KR20110037265A - 로터 블레이드 각도 측정 장치 - Google Patents

로터 블레이드 각도 측정 장치 Download PDF

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KR20110037265A KR1020090094632A KR20090094632A KR20110037265A KR 20110037265 A KR20110037265 A KR 20110037265A KR 1020090094632 A KR1020090094632 A KR 1020090094632A KR 20090094632 A KR20090094632 A KR 20090094632A KR 20110037265 A KR20110037265 A KR 20110037265A
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Abstract

본 발명은 로터 블레이드 각도 측정 장치에 관한 것으로, 헬리콥터의 허브 컨트롤로부터 연장 형성되며, 단부에 로터 블레이드가 결합되는 슬리브의 중심축인 x축과, 상기 x축과 수직을 이루며 동일한 수평면 상에 존재하는 y축 및 상기 수평면과 수직을 이루는 z축으로 표현되는 공간상에서, 상기 슬리브에 장착되어 상기 로터 블레이드가 상기 x축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 피치 측정 수단과, 상기 피치 측정 수단과 링크 결합되어 상기 로터 블레이드가 상기 y축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 플랩 측정 수단 및 상기 플랩 측정 수단의 하부에 설치되되, 연결부재로 상기 허브 컨트롤에 고정되어 상기 로터 블레이드가 상기 z축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 래그 측정 수단을 포함하여, 회전하는 로터 블레이드의 3축 운동 각도를 상호간의 커플링 없이 정확하게 측정하는 효과를 얻을 수 있다.
헬리콥터, 3축 운동, 각도, 링키지, 로터 블레이드, 허브 컨트롤, 피치, 플랩, 래그

Description

로터 블레이드 각도 측정 장치{DEVICE FOR MEASURING ANGLE OF ROTOR BLADE}
본 발명은 로터 블레이드 각도 측정 장치에 관한 것으로, 특히, 링키지 시스템을 이용하여 로터 블레이드의 3축 운동인 피치, 플랩, 래그 운동 각도를 상호간의 커플링 없이 측정할 수 있는 로터 블레이드 각도 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 헬리콥터는 로터 블레이드의 운동각을 조절함으로써 움직임이 제어된다.
도 1은 헬리콥터의 허브 컨트롤과 로터 블레이드의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 로터 블레이드(3)는 허브 컨트롤(1)에 형성된 슬리브(2)에 결합된다.
여기서, 로터가 피치(pitch), 플랩(flap), 래그(lag) 운동시 각 축이 기계적인 힌지(hinge)를 가지는 형태를 관절형 로터 허브(Articulated Rotor Hub)라고 부르며, 각 운동의 힌지가 한 지점에 위치한 Elastomeric 형태의 Spherical Thrust Bearing을 사용하는 허브를 Advanced Articulated Rotor Hub라고 칭한다.
구체적으로, Advanced Articulated Rotor Hub System은, 도 1에 도시된 바와 같이, 피치(pitch)축(4), 플랩(flap)축(5), 래그(lag)축(6)으로 표현되는 3축 힌지를 가지며, 이러한 3축 힌지가 서로 교차하는 점에 힌지 포인트(P)가 형성된다.
이 경우, 헬리콥터의 움직임은 로터 블레이드(3)의 피치축(4)에 대한 운동각에 따라 제어된다. 그러나 피치축(4)에 대한 운동각이 변하면, 공력적 특성에 의해 플랩축(5) 및 래그축(6)을 중심으로 한 운동각도 변하게 되므로 로터 블레이드(3)는 결국 3축 운동을 하게 된다.
따라서 로터 블레이드(3)의 설계 및 개발에 있어서는, 해석을 통해 예측한 로터 블레이드(3)의 운동각과 실제 헬리콥터 운용시의 로터 블레이드(3)의 운동각을 비교하여 해석을 검증 및 보완할 필요가 있다.
