KR20080056769A - 항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등 - Google Patents

항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등 Download PDF

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Abstract

본 발명은 또한 항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등에 관한 것으로, 광 유출 개구(11)를 구비한 하우징을 포함하며, 하우징에는 광학 축선(O)을 구비한 광 채널(13)이 배치되고, 이 광학 축선을 따라 광선의 형성을 위한 광원(20), 광선을 필터링된 비임 성분(R) 및 필터링되지 않은 비임 성분(W)로 분리하기 위한 컬러 필터(30) 및 광 유출 개구(11)를 통하여 광선(R, W)의 집속 방사를 위한 렌즈 장치가 배치된다. 단지 하나의 광 채널(13)이 하우징(10)에 배치되어 본 발명에 따른 활공각 등이 상당히 적은 비용으로 생산된다.

Description

항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등 {GLIDE-ANGLE LIGHT FOR APPROACH GUIDANCE OF AIRCRAFT}
본 발명은 청구항 1의 전제부에서 청구된 바와 같은, 항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등(glide-angle light)에 관한 것이다.
비행장으로의 항공기의 최종 접근은 계기 착륙 장치에 의해 보조된다. 이는 한편으로는 좁은-비임 무선 안내 비임(narrow-beam radio guidance beam)에 의해 이루어지며, 이 좁은-비임 무선 안내 비임은 무선 항로 표지로부터 방사되어 항공기가 착륙 활주로에 대해 수평 및 수직 활공 경로(glide path) 상에 있는지를 모니터링하는 것을 허용한다. 한편, 시각 접근 활공각 인디케이터는 조종사가 매우 높은 정밀도 및 안전성을 가지고 착륙 접근을 수행하도록 하는 정보를 조종사에게 제공한다. 소위 이들과 같은 PAPI 시스템(PAPI= 정밀 접근 경로 인디케이터(Precision Approach Path Indicator))는 착륙 활주로 경계부 뒤의 예정된 거리에서 착륙 활주로를 따라 배치되는 다수의 활공각 등을 포함하며, 상기 거리는 접근 활공각의, ILS 활공각 안테나의 위치, 이륙/착륙 활주로의 구배, 그리고 항공기 착륙 타입에 종속될 수 있으며, 200 m 내지 600 m이다. 활공각 등은 조종사에게 좁은 활공각 내에서 적색으로 표시되며, 더 높은 높이로부터 흰색으로 표시된다. 조종사는 자신의 고도가 정확한지, 너무 낮은지 또는 너무 높은지 여부를 결정하도록 활공각 등의 가시색(visible color)을 이용할 수 있다. PAPI의 요구되는 기능 및 특성은 국제 민간 항공 기구 ICAO 부록 14, 제 Ⅰ권, 단락 5.3.5.23 내지 5.3.5.45 및 연방 항공 협회 FAA, 시방서 AC 150/5345-28D의 표준 규정에 기재되어 있다.
지멘스 아게에 의해 1995년에 발간된 독일 제품 시방서 "Praezisions-Anflug-Gleitwinkelfeuer(PAPI) 5NP3 : A.02.512d"[정밀 접근 활공각 등], 오더(order) 제 E1001-T95-A62-V1호는 실시예에 따라 하우징이 두 개 또는 3개의 등 채널(light channel)을 포함하는 접근 활공각 등을 공개한다. 각각의 등 채널은 광학 축선을 가지며 광학 축선을 따라 광원, 컬러 필터(colored filter) 및 렌즈 장치가 배열된다. 상이한 색으로 분리되는 광의 비임는 전방면 상에 폐쇄 유리를 통하여 하우징으로부터 나온다. 하우징은 4개의 알루미늄 장치 받침대(feet)에 세워진다. 각각의 장치 받침대의 높이는 미세한 조정 장치에 의해 적용될 수 있으며, 미세한 조정 장치는 나사형 로드에 조립되어, 파손가능한 커플링을 구비한 2" 튜브를 포함하며, 이는 플랜지에 의해 콘크리트 기부에 부착된다. 광학 축선은 40 cm 내지 100 cm 범위의 광 유출 수준으로 폐쇄 유리를 통과하며, 수평선에 대한 광학 축선의 각도는 3°내지 4°이다. 특히 고가의 복잡한 설계에 의해 이러한 공지된 활공각 등이 규정에 정합하게 된다.
