KR20090090982A - 무인 헬리콥터 - Google Patents

Abstract

[과제] 약제를 한정된 영역 내에 정확하게 살포하는 것이 가능한 무인 헬리콥터를 제공한다.

[해결 수단] 기체(2)의 하방 또한 좌우 양측방에 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)을 구비한다. 이들 노즐(24,25)을 평면으로 볼 때 기체(2)의 측방으로서, 메인 로터(4)의 회전 중심(C)을 통하여 기체의 좌우 방향으로 연장하는 가상선(L)보다 메인 로터(4)의 회전 방향 하류측의 영역(SL,SR)에 각각 위치 부여하였다.

무인 헬리콥터, 노즐, 메인 로터

Description

무인 헬리콥터{UNMANNED HELICOPTER}

본 발명은 농약 등의 약제를 공중 살포하기 위해 사용하는 무인 헬리콥터에 관한 것이다.

종래의 이러한 종류의 무인 헬리콥터로서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있는 것이 있다. 이 특허 문헌 1에 개시된 무인 헬리콥터는 약액을 약액 탱크로부터 펌프에 의해 복수의 약액 살포부에 공급하는 구조의 약액 살포 장치를 구비하고 있다. 상기 약액 탱크는 기체의 양측부에 탑재되어 있다. 상기 약액 살포부는 약액 살포용 노즐로 구성되고 있고, 기체의 일측방과 타측방에 각각 3개씩 설치되어 있다.

이들 노즐의 지지는 기체로부터 양측방으로 연장되는 좌우 한쌍의 붐(boom)과, 이들 붐 각각의 중간부로부터 하방으로 연장되는 3개(합계 6개)의 지지 부재에 의해 행해진다. 상기 양붐은 기체의 하부로서 기체를 측방에서 본 상태에서 메인 로터의 회전 중심보다 기체 전방측에 배치되어 있다. 상기 3개의 지지 부재는 서로 소정의 간격을 두고 이간되도록 형성되어 있다.

상기 각 노즐은 각 지지 부재의 하단부에 약액의 분사 방향이 하방을 지향하 도록 장착되어 있다. 이들 합계 6개의 노즐은 메인 로터의 회전에 의해 발생되는 하강 기류(다운워시)를 받는 위치에 위치 부여되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 2006-1484호 공보

특허 문헌 1에 개시되어 있는 종래의 무인 헬리콥터에 있어서는, 예를 들면 전답에 농약을 살포하기 위해서 사용하는 경우 농약이 살포되는 범위가 불필요하게 확대될 우려가 있었다. 이와 같이 농약의 살포 범위가 불필요하게 확대되는 것은 기체로부터 좌우 방향으로 크게 이간된 위치에도 노즐이 있고, 이 기체 외측의 노즐로부터 살포된 농약이 후술하는 공기의 소용돌이에 의해 감아 올려지는 것이 주된 원인으로 생각된다.

상기 공기의 소용돌이는 메인 로터의 선단부의 근방에서 발생한다. 회전하는 메인 로터의 선단부 근방에는 메인 로터 선단부의 상측과 하측에 생기는 압력차(상측은 부압이 되고, 하측은 정압이 된다)의 영향에 의해 메인 로터 선단부의 아래로부터 위로 향하는 공기류로 이루어지는 공기의 소용돌이가 발생한다. 이 공기의 소용돌이는 메인 로터에 의한 하강 기류의 영향을 받아서 메인 로터보다 낮고, 또한 기체가 전진함으로써 마치 기체에 끌려가 기체의 후방으로 연장되는 것 같이 형성된다. 이 결과, 기체의 후방에서 아래에서 위로 감겨 올려지는 기류가 생기게 되고, 상기 기체 외측에 위치하는 노즐로부터 분사된 농약이 상기 기류(공기의 소용돌이)를 타도록 하여 기체의 후방에서 감아 올려져 넓은 범위로 비산되므로 상술한 바와 같이 농약의 살포 범위가 불필요하게 확대되어 버린다[도8 (A),(B) 참조].

이와 같이 농약의 살포 범위가 불필요하게 확대되면 농약을 살포하는 전답에 인접하는 다른 전답에도 불필요하게 농약이 살포되어 버린다. 또한, 이러한 불편을 해소하기 위해서는 노즐로부터 분사된 농약으로 이루어지는 입자의 입경을 크게 함 으로써 기류를 타기 어렵게 하여 이 입자를 노즐의 하방으로 낙하시킬 수 있다. 그러나, 이와 같이 농약의 입자의 입경이 크면 농약을 농작물에 균등하게 부착되게 할 수 없어져 약제의 효과가 저감될 우려가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 약제를 한정된 영역 내에 정확하게 살포하는 것이 가능한 무인 헬리콥터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 무인 헬리콥터는 기체의 하방에 있어서의 좌우 양측방으로서 메인 로터의 회전에 의해 발생된 하강 기류를 받는 위치에 각각 약제 살포부를 구비한 무인 헬리콥터로서, 기체 좌측의 약제 살포부와 기체 우측의 약제 살포부를 평면으로 볼 때 기체의 측방으로서 메인 로터의 회전 중심을 통하여 기체의 좌우 방향으로 연장하는 가상선보다 메인 로터의 회전 방향 하류측의 영역에 각각 위치 부여한 것이다.

