(130) 마다 모터 등 동력원을 설치할 필요가 없으며, 구동기어(121)와 치합하는 종동기어(123)의 회전수는 동일하게 되므로 반동 토크는 자동적으로 상쇄되며, 회전부(130)에 방향타(301)를 구비함으로써 요잉(Yawing) 운동이 가능하게 되는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)를 제공하는 것이다.

Description

가변피치 회전익 수직이착륙기{A vertical take-off and landing craft with multi-variable pitch rotating blade}
본 고안은 수직이착륙기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피칭 조작이 가능한 두 개 이상의 회전부를 구비하여 각 회전부의 회전에 의한 반동 토크를 상쇄시킬 수 있으며, 각 블레이드의 회전 속도를 변경하지 않고 동일하게 하면서도 양력을 조절하여 전후진 기동, 피칭 및 롤링 기동을 자유롭게 할 수 있으므로 각 회전부 마다 모터 등 동력원을 설치할 필요가 없으며, 또한 요잉 운동이 가능하게 되는 가변피치 회전익 수직이착륙기에 관한 것이다.
도1 은 종래 기술에 의한 수직이착륙기(1)를 도시한 분해 사시도이다. 도1 및 도2 에 도시된 바와 같이 종래 기술에 의한 수직이착륙기(1)는 몸체부(20)와, 상기 몸체부(20)로부터 돌출 형성되는 지지축(10)과, 상기 지지축(10)에 설치되는 회전부(30)로 구성된다. 상기 회전부(30)에는 회전력을 발생시키는 모터(31)가 고정 설치되며, 상기 모터(31)와 블레이드(37)는 피니언(33)과 기어(35)에 의하여 직렬 연결되어 모터(31)가 회전하면 블레이드(37)가 회전하게 되며, 블레이드(37)의 회전에 의하여 양력이 발생하여 수직이착륙기(1)는 비행을 할 수 있게 된다. 몸체부(20)는 상부덮개(21)와 송수신 장치 등을 장치한 부품부(22) 및 하부덮개(23)로 이루어지며, 상기 모터(31)의 회전을 발생시키기 위한 배터리(25)를 구비한다. 그리고 상기 부품부(22)와 배터리(25)는 상부덮개(21)와 하부덮개(23)에 의하여 형성되는 공간에 수납된다. 도1 에서 미설명 부호 36a 는 블레이드 고정나사를, 36b는 기어 고정나사를, 36c는 모터 고정나사를 도시한 것이다.
상기와 같은 수직이착륙기(1)는 각 블레이드(37)의 회전 속도를 조절하여 수직이착륙기(1)를 기울여 전후진 비행을 하거나 피칭 기동 또는 롤링 기동을 할 수 있으므로 각 블레이드(37)의 회전속도를 조절하기 위하여 각 회전부(30) 마다 모터(31)를 별도로 설치하여야 하며, 따라서 모터(31) 수의 증가에 의하여 전체적인 수직이착륙기(1)의 무게와 가격이 증가하였으며, 전후진 기동을 하기 위하여 각 블레이드(37)의 회전 속도를 달리하는 경우에 반동 토크가 상쇄되지 않는 문제가 있으며 또한 요잉 기동을 할 수 없으며, 고정피치를 사용하는 수직이착륙기는 비행 중 전복될 경우 자세 회복이 어려워 바로 추락으로 이어지는 문제가 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 각 블레이드 회전을 동일하게 유지하면서도 전후진 비행이나 피칭기동 또는 롤링 기동을 할 수 있으므로 모터 등 동력원을 각 회전부 마다 설치할 필요가 없으며, 반동 토크가 상쇄되며 그리고 요잉 운동이 가능한 가변피치 회전익 수직이착륙기를 제공하는데 목적이 있는 것이다.
본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 고안된 것으로서 본 고안에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기는 몸체부와, 두 개 이상의 회전부로 이루어지는 가변피치 회전익 수직이착륙기에 있어서; 상기 회전부는 스핀들을 구비하는 회전축과, 상기 스핀들에 회전 가능하게 설치되는 블레이드홀더와, 상기 블레이드홀더에 설치되는 블레이드와, 피칭수단을 구비하여; 상기 블레이드가 블레이드홀더와 일체로 상기 스핀들에 대하여 회전하는 구조로 함으로써 피칭 조작이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 수직이착륙기는 하나의 구동부로 두개 이상의 회전부를 구동시키며, 상기 회전부는 서로 대칭으로 배치되어 반동토오크가 상쇄되는 것을 특징으로 하며,
상기 피칭수단은 상기 회전축에서 왕복 운동이 가능하도록 설치되는 피치플레이트홀더와, 상기 피치플레이트홀더와 일체로 회전축을 따라 왕복 운동을 하며 회전축과 함께 회전하는 피치플레이트와, 일단은 피치플레이트에 연결되고 타단은 상기 블레이드홀더에 회전 가능하게 연결되는 피치링크와, 일단은 피치플레이트홀더에 연결되고 타단은 피치조정바에 연결되는 피치레버와, 몸체부로부터 연장되는 피치조정바로 이루어진다.