그러나 로터 블레이드(3)의 피치축(4), 플랩축(5) 및 래그축(6)에 대한 운동은 동시에 발생하며, 각 운동 사이에는 커플링(coupling)이 발생하게 된다. 뿐만 아니라, 각 운동은 로터의 고속 회전시 발생하기 때문에 피치축(4), 플랩축(5) 및 래그축(6) 각각에 대한 운동각을 동시에 측정하기는 매우 어렵다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 회전하는 로터 블레이드의 3축 운동각을 상호간의 커플링 없이 측정할 수 있는 로터 블레이드 각도 측정 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 각각 또는 동시에 운동하는 3축 힌지를 가지고 회전 또는 고정된 기구의 운동각을 측정할 수 있는 로터 블레이드 각도 측정 장치를 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
청구항 1에 기재된 발명은, 「헬리콥터의 허브 컨트롤로부터 연장 형성되며, 단부에 로터 블레이드가 결합되는 슬리브의 중심축인 x축과, 상기 x축과 수직을 이루며 동일한 수평면 상에 존재하는 y축 및 상기 수평면과 수직을 이루는 z축으로 표현되는 공간상에서, 상기 슬리브에 장착되어 상기 로터 블레이드가 상기 x축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 피치 측정 수단과; 상기 피치 측정 수단과 링크 결합되어 상기 로터 블레이드가 상기 y축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 플랩 측정 수단; 및 상기 플랩 측정 수단의 하부에 설치되되, 연결부재로 상기 허브 컨트롤에 고정되어 상기 로터 블레이드가 상기 z축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 래그 측정 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 각도 측정 장치.」를 제공한다.
청구항 2에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 피치 측정 수단은, 상기 슬리브의 상부에 상기 x축과 나란하게 장착되는 브라켓과; 상기 브라켓에 일단부가 상기 y축 방향으로 회동 가능하게 결합되며, 내측에는 길이 방향을 따라 가이드공이 형성되는 피치 측정 링키지와; 상기 브라켓의 전단부에 결합되는 가이드바와; 상기 가이드바에 상기 y축 방향으로 형성된 원호 형상의 가이드공에 하단부가 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상단부는 상기 피치 측정 링키지의 가이드공에 슬라이딩 가능하게 결합되는 피치 가이드 링키지; 및 상기 브라켓의 후단부에 설치되는 센서;를 포함하여, 상기 로터 블레이드가 상기 x축을 중심으로 회전할 때 상기 슬리브와 함께 움직이는 상기 브라켓 및 상기 가이드바와, 상기 슬리브의 움직임과 무관하게 위치를 유지하는 상기 피치 측정 링키지 및 상기 피치 가이드 링키지 사이의 각도를 상기 센서에 의해 측정함으로써 상기 플랩 측정 수단 및 상기 래그 측정 수단과 독립하여 상기 로터 블레이드의 피치 운동 각도를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 각도 측정 장치.」를 제공한다.
청구항 3에 기재된 발명은, 「제 2 항에 있어서, 상기 플랩 측정 수단은, 상기 피치 가이드 링키지의 상단부에 일단부가 상기 z축 방향으로 회동 가능하게 결합되는 연결 링키지와; 상기 연결 링키지의 타단부에 일단부가 상기 z축 방향으로 회동 가능하게 결합되는 플랩 측정 링키지와; 상기 플랩 측정 링키지의 타단부에 상기 z축 방향으로 회전 가능하게 결합되는 회전체; 및 상기 회전체의 일측부에 설치되는 센서;를 포함하여, 상기 로터 블레이드가 상기 y축을 중심으로 회전할 때 상기 슬리브와 함께 움직이는 상기 브라켓 및 상기 피치 측정 링키지와, 상기 슬리 브의 움직임과 무관하게 위치를 유지하는 상기 회전체 사이에서 상기 연결 링키지와 상기 플랩 측정 링키지의 회동으로 발생하는 상기 회전체와 상기 플랩 측정 링키지 사이의 각도를 상기 센서에 의해 측정함으로써 상기 피치 측정 수단 및 상기 래그 측정 수단과 독립하여 상기 로터 블레이드의 플랩 운동 각도를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 각도 측정 장치.」를 제공한다.