청구항 2에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서 기체 좌측의 약제 살포부와 기체 우측의 약제 살포부를 평면으로 볼 때 상기 메인 로터의 회전 반경의 1/2이 되는 영역의 내측에 배치한 것이다.

청구항 3에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 발명에 있어서 기체의 하방으로서 좌우 방향의 중앙부에 다른 약제 살포부를 설치한 것이다.

청구항 4에 기재한 발명은, 청구항 3항에 기재한 발명에 있어서 상기 각 약제 살포부에 약제를 공급하는 약제 공급 장치에 약제 탱크, 및 이 약제 탱크와 각 약제 살포부 사이에 설치된 스위칭 밸브를 구비하고, 상기 스위칭 밸브에 상기 좌 우 양측의 약제 살포부에만 약제가 공급되는 제 1 스위칭 위치, 기체의 좌우 방향의 중앙부에 위치하는 약제 살포부에만 약제가 공급되는 제 2 스위칭 위치, 및 모든 약제 살포부에 약제가 공급되는 제 3 스위칭 위치 중 적어도 상기 제 1 및 제 2 스위칭 위치를 설치한 것이다.

청구항 5에 기재한 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재한 발명에 있어서 약제 살포부를 약액 살포용 노즐로 구성한 것이다.

청구항 6에 기재한 발명은, 청구항 3에 기재한 발명에 있어서 약제 살포부를 약액 살포용 노즐로 구성하고, 기체의 좌우 방향의 중앙부에 위치하는 약액 살포용 노즐의 좌우 방향의 분무각을 좌우 양측의 약액 살포용 노즐의 좌우 방향의 분무각보다 작도록 형성한 것이다.

<발명의 효과>

본 발명에 의하면, 약제 살포부는 메인 로터의 회전에 의해 발생되는 하강 기류를 받는 영역 중 기체의 양측방에서 하향의 풍속이 상대적으로 높아지는 위치에 위치 부여된다. 이 약제 살포부의 위치는 약제 살포부의 위치를 변경하여 실제로 살포하는 시험을 반복하여 행한 결과 특정할 수 있었던 위치이다.

청구항 1에 기재한 바와 같은 기체의 좌우에서 전후로 어긋난 위치에 하향의 풍속이 상대적으로 높아지는 장소가 생기는 이유는 회전하는 메인 로터에 의해 회전 방향의 하류측으로 밀린 공기(하강 기류의 일부)가 기체의 측부 근방에 모아지게 되기 때문이라고 생각된다.

이와 같이 하향의 풍속이 상대적으로 높아지는 위치에 약제 살포부가 설치되 어 있으므로 약제를 하강 기류에 의해 기체의 하방으로 빠르게 흐르도록 하여 살포할 수 있다. 따라서, 기체의 좌우 양측에 위치하는 약제 살포부를 사용하여 약제를 기체 하방의 한정된 영역 내에 정확하게 살포하는 것이 가능한 무인 헬리콥터를 제공할 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 메인 로터 선단부 아래로부터 위로 향하는 공기류로 이루어지는 공기의 소용돌이의 영향을 받기 어려운 위치에 약제 살포부를 위치 부여하는 것을 할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 의하면 약제가 기체 하방의 한정된 영역 외에 살포되는 것을 방지할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 다른 약제 살포부는 기체의 바로 아래에 약제를 살포할 수 있으므로 다른 약제 살포부로부터도 약제를 살포함으로써 약제가 불필요하게 광범위에 확대되는 것을 방지하면서 약제의 살포량을 증대시킬 수 있다.

청구항 4 기재의 발명에 의하면, 스위칭 밸브에 의해 사용하는 노즐을 스위칭함으로써 약제가 살포되는 폭, 살포량 등을 변경할 수 있다. 예를 들면, 좌우 양측의 약제 살포부로부터만 약제를 살포함으로써 전답의 중앙부 등에 있어서 능률적으로 약제를 살포할 수 있다.

중앙부에 위치하는 약제 살포부만을 사용함으로써 살포 폭이 상대적으로 좁아지므로 인접하는 전답에 약제를 불필요하게 비산시키지 않고 인접하는 전답과의 경계 부분에만 약제를 살포할 수 있다. 또한, 중앙부에 위치하는 약제 살포부만을 사용하는 경우에는 약제의 살포가 필요한 수목에만 약제를 살포할 수도 있다.