본 발명은 관련된 표준 규정에 순응하지만 종래기술보다 더욱 경제적인 앞에서 언급된 타입의 활공각 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따라, 목적은 청구항 1의 특징부를 가지는 타입의 활공각등에 의해 달성된다. 단일 광 채널만이 활공각 등의 하우징 내에 배치되기 때문에, 광학 부품의 비용을 절감하여, 활공각 등의 적은 비용 설계를 허용한다. 특히, 광선을 필터링된 비임 성분(filtered beam component) 및 필터링되지 않은 비임 성분(unfiltered beam component)으로 분리하기 위한 컬러 필터, 및 광선의 집속 방사(focused emission)를 위한 렌즈 장치가 단 한번 요구된다. 유용하게는 본 발명에 따른 활공각 등의 광학 조정은 다수의 광 채널의 감소에 의해 상당히 용이하게 제조될 수 있다. 더욱이, 활공각 등의 크기 및 중량이 감소되어, 설치 동안 더 단순한 처리를 초래한다. 더 작은 하우징 크기는 또한 자연적 공기 유동 및 항공기 작동에 의한 공기 유동을 위한 더 작은 면적을 제공한다.
본 발명에 따른 활공각 등의 하나의 바람직한 실시예에서, 다수의 할로겐 램프가 광원으로서 제공된다. 예로서, 규정에 따라 요구되는 빛의 세기를 형성하도록, 3개의 105W 할로겐 램프가 컬러 필터 통공의 방향으로 정렬될 수 있으며, 이 컬러 필터 통공은 슬롯의 형태이다. 이와 같은 할로겐 램프는 상업적으로 이용가능하여, 조달 및 수리 비용을 감소시킨다.
본 발명에 따른 활공각 등의 유용한 일 실시예에서, 할로겐 램프는 예비-집속되고 리플렉터를 가진다. 이는 광선을 위해 할로겐 램프로부터 방출되는 빛 에너지의 높은 생산을 초래한다.
본 발명에 따른 활공각 등의 바람직한 일 실시예에 따라, 하우징은 3개 미만의 레그 상에 지지된다. 본 발명에 따른 활공각 등의 가벼운 중량 및 더 작은 하우징 치수 때문에, 이를 예를 들면, 두 개의 레그 상에 조립하는 것이 가능하여, 결과적으로, 이는 안전성의 어떠한 손실 없이 추가 비용을 절감한다.
본 발명에 따른 활공각 등의 유용한 일 실시예에서, 하나의 레그는 관형 부분, 하우징의 지지 및 부착을 위한 머리 부분 및 베이스로의 부착 및 지지를 위한 받침 부분을 포함하며, 이 머리 부분 및/또는 받침 부분은 관형 부분을 따라 이동하도록 배치되고, 관형 부분의 축방향으로 형성되는 그루브 내에 결합되는 부착 요소에 의해 고정가능하다. 관형 부분은 유용하게는 튜브 센터를 향하여 T-형상으로 연장하는 그루브를 가지는 연장가능한 프로파일의 형태일 수 있다. 헤드 부분 및/또는 받침 부분은 관형 부분이 통과할 수 있는 대응 구멍을 가진다. 방사형으로 정렬되는 부착 요소는 머리 부분 및/또는 받침 부분의 주변 상에 배치되고, T-형 그루브 내로 연장하고 이 그루브에 의해 상호 고정 방식으로 둘러싸인다. 부착 요소의 록킹 동안, 부착 요소는 그루브의 쇼울더 표면(shoulder surface)에 가압된다(stress). 부착 요소를 해제한 후, 지면에 대해 하우징의 높이를 조정하기 위하여 머리 부분 및/또는 받침 부분이 관형 부분을 따라 가압된다. 그루브를 구비한, 레그의 관형 형상은 높은 안정성을 초래하고 레그의 개수를 줄이는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 활공각 등의 추가의 바람직한 실시예는 받침 부분 및 머리 부분은 물리적으로 동일하다. 이는 성분의 범위를 감소시켜, 본 발명에 따른 활공각 등에 대한 제조 비용 및 총 비용을 추가로 감소한다.
