KR20090057504A - 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 VTOL 수직이착륙기에 대한 것으로써 이륙 시에는 헬기 형태의 회전익으로 양력을 발생하여 이륙한 후 앞으로 비행을 하고, 고속으로 비행 시에는 고정익으로 양력을 발생하며 비행할 수 있도록 제트엔진을 이용하여 고속으로 비행할 수 있도록 하며 회전익은 각각의 날개간의 각도를 조정하여 고정익 형태로 만들어 양력을 발생시키는 형태로 변형을 시켜 효율성을 높일 수 있도록 하는 것이다.

수직이착륙기, 비행날개, 회전익, 회전익엔진, 프로펠러각도조절수단, 회전익 구동축, 제트엔진, 고정익, 상부 스와시판, 하부 스와시판, 볼베어링, 힌지식 로드, 가변형 회전익, 꼬리날개 없는 수직이착륙기

Description

가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기{Taking off and landing airplane using variable rotary wings}

본 발명은 비행기가 이륙 시 회전익을 이용하여 양력을 발생시켜 수직으로 이륙하고 앞으로 비행하면서 고속으로 비행 시 제트엔진을 이용하여 추력을 발생을 시키면서 회전익의 각각의 날개간의 각도를 변형시켜 효율적으로 양력을 발생할 수 있는 고정익 형태로 만들어 비행하는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기에 관한 것이다.

산악지대가 많고 비행장을 건설하기에 많은 어려움이 있는 우리나라뿐만 아니라 많은 나라들이 비행장이 부족하고, 있다고 하여도 비행기 소음이 많이 발생함으로 인해 주거지역과 먼 거리에 위치에 있는 상황 가운데 비행기를 이용하여 대중규모의 단체나 개인적으로 먼 거리에 위치한 비행장까지 이동하는데 소중한 시간과 에너지를 소비하지 않고 회사나 집 근처에서 출발하여 도착하고자 하는 곳까지 직접적으로 가까이 이동할 수 있도록 하거나 위험한 지역에 가고자 할 때 또는 군대에서 작전을 수행하기 위하여 작전지까지 빠르게 이동하여 비상 수직 이착륙하고자 할 때 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라 기존의 수직 이착륙기의 경우 회전익을 앞 으로 90° 회전 시에 기류의 불안정성으로 인하여 비행 시에 안전성에 대한 결함으로 많은 사고와 인명피해가 발생하는 문제가 있었다. 그리고 또한 보통의 수직 이착륙기의 경우 빠른 속도를 내고자 할 때 현재 기술로 최고속도가 500~600 km/h에 한정되어 있어 더욱더 빠른 속도를 낼 필요성이 있을 때 많은 어려움과 문제가 발생하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 수직 이착륙기가 수직 이착륙 형태에서 회전익을 90°로 회전하여 프로펠러 고정익 항공기 형태로 전환하여 비행하고자 할 때 프로펠러의 주위에 발생하는 기류의 불안정성으로 인하여 안전하지 못하여 인명피해를 발생시킬 확률이 높아지는 문제나 고속 비행 시 속도가 현재 기술로 한계가 500~600km/h로써 비행속도가 제트엔진을 이용하는 비행기에 비해 상대적으로 매우 낮은 속도를 낼 수밖에 없는 한계에 대하여 불편한 점을 고속으로 비행하면서도 안전하게 회전익 형태를 바꿀 수 있도록 하고, 가변형 회전익이 주날개 양쪽에 위치함에 따라서 대형 항공기를 만드는데 구조적으로 약한 결함이 있는데 이러한 문제를 해결하고 대규모의 인원이나 화물을 수송 할 경우에 이륙 할 때 높은 양력을 발생을 발생시키는 경우 높은 양력 발생을 할 수 있도록 하고 저속에도 효율적으로 비행할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수직이착륙기의 비행 동체와 상기 동체가 수직으로 이륙 시 양력을 발생시킬 수 있도록 하고, 고속 비행 시에는 고정익 형태로 변형시켜 양력을 효율적으로 발생시킬 수 있도록 하는 구동기어가 내장되어 있는 회전익과; 고속 비행 시 추력을 발생시킬 제트엔진으로 이루어져 있으며, 가변형 회전익은 비행동체 윗면 앞쪽과 뒤쪽과 비행날개의 양 옆면에 위치하도록 하였으며 저속에도 효율적으로 이동할 수 있도록 비행날개 양쪽에 위치하는 가변형 회전익을 90°회전 할 수 있도록 이루어져 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기는 이륙 시에는 회전익 형태로 양력을 발생하여 길이나 주차장, 배 갑판 등에서도 수직 이륙하여 헬기와 같은 형태로 전진하고 고속으로 비행해야 할 때에는 제트엔진을 가동하여 추진력을 내면서 회전익은 내장되어 있는 구동기어를 제어장치로 제어하면서 날개 간에 간격을 조절하여 고정익 형태를 만들어 안전하게 고속비행을 효율적으로 할 수 있도록 하였으며, 가변형 회전익이 비행동체 윗면 앞쪽과 뒤쪽과 비행날개 양 옆면에 위치해 대형 항공기 비행체를 설계하고 운항 시에 오랫동안 구조적으로 안정적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 이륙 시 높은 양력을 발생할 수 있으며 저속에서도 비행날개 양쪽 옆면에 위치한 가변형 회전익이 앞쪽 방향으로 90°회전 할 수 있도록 하여 효율적으로 저속에서 비행 할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도이고, 도 2는 꼬리날개가 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도이며, 도 3은 가변형 회전익의 주요부의 사시도이고, 도 4는 가변형 회전익의 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이고, 도 6는 꼬리날개 없는 가변형 회전익을 이용한 수 직이착륙기의 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도이고, 도 8은 꼬리날개 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도이며, 도 9는 가변형 회전익의 주요부의 사시도이며, 도 10은 가변형 회전익의 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이고, 도 12는 꼬리날개 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이며, 도 13은 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직착륙시의 사시도며, 도 14는 본 발명에 따른 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도이고, 도 15는 꼬리날개가 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도이며, 도 16은 가변형 회전익이 앞쪽으로 90° 회전하여 비행 시의 사시도이고, 도 17는 본 발명의 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이고, 도 18은 꼬리날개 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이며, 도 19은 본 발명의 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도이고, 도 20은 꼬리날개 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도이며, 도 21은 본 발명의 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도이고, 도 22는 꼬리날개 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개 간의 각도를 조정한 상태의 사시도이며, 도 23은 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직착륙시의 사시도이다.