아울러, 중앙부의 약제 살포부와 좌우 양측의 약제 살포부 양방을 사용함으 로써 약제가 살포되는 영역을 한정하면서 약제의 살포량을 증대시킬 수 있다.

청구항 5 기재의 발명에 의하면, 상기 노즐은 약액이 분사되는 방향을 용이하게 설정할 수 있는 것이므로 약액이 살포되는 영역을 용이하게 한정할 수 있다.

청구항 6 기재의 발명에 의하면, 각 약액 살포 노즐의 사용 목적에 적합한 분무 각도로 약제를 살포할 수 있다. 즉, 중앙부에 위치하는 약액 살포 노즐을 사용할 때는 약액의 살포 폭을 상대적으로 좁게, 한편 좌우 양측에 위치하는 약액 살포용 노즐을 사용할 때는 약액의 살포되는 폭을 상대적으로 넓게 할 수 있다.

도 1 ~ 도 5에 있어서 무인 헬리콥터(1)는 기체(2) 내에 탑재된 엔진(3)에 의해 메인 로터(4)와 테일 로터(5)를 회전시켜 비행하고, 조종자가 지상에서 무선 조종 장치(도시되지 않음)를 조작함으로써 조종할 수 있는 것이다. 상기 메인 로터(4)는 엔진(3)의 구동에 의해 상방으로부터 볼 때 시계 방향으로 회전한다.

상기 기체(2)는 상기 엔진(3)을 탑재한 기체 프레임(도시되지 않음), 및 이 기체 프레임이나 엔진(3) 등의 주위를 덮는 커버(6)로 구성되어 있다. 또한, 도시되지 않지만 이 무인 헬리콥터(1)의 수신기나 비행 제어 장치 등의 전자 부품은 기체(2) 내에 수납되어 있다.

상기 기체 프레임의 하부에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전후 한쌍의 지지 다리(11,11), 및 좌우 한쌍의 페이로드 바(payload bar)(12)가 장착되어 있음과 아울러, 농약 등의 약액을 살포하기 위한 약액 살포 장치(13)가 탑재되어 있다.

상기 지지 다리(11)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 하방을 향함에 따라 점차 기체(2)의 폭 방향의 외측으로 확대되도록 형성되어 있다. 이 지지 다리(11)의 하단부에는 좌우 한쌍의 스키드(11a)가 설치되어 있다.

상기 페이로드 바(12)는 후술하는 약액 탱크(14)를 지지하는 위한 것으로, 단면 원형의 파이프에 의해 형성되어 있다.

상기 약액 살포 장치(13)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 좌우 한쌍의 약액 탱크(14,14), 이들 약액 탱크(14,14)끼리를 접속하는 연통 파이프(15)에 제 1 스트레이너(strainer)(16)를 개재해서 접속된 제 1 약액 펌프(17), 상기 연통 파이프(15)에 제 2 스트레이너(18)를 개재해서 접속된 제 2 약액 펌프(19), 이들 제 1, 제 2 약액 펌프(17,19)의 토출구끼리를 접속하는 토출 통로(20)에 노즐 선택 밸브(21)를 개재해서 접속된 제 1 약액 통로(22) 및 제 2 약액 통로(23), 상기 제 1 약액 통로(22)에 접속된 기체 좌측에 위치하는 노즐(24)(이하, 간단히 좌측 노즐이라고 함) 및 기체 우측에 위치하는 노즐(25)(이하, 간단히 우측 노즐이라고 함), 상기 제 2 약액 통로(23)에 접속된 좌우 방향의 중앙에 위치하는 노즐(이하, 간단히 중앙 노즐이라고 함), 이들 노즐(24~26)을 지지하기 위한 전방측 붐(27)(도 2 ~ 도 4 참조) 및 후방측 붐(28)(도 2 ~ 도 4 참조), 상기 토출 통로(20) 안으로부터 잉여의 약액을 한쪽의 약액 탱크(14)로 리턴시키기 위한 레귤레이터(29)(도 5 참조) 및 약액 리턴용 파이프(30) 등으로 구성되어 있다.

상기 레귤레이터(29)는 상기 제 1, 제 2 약액 통로(22,23) 내의 압력이 미리 정한 압력보다 높아졌을 때에 약액이 토출 통로(20)로부터 약액 리턴용 파이프(30)로 유출되도록 구성되어 있다.

상기 약액 탱크(14)는, 도 1 ~ 도 4에 나타낸 바와 같이, 파이프에 의해 형성된 탱크 프레임(14a)의 기체 외측에 장착되어 있고, 이 탱크 프레임(14a)의 기체 내측에 형성된 맞물림 편(31)(도 3 참조), 약액 탱크(14)의 바닥에 하방으로 돌출 형성된 약액 공급용 접속 부재(도시되지 않음) 등에 의해 기체 프레임측에 착탈가능하게 장착되어 있다.