본 발명에 따라 활공각 등의 추가의 유용한 실시예에서, 그루브 및 부착 요소는 회전 대칭 분포 형태로 배치된다. 예를 들면, 6개의 부착 요소가 각각의 머리 또는 받침 부분의 주위 둘레에 분포되어, 각각 서로로부터 60°의 각도만큼 분리된다.
본 발명에 따른 활공각 등의 추가의 바람직한 실시예에서, 관형 부분은 받침 부분의 영역에 단면적 수축부를 가진다. 다면적 수축부는 미리 관형 부분에 일체로 형성된, 즉 추가의 어떠한 파손가능한 커플링이 제공되지 않고, 미리결정가능한 분쇄 특성을 가진 한정된 취약 지점을 형성한다. 그루브가 제공되는 관형 부분의 형상에서, 단면적 수축부는 재생산가능한 방식으로 용이하게 생산될 수 있다.
본 발명에 따른 활공각 등의 추가의 유용한 실시예에서, 컬러 필터(colored filter)는 광선을 수직으로 분리한다. 단일 광 채널을 구비한 본 발명에 따른 활공각 등의 특별한 특징은 방위각 접근 안내를 제공하는 것이 가능하다. 활공각 등과 통상의 수평 비임 분리 및 수직 비임 분리를 위해 가능한 성능의 조합은 수평 및 수직 모두의 활공 경로 각도의 가시화를 허용한다.
본 발명에 따른 활공각 등의 추가 장점 및 상세한 설명이 도면을 참조하여 후술된다.
도 1은 하우징 종방향 섹션의 측면도이며,
도 2는 레그의 관형 부분의 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 활공각의 각각의 경우, 개방 하우징의 평면도이며,
도 4는 등광도 라인(isocandela line)의 도면이며,
도 5는 수직 광 세기 분포의 개략도이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 항공기의 접근 안내를 위한 본 발명에 따른 활공각 등은 접혀진 시트 알루미늄으로 형성되고 베이스 벽, 두 개의 측벽, 후방 벽 및 제거가능한 커버를 가진다. 하우징(10)의 정면은 광 유출 개구(11)의 형태이며 전방 유리(12)에 의해 폐쇄된다. 본 발명에 따라, 단지 하나의 광 채널(13)이 하우징(10) 내의 광학 축선(O)을 따라 연장한다. 광원(20), 컬러 필터(colored filter; 30) 및 렌즈 장치(40)는 광학 축선(O)을 따라 나란히 배열된다. 광학 축선(O)에 대해 대칭인, 3개의 할로겐 램프의 그룹이 유색 필터(30)로 지향되는 백광 비임이 발생되는 광원(20)으로서 이용된다. 컬러 필터(30)는 광 비임이 필터링된 비임 성분(R) 및 필터링되지 않은 비임 성분(W)으로 분리되는 방식으로 슬롯형 통공과 조합되어 배치되는 것이 바람직하다. 부분적으로 걸리지는 광 비임은 이제 광 유출 개구(11)를 통하여 활공각 등으로부터 나오기 전에 내측 렌즈(41) 및 이어서 외측 렌즈(42)를 통과한다. 단일 광 채널(13)에 대한 제한은 종래 기술에 비해 광학 부품을 절감하여, 본 발명에 따른 활공각 등에 대한 상당한 비용 감소를 초래한다. 더욱이, 이는 하우징(10)의 크기를 감소시키는 것이 가능하며, 이는 한편으로는 설치 목적을 위해 처리 성능을 개선하여 다른 한편으로는 자연적 공기 유동 및 항공기에 의해 발생되는 바람이 작용할 수 있는 영역을 감소시킨다.
3개의 상업적으로 이용가능한 105W 할로겐 램프가 광원으로서 이용되고, 미리 초점이 맞추어지고, 이미 리플렉터(21)를 가진다. 할로겐 램프(20)는 하우징(10)의 바닥 벽에 장착되는, 홀더(22)에 장착된다. 광학 유리로 이루어지는 렌즈(41, 42)의 직렬식 배치는 필터링된 비임 부분(R)으로부터 필터링 되지 않은 비임 부분(W)으로 매우 날카롭게 이미지화된 변화를 보장하며, 이는 더 이상 전체 비임 폭에 대해 3분 이상의 아크(three minutes of arc)을 점유하지 못한다. 전방 유리(12)는 날아다니는 모래에 대해 외측 렌즈(42)를 보호하며 반 압축 처리될 수 있다.