동 도면에 예시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전체적인 구성은 비행동체(100)와, 동체(100)에 옆면에 고정 장착되는 비행날개(101)와, 상기 비행동체(100) 윗면의 앞쪽과 뒤쪽과 비행날개(101) 양 옆면에 장착된 회전익엔진(103)에 의해 회전되는 회전익(102)과, 회전익(102)이 회전할 때 양력의 발생하는 장애물이 없도록 꼬리날개 없는 비행동체(100)에 고정된 가변형 회전익(116)과, 회전익(102)이 함께 효율적인 양력을 발생하고 안정된 비행을 할 수 있도록 꼬리날개가 부착된 비행동체(100)에 고정된 가변형 회전익(116)과, 가변형 회전익(102)의 중앙에 장착된 회전익각도조절 수단(104)으로 구성된 것이다.

상기 가변형 회전익(116)의 구성은 회전익각도조절수단(104)에 각각의 날개가 장착되어 있고, 회전익각도조절수단(104)은 하부 스와시판(110)의 경사에 따라 움직일 수 있도록 상부 스와시판(108)에 장착되어 있으며, 상부 스와시판(108)은 위아래로 움직이며 어느 방향으로나 기울어지면서 회전할 수 있도록 하부 스와시판(110)과 볼베어링(112)으로 연결되어 있고, 하부 스와시판(110)은 조종석에 제어장치에 연결하여 제어할 수 있도록 힌지식 로드(114)와 힌지로써 연결되어 있다.

수직이착륙기(100)는 이륙 시에는 회전익(102)을 회전시켜 양력을 발생하여 이륙을 하며 앞으로 진행시에는 하부 스와시판(110)을 조종석의 제어장치에 연결된 힌지식 로드(114)로써 수직이착륙기(100)의 정면 방향으로 기울게 하여 볼베어링 (112)으로 연결된 상부 스와시판(108)이 기울어진 상태에서 회전하게 되고, 상부 스와시판(108)에 장착된 회전익각도조절수단(104)도 함께 기울어진 상태에서 회전하게 되며, 상부 스와시판(108)에 장착된 날개의 받음각이 바뀜에 따라 추력이 발생됨으로써 전진비행 할 수 있도록 한다.