상기 맞물림 편(31)은 상기 페이로드 바(12)(도 1 참조)에 상방으로부터 맞물려져 있다. 상기 접속 부재는 후술하는 약액 살포 장치용 프레임(32)(도 4 참조)에 지지된 통 형상의 약액 도입 부재(33)(도 2 및 도 3 참조)에 상방으로부터 착탈가능하게 감합되어 있다. 이 실시예에 있어서는 이들 약액 탱크(14,14)에 의해 본 발명에서 말하는 약제 탱크가 구성되어 있다.

약액 살포 장치용 프레임(32)은, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 기체(2)의 좌우 방향으로 연장되는 좌우 방향 연장부(34), 이 좌우 방향 연장부(34)의 상단부에 용접된 좌우 한쌍의 지지용 브래킷(35,35)으로 이루어지고, 도시되지 않은 장착 부재를 개재하여 기체 프레임에 착탈가능하게 장착되어 있다.

상기 약액 도입 부재(33)는 약액 살포 장치용 프레임(32)에 있어서 기체의 좌우 방향의 양단부에 도시되지 않은 브래킷을 개재하여 지지되어 있다.

약액 살포 장치용 프레임(32)의 하부에는, 도 2 ~ 도 4에 나타낸 바와 같이, 후술하는 제 1, 제 2 약액 펌프(17,19)를 수용하기 위한 수납 박스(36)가 장착되어 있다.

상기 제 1, 제 2 스트레이너(16,18)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 수납 박스(36)의 하방에 위치 부여되어 있고, 상기 약액 살포 장치용 프레임(32)에 브래킷(도시되지 않음)에 의해 장착되어 있다.

상기 제 1, 제 2 약액 펌프(17,19)는 도시되지 않지만 모터를 동력원으로 하여 피스톤이 왕복운동함으로써 약액을 상기 연통 파이프(15)로부터 흡입하고 토출 통로(20)에 토출하는 구조의 것이다. 이들 제 1, 제 2 약액 펌프(17,19)는 상기 수납 박스(36)의 내부에 수용되어 있고, 약액 살포 장치용 프레임(32)에 지지되고 있다.

상기 노즐 선택 밸브(21)는, 도 2 ~ 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 수납 박스(36)보다 기체(2)의 전방으로서 기체 좌측으로 치우치는 위치에 위치 부여되어 있고, 상기 약액 살포 장치용 프레임(32)에 브래킷(도시되지 않음)에 의해 지지되어 있다.

이 실시예에 의한 노즐 선택 밸브(21)는 후술하는 세개의 스위칭 위치를 갖는 3방향 밸브이며 밸브 본체 구동용 서보 모터(21a)를 구비하고 있다. 이 노즐 선택 밸브(21)는 지상의 조종자가 무선 조종 장치를 조작함으로써 서보 모터(21a)에 의한 구동에 의해 스위칭 위치를 변경할 수 있도록 구성되어 있다.

이 노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 위치는 상기 제 1 약액 통로(22)에만 약액이 공급되는 제 1 스위칭 위치, 상기 제 2 약액 통로(23)에만 약액이 공급되는 제 2 스위칭 위치, 및 양방의 약액 통로(22,23)에 약액이 공급되는 제 3 스위칭 위치가 설치되어 있다.

노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 위치가 제 1 스위칭 위치로 스위칭됨으로써 좌 측 노즐(24)과 우측 노즐(25) 양방으로부터 약액이 살포된다.

노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 위치가 제 2 스위칭 위치로 스위칭됨으로써 중앙 노즐(26)으로부터만 약액이 살포된다.

노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 위치가 제 3 스위칭 위치로 스위칭됨으로써 모든 노즐(24~26)로부터 약액이 살포된다.

상기 좌측 노즐(24), 우측 노즐(25) 및 중앙 노즐(26)은 기체(2)의 전후 방향으로부터 볼 때 약액을 소정의 분사각으로 하방을 향하여 분사하는 구조의 것이 사용되고 있다. 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)은 동일한 것이다. 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)이 약액을 분사할 때의 좌우 방향의 분무각(α)(도 3 참조)은 약 110°로 설정되어 있다. 중앙 노즐(26)이 약액을 분사할 때의 좌우 방향의 분무각(β)은 약 80°로 설정되어 있다.