청구항 4에 기재된 발명은, 「제 3 항에 있어서, 상기 래그 측정 수단은, 상기 회전체에 상단과 하단이 상기 z축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 래그 측정 지지체; 및 상기 지지체의 하부에 설치되는 센서;를 포함하여, 상기 로터 블레이드가 상기 z축을 중심으로 회전할 때 상기 슬리브와 함께 움직이는 상기 브라켓 및 상기 피치 측정 링키지와, 상기 슬리브의 움직임과 무관하게 위치를 유지하는 상기 래그 측정 지지체 사이에서 상기 회전체가 상기 연결 링키지 및 상기 플랩 측정 링키지의 회동에 의해 상기 z축을 중심으로 회전하여 발생하는 상기 회전체와 상기 래그 측정 지지체 사이의 각도를 상기 센서에 의해 측정함으로써 상기 피치 측정 수단 및 상기 플랩 측정 수단과 독립하여 상기 로터 블레이드의 래그 운동 각도를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 각도 측정 장치.」를 제공한다.
본 발명에 따르면, 회전하는 로터 블레이드의 3축 운동각을 독립적으로 측정함으로써 헬리콥터 로터 개발에 정확한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 각각 또는 동시에 운동하는 3축 힌지를 가지고 회전 또는 고정된 모든 기구에 장착이 가능하여 적용 범위가 다양한 이점이 있다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.
먼저, 헬리콥터의 로터 블레이드 결합 방식 중 Articulated Hub type의 경우에는 이론적으로 힌지가 결정되어 있어 링키지 시스템을 이용할 수 있다. 이 경우, 슬리브에 결합되는 로터 블레이드의 3축 운동의 중심은 슬리브에 연결된 구형 베어링(Elastomeric type의 Spherical Bearing)의 중심이므로 슬리브에서 피치, 플랩, 래그 운동이 발생한다고 볼 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 이론적 배경을 기초로 피치 측정 수단과, 플랩 측정 수단 및 래그 측정 수단을 각각 독립적으로 구성하고, 각 수단을 링키지로 적절하게 결합함으로써 피치, 플랩 및 래그 운동각을 커플링 없이 측정하는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 구성을 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치가 슬리브에 설치된 모습을 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 사시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따 른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 측단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치(100)는, 슬리브(10)의 상부에 장착되어 로터 블레이드(도면 미도시)가 x축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 피치 측정 수단(20)과, 상기 피치 측정 수단(20)과 링크 결합되어 상기 로터 블레이드가 y축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 플랩 측정 수단(50) 및 상기 플랩 측정 수단(50)의 하부에 설치되되, 연결부재(도면 미도시)로 상기 허브 컨트롤에 고정되어 상기 로터 블레이드가 z축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 래그 측정 수단(80)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 x축은 상기 슬리브(10)의 중심축을, 상기 y축은 상기 x축과 수직을 이루며 동일한 수평면 상에 존재하는 축을, 상기 z축은 상기 수평면과 수직을 이루는 축을 의미하며, 상기 x축, y축 및 z축의 교점은 힌지 포인트(P)로 정의한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 브라켓을 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 피치 측정 링키지를 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 가이드바를 도시한 도면, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 피치 가이드 링키지를 도시한 도면, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 센서를 도시한 도면이다.
상기 피치 측정 수단(20)은 브라켓(21)과, 피치 측정 링키지(30)와, 가이드바(34)와, 피치 가이드 링키지(40) 및 센서(49)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 브라켓(21)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 양측에 장착공(24)을 구비하는 몸체부(22)와, 상기 몸체부(22)의 전단부 및 후단부로부터 상방으로 연장 형성되며, 중앙 및 하부에 샤프트 체결공(27)과 관통공(25)을 각각 구비하는 결합부(26)로 구성된다. 이러한 구성의 상기 브라켓(21)은 상기 체결공(27)과 상기 관통공(25)이 상기 x축 방향을 향하도록 한 후 상기 장착공(24)에 체결구(도면 미도시)를 삽입하여 상기 슬리브에 고정시킴으로써 장착이 완료된다.