통상적으로, 컬러 필터(30)에 의해 형성된 변화 라인이 수평으로 배치되어, 상부의 필터링 되지 않은 비임 부분(W)은 백색이고, 하부의 필터링된 비임 부분(R)은 적색이다. 이러한 방식으로 설계된 활공각 등은 수직의 극성 접근 안내(polar approach guidance)를 의도한다. 이와 달리, 그러나, 컬러 필터(30)는 또한 90°로 회전될 수 있다, 즉 수직으로 배치될 수 있어, 비임이 좌측 및 우측 비임 성분으로 분리된다. 이는 수평 또는 방위 접근 안내를 위한 본 발명에 따른 활공각 등의 이용을 허용한다.
본 발명에 따른 활공각 등의 하우징(10)의 가벼운 중량 및 작은 치수는 하우징(10)이 3개 미만의 레그(50), 도시된 전형적인 실시예에서 두 개의 레그(50) 상에 조립하도록 한다. 각각의 레그(50)는 상단부에 머리 부분(52), 그리고 하단부에 물리적으로 동일한 받침 부분(53)을 가진다. 하우징(10)의 하부 구조물은 머리 부분(52) 상에 지지되고, 하우징의 하부 구조물 상으로 머리 부분(52)이 스크류 연 결의 형태로 연결 수단(54)에 의해 연결된다. 전체 활공각 등은 기부(60) 상에 받침 부분(53)을 경유하여 지지되고 기부는 콘크리트 기초부의 형태이며 콘크리트 기초부로 기부는 연결 수단(54)에 의해 고정된다. 머리 부분(52) 및 받침 부분(53)은 레그(50)의 관형 부분(51)의 단부에 대해 가압되어, 부착 요소(56)에 의해 레그에 부착된다. 부착 요소(56)는 균일한 부착을 위해 관형 부분(51) 주위에 회전 대칭 형태로 분포하도록 배치된다. 이 경우, 스크류 헤드는 받침 부분(53) 또는 머리 부분(52)으로부터 외측으로 돌출되어, 축방향 그루브(55)에 위치되는 나사형 볼트를 경유하여 너트와 결합한다. 도 2로부터 볼 수 있는 바와 같이, 그루브(55)는 T형으로 내측으로 방사형으로 넓어지는 단면을 가지며, 그루브에서 너트는 축방향으로 움직일 수 있지만, 제한된 정도로만 방사형으로 움직일 수 있다. 부착 요소(56)의 록킹 동안, 스크류 헤드는 머리 부분(52) 또는 받침 부분(53)에 대해 외측으로부터 지지되며, 반면 너트는 T형 그루브 구성의 쇼울더 표면 상에 지지된다. 받침 부분(53)의 영역에서, 레그(50)의 관형 부분(51)은 단면 구성(57)을 가지며, 이 단면 구성은 제한된 취약 지점을 형성한다. 결국, 이는 물리적으로 동일한 부품의 이용의 결과로서 비용이 낮아지고 적은 저항으로 충돌하도록 하는 향상된 균열 특성을 가지는 레그 구조물을 초래한다. 종래 기술에 비해, 또한 광학 축선(O)의 정렬에 대한 조정 장치의 통합이 요구되지 않아서, 본 발명에 따라 활공각 등의 비용을 추가로 감소시킨다. 이 대신, 단일 세트의 조정 도구가 비행장에 배치되는 다수의 활공각 등을 위해 이용될 수 있어, 더 적은 정도로 이용되는 이러한 도구를 절약한다.