즉, 중앙 노즐(26)의 좌우 방향의 분무각(β)은 좌측 노즐(24) 및 우측 노즐(25)의 좌우 방향의 분무각(α)보다 작도록 설정되어 있다. 또한, 이들 세개의 노즐(24~26)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 약액이 전후 방향으로는 확대되는 일이 없지만, 확대되어도 분무각이 가급적으로 작도록 형성되어 있다. 이들 좌측 노즐(24), 우측 노즐(25) 및 중앙 노즐(26)에 의해 본 발명에서 말하는 약제 살포부가 구성되어 있다.

좌측 노즐(24)은, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 지지용 브래킷(35,35)의 전단부에 장착되어 기체(2)로부터 좌측 방향으로 돌출하는 전방측 붐(27)의 선단부(기체 좌측의 단부)에 하방으로 연장되는 지지 부재(37)를 개재해 서 지지되어 있다. 마찬가지로, 우측 노즐(25)은, 도 2 ~ 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 지지용 브래킷(35,35)의 후단부에 장착되어 기체(2)로부터 우측 방향으로 돌출하는 후방측 붐(28)의 선단부(기체 우측의 단부)에 하방으로 연장되는 지지 부재(43)를 개재해서 지지되어 있다. 이 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 종래의 무인 헬리콥터에 설치되어 있는 노즐(N)보다 기체(2)에 근접한 위치에 위치 부여되어 있다.

상기 좌측 노즐(24)을 지지하는 상기 전방측 붐(27)의 중간부에는 기체(2)를 운반하거나 실내에 수납할 때에 전방측 붐(27)의 기체 좌측의 반부(半部)(27a)를 후방을 향해서 구부릴 수 있도록 조인트(38)가 설치되어 있다. 전방측 붐(27)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 이 조인트(38)보다 기체 내측에서 대략 수평으로 연장되도록 상기 프레임(32)에 지지되어 있다. 또한, 전방측 붐(27)에 있어서의 상기 기체 좌측의 반부(27a)는 기체(2)의 좌측 방향을 향함에 따라 점차 높아지도록 경사져 있다.

상기 지지 부재(37)의 내부에는 좌측 노즐(24)에 약액을 공급하기 위한 약액 통로(도시되지 않음)가 형성되어 있다. 이 약액 통로에는 상기 제 1 약액 통로(22)의 일부를 구성하는 좌측 약액 파이프(41)가 접속되어 있다. 이 좌측 약액 파이프(41)는 가요성을 갖는 내압 호스 등으로 이루어지고, 상기 노즐 선택 밸브(21)로부터 상기 전방측 붐(27)을 따라 지지 부재(37)까지 연장하도록 형성되어 전방측 붐(27)에 지지되어 있다.

이 전방측 붐(27)에 있어서의 기체(2)의 좌우 방향의 중앙부에는 중앙 노즐 용 지지 부재(42)가 설치되어 있다. 이 지지 부재(42)의 내부에도 약액 통로(도시되지 않음)가 형성되어 있다. 이 약액 통로는 상기 제 2 약액 통로(23)를 구성하는 약액 파이프(23a)(도 3 및 도 4 참조)를 개재해서 상기 노즐 선택 밸브(21)에 접속되어 있다. 상기 중앙 노즐(26)은 상기 지지 부재(42)의 하단부에 장착되어 있고, 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 좌측 노즐(24)과 기체(2)의 전후 방향의 같은 위치에 위치 부여되어 있다. 이 실시예에 있어서 중앙 노즐(26)은 좌측 노즐(24) 및 후술하는 우측 노즐(25)보다 약간 낮은 위치에 위치 부여되어 있다. 이들 3개의 노즐(24~26)의 상하 방향의 위치는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 기체(2)의 하단보다 하방으로서 상기 스키드(11a)의 하단보다 상방에 위치 부여되어 있다.

상기 우측 노즐(25)은 상술한 지지 부재(43)의 하단부에 장착되어 있고, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 좌측 노즐(24)과 같은 높이에 위치 부여되어 있다. 상기 후방측 붐(28)의 중간부에는 전방측 붐(27)과 마찬가지로 조인트(38)가 설치되어 있다.

후방측 붐(28)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 조인트(38)보다 기체 내측에 있어서 대략 수평으로 연장되도록 상기 프레임(32)에 지지되어 있다. 또한, 후방측 붐(28)에 있어서의 상기 조인트(38)보다 기체 우측에 위치하는 반부(28a)는 기체(2)의 우측 방향을 향함에 따라 점차 높아지도록 경사져 있다.

우측 노즐용 지지 부재(43)는 상기 좌측 노즐용 지지 부재(37)와 동일한 것이다. 이 지지 부재(43)의 내부에 형성되어 있는 약액 통로(도시되지 않음)에는 상기 좌측 약액 파이프(41)와 협동하여 상기 제 1 약액 통로(22)를 구성하는 우측 약 액 파이프(44)가 접속되어 있다. 이 우측 약액 파이프(44)는 가요성을 갖는 내압 호스 등으로 이루어지고, 노즐 선택 밸브(21)로부터 상기 후방측 붐(28)을 따라 지지 부재까지 연장되도록 형성되어 후방측 붐(28)에 지지되어 있다.