상기 피치 측정 링키지(30)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 내측에 길이 방향을 따라 형성되는 가이드공(32)과 하단부에 형성되는 샤프트 체결공(31)을 포함하여 구성된다. 상기 피치 측정 링키지(30)는 하단부를 상기 결합부(26) 사이에 위치시킨 상태에서 상기 샤프트 체결공(27)(31)에 회전 샤프트(33)와 저널 베어링(39)을 삽입 설치함으로써 상기 y축 방향으로 회동될 수 있다.
상기 가이드바(34)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부가 개방된 형상을 가지며, 전단부 및 후단부에 길이 방향을 따라 형성되는 원호 형상의 가이드공(35)과 관통공(37)을 구비한다. 한편, 상기 가이드바(34)와 상기 브라켓(21)은 각각에 형성된 상기 관통공(37)(25)에 볼트(38)를 삽입하여 고정시킴으로써 서로 고정된다. 이 경우, 상기 가이드바(34)의 전단부 중앙에 끼움공(36)을 형성하고, 상기 끼움공(36)에 상기 브라켓(21)의 하단 중앙에 형성된 끼움돌기(23)를 삽입하면 양 구성간의 정렬이 용이해질 뿐 아니라 고정력도 향상되어 바람직하다.
상기 피치 가이드 링키지(40)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상부에 상기 x축 방향으로 형성된 볼트 체결공(41)과 하부에 동일한 방향으로 형성된 샤프트 체결공(42)을 포함하며, 상기 볼트 체결공(41)과 상기 샤프트 체결공(42)의 연결 부위에는 상기 y축 방향으로 관통공(43)이 형성된다.
이 경우, 상기 피치 가이드 링키지(40)의 하단부는 상기 가이드바(34)에 삽입된 상태에서 상기 가이드공(35)과 상기 샤프트 체결공(42)에 회전 샤프트(44)를 삽입 설치함으로써 상기 가이드공(35)을 따라 원호 방향으로 슬라이딩될 수 있다.
한편, 상기 피치 가이드 링키지(40)의 상단부는 상기 피치 측정 링키지(30)의 하부에 위치한 상태에서 상기 가이드공(32)을 통해 삽입되는 볼트(45)를 상기 볼트 체결공(41)에 고정시킴으로써 상기 가이드공(32)을 따라 상기 z축 방향으로 슬라이딩될 수 있다.
상기 센서(49)는 상기 회전 브라켓(21)의 후단부에 삽입 설치된다. 이 경우, 상기 브라켓(21)의 후단부에 상기 센서(49)에 대응되는 형상의 센서 장착홈(28)을 형성하거나 걸림돌기(도면 미도시)와 같은 고정수단을 형성함으로써 상기 센서(49)를 보다 안정적으로 장착할 수 있다. 한편, 본 실시예에서 상기 센서(49)로는 도 9에 도시된 바와 같이 통상적으로 사용되는 로터리 분압기(Rotary Potentiometer)를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 슬리브(10)의 움직임에 따른 각도의 변화를 측정할 수 있는 것이면 어떤 것이라도 사용 가능하다.
이상으로 상기 피치 측정 수단(20)의 구성을 상세하게 설명하였다. 이하에서는 상기 피치 측정 수단(20)의 작용을 설명한다.
상기 로터 블레이드가 상기 x축을 중심으로 회전, 즉, 피치 운동을 할 때 상기 브라켓(21)과 상기 가이드바(34)는 고정되어 있으므로 상기 슬리브(10)와 함께 움직이게 된다. 반면, 상기 피치 측정 링키지(30)와 상기 피치 가이드 링키지(40)는 각각 상기 회전 샤프트(33)(44)를 중심으로 상기 결합부(26) 및 상기 가이드공(35)을 따라 슬라이딩됨으로써 상기 슬리브(10)의 움직임과 무관하게 원래의 위치를 유지하게 된다.