상기 피칭수단은 상기 회전축에서 왕복 운동이 가능하도록 설치되는 피치플레이트홀더와, 상기 피치플레이트홀더와 일체로 회전축을 따라 왕복 운동을 하며 회전축과 함께 회전하는 피치플레이트와, 일단은 피치플레이트에 연결되고 타단은 상기 블레이드홀더에 회전 가능하게 연결되는 피치링크와, 일단이 피치플레이트홀더에 연결되어 상기 피치플레이트홀더를 상하로 왕복 운동시키는 솔레노이드 또는 액추에이터를 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
상기에 있어서 회전부 중 어느 하나 이상은 방향타를 더 구비하는 것도 바람직하며,
상기 각 회전부는 구동부 또는 구동부의 회전원를 구비하는 것도 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 고안에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
본 고안의 바람직한 실시 예에 있어서 종래 기술의 구성과 동일하거나 유사한 기능을 하는 구성에 대해서는 동일한 명칭을 사용하며, 종래 기술과 동일하거나 유사한 작동에 대하여는 그 설명을 생략한다.
도3 은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)를 도시한 사시도이며, 도4 는 도3 수직이착륙기의 회전부(130)를 도시한 확대 사시도이며, 도5 는 다른 예의 피칭수단(140)을 구비하는 회전부(130)를 도시한 확대 사시도이며, 도6 은 또 다른 예의 피칭수단(140)을 구비하는 회전부(130)를 도시한 확대 사시도이며, 도7 은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기에 있어서 회전원을 구비하는 회전부를 확대 도시한 회전원 분해 사시도이며, 도8 은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기에 있어서 회전원을 구비하는 회전부를 확대 도시한 사시도이며, 도9 는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)에 있어서 동력 전달 과정의 일 예를 도시한 사시도이며, 도10 은 도3 수직이착륙기의 방향타(301)를 더 포함하여 구성되는 회전부(130)를 확대 도시한 사시도이며, 도11 은 다른 각도로 설치되는 방향타(301)를 구비하는 회전부(130)를 확대 도시한 사시도이다.
도3 및 도4 에 도시된 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)는 몸체부(120)와 두 개 이상의 회전부(130)로 이루어지며, 상기 회전부(130)는 몸체부(120)에서 돌출 형성되는 지지축(110)에 설치하는 것이 바람직하다.
도4 에 도시한 바와 같이 상기 회전부(130)는 스핀들(131a)을 구비하는 회전축(131)과, 상기 스핀들(131a)에 회전 가능하게 설치되는 블레이드홀더(133)와, 상기 블레이드홀더(133)에 설치되는 블레이드(135)와, 피칭수단(140)을 구비하며, 상기 블레이드(135)가 블레이드홀더(133)와 일치로 상기 스핀들(131a)에 대하여 회전할 수 있는 구조로 함으로써 피칭조작이 가능하게 된다.
도4 및 도5 에는 상기 회전축(131)에서 왕복 운동이 가능하도록 설치되는 피치플레이트홀더(141)와, 상기 피치플레이트홀더(141)와 일체로 회전축(131)을 따라 왕복 운동을 하며 회전축(131)과 함께 회전하는 피치플레이트(142)와, 일단은 피치플레이트(142)에 연결되고 타단은 상기 블레이드홀더(133)에 회전 가능하게 연결되는 피치링크(143)와, 일단은 피치플레이트홀더(141)에 연결되고 타단은 피치조정바(147)에 연결되는 피치레버(145)와, 몸체부(120)로부터 연장되는 피치조정바(147)로 이루어지는 피칭수단(140)을 도시하고 있으나,
상기 피칭수단(140)은 이에 한정되는 것이 아니며 도6 에 도시된 바와 같이 자성을 가진 왕복부(144a)와 코일을 구비하는 전자석부(144b)로 이루어지며 일단이 블레이드홀더(133)에 회전 가능하게 연결되는 솔레노이드나 전자식 액추에이터(이하 도면부호 144로 나타낸다.)구조를 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
피칭 조작을 간단하게 설명하면, 도4 에 도시된 바와 같이 피치조정바(147)가 전진 또는 후진을 하게 되면, 일단이 상기 피치조정바(147)에 연결되며 타단이 피치플레이트홀더(141)에 연결되는 피치레버(145)가 회전하게 되며, 피치레버(145)가 회전하면 회전축(131)을 따라 왕복 운동이 가능하도록 설치되는 피치플레이트(142)가 피치플레이트홀더(141)와 함께 회전축(131)을 따라 왕복 운동을 하게 되며, 피치플레이트(141)에 연결되며 타단은 상기 블레이드홀더(133)에 회전 가능하게 연결되는 피치링크(143)에 의하여 블레이드홀더(133)는 스핀들(131a)에 대하여 회전 운동을 하게 되어 피칭 조작이 가능하게 되는 것이다.