상기 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)은 메인 로터(4)의 회전에 의해 발생된 하강 기류를 받는 위치로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 평면으로 볼 때 메인 로터(4)의 회전 중심(C)을 중심점으로 하여 점대칭이 되는 위치에 배치되어 있다.

상세하게 설명하면 상기 좌측 노즐(24)은 상기 회전 중심(C)보다 기체 좌측으로서 기체 전방측에 배치되고, 우측 노즐(25)은 회전 중심(C)보다 기체 우측으로서 기체 후방측에 배치되어 있다.

이 실시예에 의한 메인 로터(4)의 회전 방향은, 도 4 및 도 6 중에 화살표(R)로 나타낸 바와 같이, 평면으로 볼 때 시계 방향이므로 좌측 노즐(24)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 평면으로 볼 때 기체(2)의 좌측 방향으로서 메인 로터(4)의 회전 중심(C)을 통하여 기체(2)의 좌우 방향으로 연장되는 가상선(L)보다 메인 로터(4)의 회전 방향 하류측(이 실시예에서는 기체 전방측)의 영역(SL)에 위치 부여되어 있다. 한편, 우측 노즐(25)은 평면으로 볼 때 기체의 우측 방향으로서 상기 가상선(L)보다 메인 로터(4)의 회전 방향 하류측(이 실시예에서는 기체 후방측)의 영역(SR)에 위치 부여되어 있다. 이 실시예에 의한 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)은, 도 6에 나타낸 평면으로 볼 때 메인 로터(4)의 2장의 블레이드(45,45)가 기체(2)의 좌우 방향을 지향하는 위치로부터 메인 로터(4)가 대략 15°~ 20°회전했을 때에 블레이드(45,45)와 상하 방향으로 겹치는 위치에 설치되어 있다.

양 노즐(24,25)을 메인 로터(4)의 회전 중심(C)을 중심점으로 하여 점 대칭이 되는 위치에 배치한 이유는 기체(2)를 전진시킬 때와 후퇴시킬 때에서 하강 기류가 발생하는 상황이 상기 회전 중심(C)을 중심점으로 하여 점대칭이 되기 때문이다.

좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)의 상기 회전 중심(C)으로부터의 길이는 이 실시예에 있어서 메인 로터(4)의 회전 반경(r)의 1/2보다 약간 짧아지는 길이로 설정되어 있다. 도 6에 있어서는 메인 로터(4)가 회전하는 영역을 나타내는 가상원을 2점 쇄선(R1)으로 나타내고, 메인 로터(4)의 회전 반경의 1/2이 되는 영역을 나타내는 가상원을 2점 쇄선(R2)으로 나타낸다. 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)은 상기 가상원(R2)의 내측 근방에 위치 부여되어 있다.

이러한 위치에 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)을 배치함으로써 메인 로터(4)의 회전에 의해 발생되는 하강 기류의 하향의 풍속이 상대적으로 높아지는 위치에 양쪽 노즐(24,25)을 위치 부여할 수 있다. 이들 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)의 위치는 노즐의 위치를 변경하여 약액을 실제로 공중 살포하는 시험을 반복하여 행한 결과 특정할 수 있었던 위치이다.

상술한 바와 같이 기체(2)의 좌우에서 전후로 어긋난 위치에 하향의 풍속이 상대적으로 높아지는 장소가 생기는 이유는 회전하는 메인 로터(4)에 의해 회전 방향의 하류측으로 밀린 공기(하강 기류의 일부)가 기체(2)의 측부 근방에 모아지기 때문이라고 생각된다. 즉, 이와 같이 기체(2)의 측부 근방에 모아진 공기는 상대적으로 빠르게 하강하므로 상술한 바와 같이 하향의 풍속이 균등하지 않다고 생각된 다.

이와 같이 하향의 풍속이 상대적으로 높아지는 위치에 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)이 설치되어 있으므로, 좌측 노즐(24) 및 우측 노즐(25)로부터 약액을 하강 기류에 의해 기체(2)의 하방으로 빠르게 흘려 적정한 영역 내에서 분산되도록 살포할 수 있다. 이 실시예에 의한 무인 헬리콥터를 실제로 비행시켜서 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)로부터 약액을 살포한 바, 도 7(A), 도 7(B)에 나타낸 바와 같이, 약액을 적절한 범위에서 분산되도록 살포할 수 있었다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 양쪽 노즐(24,25)로부터 분사된 약액은 기체(2)의 후방에서 날아 올라가는 일없이 기체(2)의 하방의 한정된 영역 내에 정확하게 살포되고 있다.