따라서 상기 피치 측정 링키지(30) 및 상기 피치 가이드 링키지(40)를 기준으로 상기 브라켓(21) 및 상기 가이드바(34)가 상기 x축을 중심으로 움직인 각도를 측정함으로써 상기 로터 블레이드의 피치 운동각에 대한 정보를 얻을 수 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 연결 링키지를 도시한 도면, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 플랩 측정 링키지를 도시한 도면, 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전체를 도시한 도면이다.
계속하여, 상기 플랩 측정 수단(50)은 연결 링키지(51)와, 플랩 측정 링키지(55)와, 회전체(60) 및 센서(67)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연결 링키지(51)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 두갈래로 분기된 양단부에 볼트 체결공(52)(53)이 각각 형성된다.
이 경우, 상기 연결 링키지(51)의 일단부는 상기 피치 가이드 링키지(40)의 상단부에 회동 가능하게 결합된다. 구체적으로, 상기 연결 링키지(51)의 일단부에 상기 피치 가이드 링키지(40)의 상단부를 삽입한 상태에서 상기 볼트 체결공(52) 및 상기 관통공(43)에 볼트(54)를 저널 베어링(70)과 함께 삽입하여 고정시킴으로써 상기 연결 링키지(51)가 상하 방향, 즉, 상기 z축 방향으로 회동할 수 있다.
상기 플랩 측정 링키지(55)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 일방향으로 만곡된 형상을 가지며, 양단부에 관통공(57)과 샤프트 체결공(56)이 각각 형성된다.
이 경우, 상기 플랩 측정 링키지(55)의 일단부는 상기 연결 링키지(51)의 타단부에 회동 가능하게 결합된다. 즉, 상기 플랩 측정 링키지(55)의 일단부를 상기 연결 링키지(51)의 타단부에 삽입한 상태에서, 상기 볼트 체결공(53)과 상기 관통공(57)에 저널 베어링(71)을 삽입하고 볼트(58)를 이용하여 고정시킴으로써 상기 z축 방향으로의 회동이 이루어질 수 있다.
상기 회전체(60)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 내측이 일방향으로 개방된 구조로, 양측 중앙에 샤프트 체결공(61, 62)이 각각 형성되고, 상단 및 하단 중앙에는 결합돌부(63, 64)가 각각 형성된다. 이 경우, 상기 회전체(60)는 내측 빈공간에 상기 플랩 측정 링키지(55)의 타단부를 삽입한 후 상기 샤프트 체결공(61, 56, 62)에 회전 샤프트(66)를 차례대로 삽입 설치함으로써 상기 z축 방향으로 회전될 수 있다.
한편, 상기 회전체(60)는 래그 측정 지지체(81)에 형성된 결합공(84, 87)에 상기 결합돌부(63, 64)를 삽입하여 결합함으로써 수평 방향으로 회전될 수 있다. 이 경우, 상기 래그 측정 지지체(81)는 상기 허브 컨트롤에 연결부재로 고정되어 있으므로 상기 회전체(60)가 그 위치를 유지할 수 있다.
따라서 상기 슬리브(10)가 상기 x축, y축, z축을 중심으로 움직이더라도 상 기 플랩 측정 수단(50)은 링크 운동을 하며 일정한 위치를 유지하게 되므로 상기 슬리브(10)의 움직임을 정확하게 측정할 수 있다.
상기 센서(67)는 상기 회전체(60)의 일측에 설치된다. 이를 위하여, 상기 회전체(60)의 양측부에는 센서 장착홈(68) 또는 고정수단이 형성될 수 있다. 또한, 상기 센서(67)로는 상기 피치 측정 수단(50)과 동일하게 로터리 분압기를 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 상기 플랩 측정 수단(50)의 작용을 설명한다.