그리고 수직이착륙기(100)가 저속에서 효율적으로 양력을 발생하며 앞으로 추진력을 발생하며 비행할 수 있도록 비행날개(101) 양쪽 옆면에 부착되어 있는 가변형 회전익(116)을 90° 앞으로 회전시켜 앞으로 비행할 수 있도록 하였다.

또한 고속으로 비행을 원할 시에는 제트엔진(106)을 가동시키면서 가속도를 내도록 하고, 회전익(102)은 회전익각도조절수단(104)을 이용하여 각각의 회전익(102) 의 날개를 회전시켜 최적의 양력을 발생할 수 있도록 제어를 하여 고정익(107) 형태로 변형시켜 고속으로 비행 할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도,

도 2는 꼬리날개가 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도,

도 3은 가변형 회전익의 주요부의 사시도,

도 4는 가변형 회전익의 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 5는 본 발명의 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 6은 꼬리날개 없는 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 7은 본 발명의 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도,

도 8은 꼬리날개 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도,

도 9는 가변형 회전익의 주요부의 사시도

도 10은 가변형 회전익의 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 11은 본 발명의 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 12는 꼬리날개 없는 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 13은 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직착륙시의 사시도,

도 14는 본 발명의 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도,

도 15는 꼬리날개가 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도,

도 16은 가변형 회전익을 90° 앞쪽으로 회전하여 비행하는 상태의 사시도,

도 17은 본 발명의 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 18은 꼬리날개 없는 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 19는 본 발명의 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도,

도 20은 꼬리날개 없는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직이륙시의 사시도,

도 21은 본 발명의 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 22는 꼬리날개 없는 가변형 회전익이 고정익 상태로 각각의 날개간의 각도를 조정한 상태의 사시도,

도 23은 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기의 수직착륙시의 사시도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

100 : 수직이착륙기, 101 : 비행날개,

102 : 회전익, 103 : 회전익엔진,

104 : 프로펠러각도조절수단, 105 : 회전익 구동축,

106 : 제트엔진, 107 : 고정익,

108 : 상부 스와시판, 110 : 하부 스와시판,

112 : 볼베어링, 114 : 힌지식 로드,

116 : 가변형 회전익 118 : 꼬리날개 없는 수직이착륙기

Claims (3)

1. 수직이착륙기가 이륙 시 양력을 발생시키는 비행동체(100) 윗면의 앞쪽과 뒤쪽과 비행날개(101) 양 옆면에 고정되는 가변형 회전익(116)과, 가변형 회전익(116)의 회전익(102)을 비행기 가 고속비행 시 고정익(107) 형태로 변형시키는 프로펠러각도조절수단(104)과, 프로펠러각도조절수단(104)으로 회전익(102)이 고정익(107)으로 변형된 상태에서 비행날개(101)와 함께 효율적으로 양력을 발생하며 앞으로 전진 할 수 있도록 추진력을 발생시키는 제트엔진(106)으로 비행하는 가변형 회전익을 이용한 수직 이착륙기
2. 제 1항에서

   상기 수직이착륙기가 비행동체(100) 윗면의 앞쪽과 뒤쪽과 비행날개(101) 양 옆면에 고정되는 가변형 회전익(116)을 이용하여 이륙할 때 양력을 효율성을 위해 꼬리날개를 없는 상태의 가변형 회전익을 이용한 수직 이착륙기, 가변형 회전익을 이용하여 이륙 후 안정적으로 비행할 수 있도록 꼬리날개가 있는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기
3. 제 1항에서

   상기 가변형 회전익(116)은 저속에서 양력을 효율적으로 발생하며 앞으로 추진력을 발생하며 비행할 수 있도록 비행날개(101) 양쪽 옆면에 부착되어 있는 가 변형 회전익(116)이 앞쪽으로 90°회전하여 비행할 수 있도록 하는 가변형 회전익을 이용한 수직이착륙기

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