이 실시예에 의한 무인 헬리콥터(1)에 있어서 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)이 평면으로 볼 때 메인 로터(4)의 회전반경의 1/2이 되는 영역의 내측에 설치되어 있으므로, 메인 로터 선단부의 아래로부터 위로 향하는 공기류로 이루어진 공기의 소용돌이의 영향을 받기 어려운 위치에 양쪽 노즐(24,25)을 위치 부여할 수 있다. 이 때문에, 이 실시예에 의하면 약액이 기체 하방의 한정된 영역 외에 살포되는 것을 방지할 수 있다.

이 실시예에 의한 무인 헬리콥터(1)에 있어서는 상술한 바와 같이 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)로부터 살포된 약액이 기체(2)의 후방에서 위로 날아 올라가는 일은 없다. 이 때문에, 종래의 무인 헬리콥터에서 문제가 되고 있던 약액의 기체 후방부로의 부착을 해소할 수 있다. 약액이 기체의 후방부에 부착되는 이유는 상술한 바와 같이 기체의 후방에서 날아 올라간 약액이 테일 로터의 회전에 의해 기체를 향해서 흘려지는 것이 원인이라고 생각된다. 이 실시예에 의한 무인 헬리콥터(1)는 이와 같이 기체(2)의 후방부에 약액이 부착되기 어려우므로 기체(2)가 더러워지기 어려워지고 기체(2)의 청소가 용이해진다.

이 실시예에 의한 무인 헬리콥터(1)에 있어서 농약 살포에 사용하는 노즐을 노즐 선택 밸브(21)에 의해 스위칭함으로써 약액이 살포되는 폭, 살포량 등을 변경할 수 있다. 예를 들면, 노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 위치를 제 1 스위칭 위치로 스위칭함으로써 좌측 노즐(24)과 우측 노즐(25)로부터만 약액을 살포할 수 있고 전답의 중앙부 등에 있어서 약액을 넓은 범위에 살포할 수 있다. 이 결과, 넓은 살포 영역에 약액을 능률적으로 살포할 수 있다.

노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 위치를 제 2 스위칭 위치로 스위칭함으로써 중앙 노즐(26)로부터만 약액을 살포할 수 있고, 약액의 살포 폭이 상대적으로 좁아지기 때문에 인접하는 전답에 약액을 불필요하게 비산시키지 않고 인접하는 전답과의 경계 부분에만 약액을 살포할 수 있다. 이와 같이 중앙 노즐(26)만을 사용하는 경우에는 약액의 살포가 필요한 수목에만 약액을 살포할 수도 있다.

노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 위치를 제 3 스위칭 위치로 스위칭함으로써 모든 노즐(24~26)로부터 약액을 살포할 수 있고 약액이 살포되는 영역을 한정하면서(약액이 불필요하게 광범위에 확대되는 것을 방지하면서) 약액의 살포량을 증대시킬 수 있다. 이 실시예에 의한 무인 헬리콥터(1)에 의하면, 이와 같이 노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 조작에 의해 약액의 살포량을 증대시킬 수 있으므로 살포량을 증대시킬 때에 노즐을 살포량이 상대적으로 많아지는 것으로 교환할 경우에 비해 노즐 교환 작업과 살포량의 조정 작업이 불필요하게 되어 약액 살포의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

노즐 선택 밸브(21)의 제 1 ~ 제 3 스위칭 위치의 변경은 조종자가 무선 조종 장치를 조작함으로써 비행 중에서도 용이하게 행할 수 있다.

이 실시예에 의한 무인 헬리콥터(1)는 약액을 살포하기 위해 노즐(24~26)을 사용하고 있다. 이들 노즐(24~26)은 약액의 분사 방향이 미리 정해져 있으므로 이 무인 헬리콥터(1)에 있어서는 약액이 살포되는 영역을 용이하게 한정할 수 있다. 또한, 약제를 살포하기 위한 약제 살포부로서는 이 실시예에서 나타낸 바와 같은 노즐(24~26)에 한정되지 않고, 예를 들면 원심력으로 약제를 비산시키는 구조의 것을 사용할 수 있다. 또한, 약제도 약액에 한정되지 않고 분말 형상나 입자 형상의 약제를 사용할 수 있다. 이러한 약제를 사용하는 경우에는 전용 약제 살포 장치를 사용하고 약제 살포부의 위치를 상기 실시예에서 나타낸 위치로 한다.