상기 로터 블레이드가 상기 y축을 중심으로 회전, 즉, 플랩 운동을 할 때 상기 브라켓(21) 및 상기 피치 측정 링키지(30)는 상기 슬리브(10)와 함께 움직이고, 상기 회전체(60)는 전술한 바와 같이 그 위치를 유지한다. 이 경우, 상기 연결 링키지(51)가 상기 피치 가이드 링키지(40)와 상기 회전체(60) 사이에서 움직임에 따라 상기 플랩 측정 링키지(55)도 상기 회전 샤프트(66)를 중심으로 회동하여 움직이게 된다.
따라서 상기 플랩 측정 링키지(55)와 상기 회전체(60) 사이의 각도를 상기 센서(67)로 측정하면 상기 로터 블레이드의 플랩 운동각을 얻을 수 있다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 상부 지지체를 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 하부 지지체를 도시한 도면이다.
상기 래그 측정 수단(80)은 상기 래그 측정 지지체(81)와 센서(89)를 포함하 여 구성될 수 있다.
상기 래그 측정 지지체(81)는, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 볼트 체결공(82)과 결합공(84)을 구비하는 상부 지지체(81a)와, 상부에 볼트 체결공(85)이 형성되고, 하부에 결합공(87)이 형성되는 하부 지지체(81b)가 상기 볼트 체결공(82, 85)에 삽입되는 볼트(88)에 의해 고정된 구조를 가진다. 본 실시예에서는 상기 래그 측정 지지체(81)로서 분리형을 예시하였으나, 필요에 따라 일체형으로 구성하는 것도 물론 가능하다.
이 경우, 상기 결합공(84, 87)에 상기 회전체(60)의 상기 결합돌부(63, 64)를 저널 베어링(65, 69)과 함께 삽입하여 설치함으로써 상기 래그 측정 지지체(81)가 수평 방향으로 회전할 수 있다.
상기 센서(89)는 전술한 본 발명의 다른 측정 수단에서와 동일하게 상기 하부 지지체(81b)의 하부에 형성되는 센서 장착홈(90)에 설치되거나 고정수단에 의해 고정될 수 있으며, 그 종류도 제한되지 않는다.
이하, 상기 래그 측정 수단(80)의 작용을 설명한다. 상기 로터 블레이드가 상기 z축을 중심으로 회전, 즉, 래그 운동을 할 경우, 상기 브라켓(21)과 상기 피치 측정 링키지(30)는 상기 슬리브(10)와 함께 움직이고, 상기 회전체(60)는 상기 연결 링키지(51)와 상기 플랩 측정 링키지(55)의 회동에 의해 상기 z축을 중심으로 회전하게 된다. 이에 따라 상기 회전체(60)와 상기 래그 측정 지지체(81)는 서로 상대적인 각도를 가지게 되고, 이 각도를 상기 센서(89)로 측정함으로써 상기 로터 블레이드의 래그 운동각을 얻을 수 있다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 피치 운동시 형상을 도시한 도면과, 실제 로터 블레이드의 운동각 및 센서의 측정 운동각을 비교한 그래프, 도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 플랩 운동시 형상을 도시한 도면과, 실제 로터 블레이드의 운동각 및 센서의 측정 운동각을 비교한 그래프, 도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 래그 운동시 형상을 도시한 도면과, 실제 로터 블레이드의 운동각 및 센서의 측정 운동각을 비교한 그래프이다.