상기에 있어서 피치조정바(147)는 도5 에 도시된 바와 같이 회전 운동을 하는 구조로 하는 것도 가능하다.
따라서 수직이착륙기(100)가 비행 중 전복되는 경우에도 블레이드(135)의 피칭 조작으로 전복된 상태에서도 정상 비행이 가능하게 되며 각 회전부(130)의 블레이드(135) 피치를 개별적으로 또는 혼합하여 적극적으로 제어함으로써 고도의 곡예 비행도 가능하게 된다.
도3 및 도9 에 도시한 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)는 몸체부(120)의 구동부(125)에 연결되어 구동부(125)와 함께 회전하는 구동기어(121)와 상기 구동기어(121)와 치합하는 회전부(130)와 동 수의 종동기어(123) 그리고 상기 종동기어(123)의 회전을 회전부(130)의 회전축(131)으로 전달하는 동력전달수단(126)을 구비한다. 도9 에는 동력전달수단(126)으로서 종동기어(123)와 일체로 형성되는 풀리(126a)와, 회전축(131)에 형성되는 풀리(126b)와, 상기 풀리(126a, 126b) 사이에서 회전운동을 전달하는 벨트(126c)를 예시하고 있다. 본 고안에서와 같이 회전부(130)의 피칭 조작이 가능하도록 함으로써 각 회전부(130) 블레이드(135)의 회전속도를 동일하게 유지하면서도 피칭 조작에 의하여 수직이착륙기(100)를 기울여 전후진 운동이 가능하게 되며 따라서 각 회전부(130)마다 구동부(125)를 구비하지 않고, 몸체부(120)에만 구동부(125)를 구비하고 상기와 같이 구동기어(121)와 종동기어(123)에 의하여 동력전달을 하는 것이 가능하게 된다.
도3 에 도시한 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)는 회전원(125a)과 동력원(125b)로 이루어지는 구동부(125)를 구비하고 있으며, 도3 에는 회전원(125a)으로서 엔진을 동력원(125b)으로서 연료저장부를 도시하고 있으나 모터를 회전원(125a)으로 그리고 배터리를 동력원(125b)으로 구성하는 것도 가능하다. 도3 에는 몸체부(120)에 구동부(125)가 구비된 것을 도시하고 있으나, 도7 및 도8 에 도시된 바와 같이 각 회전부(130)에 구동부(125) 또는 구동부의 회전원(125a)를 설치하는 것도 가능하다.
도10 및 도11 에 도시한 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)는 방향타(301)를 더 포함하여 구성되는 회전부(130)를 구비하는 것이 바람직하다. 도10 및 도11 에서 미설명 부호 301a는 방향타(301)의 회전중심축을, 301b는 방향타(301) 지지구조를 도시한 것이다. 도10 은 지지축(110)과 평행한 방향으로 설치되는 방향타(301)를 도시한 것이며, 도11 은 지지축(110)과 수직한 방향으로 설치되는 방향타(301)를 도시한 것이다. 도10 에 도시된 바와 같이 지지축(110)과 평행한 방향으로 방향타(301)를 설치하면 수직이착륙기(100)는 방향타(301)에 의하여 요잉운동을 할 수 있으며, 도11 에 도시된 바와 같이 방향타(301)를 설치하면 수직이착륙기(100)는 방향타(301)에 의하여 전, 후진 운동을 할 수 있게 된다. 따라서 두 개 이상의 회전부(130) 중 어느 하나 이상에는 도10 에 도시된 바와 같은 방향으로 방향타(301)를 설치하고, 다른 어느 하나 이상에는 도11 에 도시된 바와 같은 방향으로 방향타(301)를 설치하면 수직이착륙기(100)는 요잉운동이 가능하면서도, 전후진운동, 롤링 운동 또는 피칭 운동과 요잉 운동을 동시에 할 수 있게 된다.
이상에서 본 고안을 실시 예에 한정하여 설명하였지만, 본 고안의 보호범위는 이에 한정하여서는 아니 되며 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석하여야 할 것이다.