상술한 실시예에 의한 무인 헬리콥터(1)에 있어서 중앙 노즐(26)의 좌우 방향의 분무각이 좌측 노즐(24) 및 우측 노즐(25)의 좌우 방향의 분무각보다 작도록 구성되어 있다. 이 때문에, 이 무인 헬리콥터(1)에 의하면 각 노즐(24~26)의 사용 목적으로 적합한 분무 각도로 약제를 살포할 수 있다. 즉, 중앙 노즐(26)을 사용할 때는 약액의 살포 폭을 상대적으로 좁게, 또한 좌우 양측의 노즐(24,25)을 사용할 때는 약액의 살포 폭을 상대적으로 넓게 할 수 있다.

또한, 상술한 실시예에 있어서 노즐 선택 밸브(21)로서 제 1 ~ 제 3 스위칭 위치를 선택가능한 전동식 3방향 밸브를 사용하는 예를 나타내었지만, 노즐 선택 밸브(21)의 구성은 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 노즐 선택 밸브(21)의 스위칭 위치는 두개의 스위칭 위치만으로 할 수 있다. 즉, 좌측 노즐(24) 및 우측 노즐(25)로부터 약액이 살포되는 제 1 스위칭 위치, 및 중앙 노즐(26)으로부터만 약액이 살포되는 제 2 스위칭 위치를 갖는 노즐 선택 밸브를 사용할 수 있다.

상술한 실시예에 있어서 메인 로터가 평면으로 볼 때 시계 방향으로 회전하는 무인 헬리콥터에 관하여 설명했지만, 메인 로터의 회전 방향은 평면으로 볼 때 반시계 방향이어도 좋다. 이 경우에는 좌측 노즐(24)은 메인 로터(4)의 회전 중심(C)보다 기체 좌측으로서 기체 후방측에 배치하고, 우측 노즐(25)은 메인 로터(4)의 회전 중심(C)보다 기체 우측으로서 기체 전방측에 배치한다.

도 1은 본 발명에 의한 무인 헬리콥터의 측면도이다.

도 2는 약액 살포 장치를 확대하여 나타내는 측면도이다.

도 3은 약액 살포 장치를 확대하여 나타내는 정면도이다.

도 4는 약액 살포 장치를 확대하여 나타내는 평면도이다.

도 5는 약액 살포 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 6은 약제 살포부의 위치를 설명하기 위한 평면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 무인 헬리콥터가 약액을 살포하고 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 7(A)는 기체를 측방으로부터 본 상태를 나타내고, 도 7(B)는 기체를 후방으로부터 본 상태를 나타낸다.

도 8은 종래의 무인 헬리콥터가 약액을 살포하고 있는 상태를 나타내는 도면이고, 도 8(A)는 기체를 측방으로부터 본 상태를 나타내고, 도 8(B)는 기체를 후방으로부터 본 상태를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 무인 헬리콥터 2: 기체

3: 엔진 4: 메인 로터

13: 약액 살포 장치 14: 약액 탱크

17: 제 1 약액 펌프 19: 제 2 약액 펌프

21: 노즐 선택용 밸브 24: 좌측 노즐

25: 우측 노즐 26: 중앙 노즐

27: 전방측 붐 28: 후방측 붐

Claims (6)

1. 기체의 하방에 있어서의 좌우 양측방으로서 메인 로터의 회전에 의해 발생된 하강 기류를 받는 위치에 각각 약제 살포부를 구비한 무인 헬리콥터로서:

   상기 기체 좌측의 약제 살포부와 상기 기체 우측의 약제 살포부는 평면으로 볼 때 기체의 측방으로서 메인 로터의 회전 중심을 통하여 기체의 좌우 방향으로 연장되는 가상 선보다 상기 메인 로터의 회전 방향 하류측의 영역에 각각 위치 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기체 좌측의 약제 살포부와 상기 기체 우측의 약제 살포부는 평면으로 볼 때 상기 메인 로터의 회전 반경의 1/2이 되는 영역의 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 기체의 하방으로서 좌우 방향의 중앙부에 다른 약제 살포부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 각 약제 살포부에 약제를 공급하는 약제 공급 장치는 약제 탱크, 및 이 약제 탱크와 각 약제 살포부 사이에 설치된 스위칭 밸브를 구비하고;

   상기 스위칭 밸브는 상기 좌우 양측의 약제 살포부에만 약제가 공급되는 제 1 스위칭 위치, 상기 기체의 좌우 방향의 중앙부에 위치하는 약제 살포부에만 약제가 공급되는 제 2 스위칭 위치, 및 모든 약제 살포부에 약제가 공급되는 제 3 스위칭 위치 중 적어도 상기 제 1 및 제 2 스위칭 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 약제 살포부는 약액 살포용 노즐로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 약제 살포부는 약액 살포용 노즐로 구성되고;

   상기 기체의 좌우 방향의 중앙부에 위치하는 상기 약액 살포용 노즐의 좌우 방향의 분무각은 좌우 양측의 상기 약액 살포용 노즐의 좌우 방향의 분무각보다 작도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무인 헬리콥터.

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