단지 하나의 광 채널(13)을 구비한 본 발명에 따른 활공각 등은 관련된 표준에서의 광도계 규정에 따른다. 도 4는 각각의 경우 광학 축선(O)에 대해 -15°내지 +15°의 방위각(Φ) 범위 및 -5°내지 +5°의 상승 각도(Θ)의 범위 내에서 본 발명에 따른 활공각 등의 빛의 세기의 분포를 보여준다. 규정은 일정한 빛 세기의 라인, 소위 등광도 라인을 특정하며, 이 라인 내에서 빛의 세기가 적어도 등광도 라인의 값과 동일하여야 한다. 이 경우, 도면은 등광도 라인
Figure 112008033294160-PCT00001
=15000 Cd,
Figure 112008033294160-PCT00002
=10000 Cd,
Figure 112008033294160-PCT00003
=7000 Cd,
Figure 112008033294160-PCT00004
=4000 Cd, 및
Figure 112008033294160-PCT00005
=2500 Cd를 보여준다. 동일한 타입의 라인을 이용하여, 하지만 얇은 라인으로, 도 4는 대응되는 측정된 등광도 라인 I1, I2, I3, I4 및 I5을 보여준다. 각각의 경우 각각의 측정된 등광도 라인 In은 규정 기준에 따라 등광도선(
Figure 112008033294160-PCT00006
)을 완전히 둘러싸며, 각각의 요구되는 최소 빛 세기가 만족된다. 이 경우, 영역 Θ < 0°에 위치하는 측정된 등광도 라인(In)은 영역 Θ > 0°에서 보다 기준 등광도 라인(
Figure 112008033294160-PCT00007
)에서 더 밀집된다. 음의 상승 각도(Θ)의 영역에서의 감소된 빛의 세기는 이러한 비임 성분의 적색 필터링에 의한다.
도 5는 상승 각도(Θ)에 대해 -5°내지 +5°범위에 걸친 빛의 세기(I)의 프로파일을 보여준다. 본 발명에 따른 활공각 등의 빛 세기(Ii) 및 종래 기술에 따른 활공각 등의 빛 세기(Is)의 프로파일이 비교된다. 한편, Θ∼0°인 영역에서, 필터링되지 않은 백색 비임 성분(W)과 필터링된 적색 비임 성분(R) 사이의 변화 각도(△)가, 특정된 바와 같이, 3분의 아크보다 작다는 것을 알 수 있다. 리플렉터를 구비한 할로겐 램프의 특별한 하나의 장점은 열적 효과의 결과로서 컬러 필터(30)의 효과의 개선이며, 이는 -2°내지 +1° 사이의 상승 각도 범위에서의 빛의 세기에서의 증가로 명백하다. 특히 상승 각도 범위에서, 활공각 등으로부터의 밝은 신호의 방출은 특히 중요하며, 이는 활공 경로상에서 접근하는 항공기 조종사의 조망 각도에 대응하기 때문이다. 변화 각도(△)가, 이와 별개로, 종래 기술에 따른 활공각 등의 경우에서 보다 작다.

Claims (9)

  1. 항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등(glide-angle light)으로서,
    내부에 광학 축선(0)을 구비한 광 채널(13)이 배치되는 광 유출 개구(11)를 구비한 하우징(10)을 포함하며, 상기 광학 축선을 따라 광선의 생성을 위한 광원(20), 상기 광선을 필터링된 비임 성분(R) 및 필터링되지 않은 비임 성분(W)으로 분리하기 위한 컬러 필터(30) 및 광 유출 개구(11)를 통한 상기 광선(R, W)의 집속 방사(forcused emission)를 위한 렌즈 장치(40)가 배치되는, 항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등에 있어서,
    상기 하우징(10)에는 단일 광 채널(13) 만이 배치되는 것을 특징으로 하는,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원(20)으로서 다수의 할로겐 램프가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 할로겐 램프(20)는 예비 집속되고 리플렉터(21)를 가지는 것을 특징으 로 하는,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(10)은 3개 미만의 레그(50) 상에 지지되는,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
  5. 제 4 항에 있어서,
    하나의 레그(50)는 관형 부분(51), 상기 하우징(10)의 부착 및 지지를 위한 머리 부분(52) 및 베이스(60)로의 부착 및 지지를 위한 받침 부분(53)을 포함하며, 상기 머리 부분(52) 및/또는 상기 받침 부분(53)은 상기 관형 부분(51)을 따라 이동할 수 있도록 배치되고 상기 관형 부분(51) 내의 축방향 형성 그루브(55)에 결합되는 부착 수단(56)에 의해 고정 가능한 것을 특징으로 하는,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 받침 부분(53) 및 상기 헤드 부분(52)은 물리적으로 동일한,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 그루브(55) 및 상기 부착 요소(56)는 회전 대칭 분포 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관형 부분(51)은 상기 받침 부분(53)의 영역에서 단면 수축부(57)를 가지는 것을 특징으로 하는,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컬러 필터(30)는 광선을 수직으로 분리하는 것을 특징으로 하는,
    항공기의 진입 안내를 위한 활공각 등.
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