상기에 기재한 본 고안에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)의 회전부(130)는 피칭 조작이 가능하고 피칭 조작에 의하여 양력을 조절할 수 있으므로 각 블레이드(135)의 회전 속도를 동일하게 하면서도 피칭 조작에 의하여 양력을 조절하여 전후진 기동, 피칭(Pitching) 및 롤링(Rolling) 운동을 자유롭게 할 수 있으며, 몸체부(120)에 설치된 구동기어(121) 및 종동기어(123)에 의하여 각 회전부(130)로 동력을 전달하므로 각 회전부(130) 마다 모터 등 동력원을 설치할 필요가 없으며, 구동기어(121)와 치합하는 종동기어(123)의 회전수는 동일하게 되므로 반동 토크는 자동적으로 상쇄되며, 회전부(130)에 방향타(301)를 구비함으로써 요잉(Yawing) 운동이 가능하게 되는 효과가 있다.
도1 은 종래 기술에 의한 수직이착륙기를 도시한 분해 사시도이다.
도2 는 도1 'A'부를 확대 도시한 개략적인 평면도이다.
도3 은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기를 도시한 사시도이다.
도4 는 도3 수직이착륙기의 회전부를 확대 도시한 사시도이다.
도5 는 다른 형태의 피칭수단을 구비하는 회전부를 도시한 확대 사시도이다.
도6 은 또 다른 형태의 피칭수단을 구비하는 회전부를 도시한 확대 사시도이다.
도7 은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기에 있어서 회전원을 구비하는 회전부를 확대 도시한 회전원 분해 사시도이다.
도8 은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기에 있어서 회전원을 구비하는 회전부를 확대 도시한 사시도이다.
도9 는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따르는 가변피치 회전익 수직이착륙기에 있어서 동력 전달 과정의 일 예를 도시한 사시도이다.
도10 은 도3 수직이착륙기의 방향타를 더 포함하여 구성되는 회전부를 도시한 확대 사시도이다.
도11 은 다른 각도로 설치되는 방향타를 구비하는 회전부를 확대 도시한 사시도이다.
*도면의 주요 부호에 대한 설명
100 : 가변피치 회전익 수직이착륙기 110 : 지지축
120 : 몸체부 121 : 구동기어
123 : 종동기어 125 : 구동부
125a : 엔진 125b : 연료저장부
126a, 126b : 풀리 126c : 벨트
130 : 회전부 131 : 회전축
131a : 스핀들 133 : 블레이드홀더
135 : 블레이드 140 : 피칭수단
147 : 피치조정바 301 : 방향타

Claims (6)

  1. 몸체부(120)와, 두 개 이상의 회전부(130)로 이루어지는 수직이착륙기(100)에 있어서; 상기 회전부(130)는 스핀들(131a)을 구비하는 회전축(131)과, 상기 스핀들(131a)에 회전 가능하게 설치되는 블레이드홀더(133)와, 상기 블레이드홀더(133)에 설치되는 블레이드(135)와, 피칭수단(140)을 구비하여;
    상기 블레이드(135)가 블레이드홀더(133)와 일체로 상기 스핀들(131a)에 대하여 회전하는 구조로 함으로써 피칭 조작이 가능한 것을 특징으로 하는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100).
  2. 제1 항에 있어서, 상기 수직이착륙기(100)는 하나의 구동부(125)로 두개 이상의 회전부(130)를 구동시키며, 상기 회전부(130)는 서로 대칭으로 배치되어 반동토오크가 상쇄되는 것을 특징으로 하는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100).
  3. 제1 항에 있어서, 상기 피칭수단(140)은 상기 회전축(131)에서 왕복 운동이 가능하도록 설치되는 피치플레이트홀더(141)와, 상기 피치플레이트홀더(141)와 일체로 회전축(131)을 따라 왕복 운동을 하며 회전축(131)과 함께 회전하는 피치플레이트(142)와, 일단은 피치플레이트(142)에 연결되고 타단은 상기 블레이드홀더(133)에 회전 가능하게 연결되는 피치링크(143)와, 일단은 피치플레이트홀더(141)에 연결되고 타단은 피치조정바(147)에 연결되는 피치레버(145)와, 몸체부(120)로부터 연장되는 피치조정바(147)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100).
  4. 제1 항에 있어서, 상기 피칭수단(140)은 상기 회전축(131)에서 왕복 운동이 가능하도록 설치되는 피치플레이트홀더(141)와, 상기 피치플레이트홀더(141)와 일체로 회전축(131)을 따라 왕복 운동을 하며 회전축(131)과 함께 회전하는 피치플레이트(142)와, 일단은 피치플레이트(142)에 연결되고 타단은 상기 블레이드홀더(133)에 회전 가능하게 연결되는 피치링크(143)와, 일단이 피치플레이트홀더(141)에 연결되어 상기 피치플레이트홀더(141)를 상하로 왕복 운동시키는 솔레노이드 또는 액추에이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100).
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전부(130) 중 어느 하나 이상은 방향타(301)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100).
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 회전부(130)는 구동부(125) 또는 구동부의 회전원(125a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변피치 회전익 수직이착륙기(100)
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