도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명을 이용하여 측정한 피치, 플랩 및 래그 운동각은 실제로 로터 블레이드를 움직여 측정한 운동각과 대략 비례하는 것으로 나타났으며, 특히, 래그 운동의 경우에는 정비례 관계에 있었다. 이와 같은 데이터를 기초로 로터 블레이드의 설계 가능성을 예측함으로써 실제 로터 개발 과정에서 발생할 수 있는 오류나 결함을 배제할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 헬리콥터의 허브 컨트롤과 로터 블레이드의 결합 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치가 슬리브에 설치된 모습을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 측단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 브라켓을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 피치 측정 링키지를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 가이드바를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 피치 가이드 링키지를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 센서를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 연결 링키지를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 플랩 측정 링키지를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전체를 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 상부 지지체를 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 하부 지지체를 도시한 도면,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 피치 운동시 형상을 도시한 도면과, 실제 로터 블레이드의 운동각 및 센서의 측정 운동각을 비교한 그래프,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 플랩 운동시 형상을 도시한 도면과, 실제 로터 블레이드의 운동각 및 센서의 측정 운동각을 비교한 그래프,
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터 블레이드 각도 측정 장치의 래그 운동시 형상을 도시한 도면과, 실제 로터 블레이드의 운동각 및 센서의 측정 운동각을 비교한 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 슬리브 20 : 피치 측정 수단
21 : 브라켓 22 : 몸체부
23 : 끼움돌기 24 : 장착공
25 : 관통공 26 : 결합부
27 : 샤프트 체결공 28 : 센서 장착홈
30 : 피치 측정 링키지 31 : 샤프트 체결공
32 : 가이드공 33 : 회전 샤프트
34 : 가이드바 35 : 가이드공
36 : 끼움공 37 : 관통공
38 : 볼트 39 : 저널 베어링
40 : 피치 가이드 링키지 41 : 볼트 체결공
42 : 샤프트 체결공 43 : 관통공
44 : 회전 샤프트 45 : 볼트
49 : 센서 50 : 플랩 측정 수단
51 : 연결 링키지 52, 53 : 볼트 체결공
54 : 볼트 55 : 플랩 측정 링키지
56 : 샤프트 체결공 57 : 관통공
58 : 볼트 60 : 회전체
61, 62 : 샤프트 체결공 63, 64 : 결합돌부
65 : 저널 베어링 66 : 회전 샤프트
67 : 센서 68 : 센서 장착홈
69 : 저널 베어링 70 : 저널 베어링
71 : 저널 베어링 80 : 래그 측정 수단
81 : 래그 측정 지지체 81a : 상부 지지체
81b : 하부 지지체 82 : 볼트 체결공
84 : 결합공 85 : 볼트 체결공
87 : 결합공 88 : 볼트
89 : 센서 90 : 센서 장착홈
100 : 로터 블레이드 각도 측정 장치

Claims (4)

  1. 헬리콥터의 허브 컨트롤로부터 연장 형성되며, 단부에 로터 블레이드가 결합되는 슬리브의 중심축인 x축과, 상기 x축과 수직을 이루며 동일한 수평면 상에 존재하는 y축 및 상기 수평면과 수직을 이루는 z축으로 표현되는 공간상에서,
    상기 슬리브에 장착되어 상기 로터 블레이드가 상기 x축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 피치 측정 수단과;
    상기 피치 측정 수단과 링크 결합되어 상기 로터 블레이드가 상기 y축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 플랩 측정 수단; 및
    상기 플랩 측정 수단의 하부에 설치되되, 연결부재로 상기 허브 컨트롤에 고정되어 상기 로터 블레이드가 상기 z축을 중심으로 운동하는 각도를 측정하는 래그 측정 수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 각도 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피치 측정 수단은,
    상기 슬리브의 상부에 상기 x축과 나란하게 장착되는 브라켓과;
    상기 브라켓에 일단부가 상기 y축 방향으로 회동 가능하게 결합되며, 내측에는 길이 방향을 따라 가이드공이 형성되는 피치 측정 링키지와;
    상기 브라켓의 전단부에 결합되는 가이드바와;
    상기 가이드바에 상기 y축 방향으로 형성된 원호 형상의 가이드공에 하단부가 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상단부는 상기 피치 측정 링키지의 가이드공에 슬라이딩 가능하게 결합되는 피치 가이드 링키지; 및 상기 브라켓의 후단부에 설치되는 센서;
    를 포함하여, 상기 로터 블레이드가 상기 x축을 중심으로 회전할 때 상기 슬리브와 함께 움직이는 상기 브라켓 및 상기 가이드바와, 상기 슬리브의 움직임과 무관하게 위치를 유지하는 상기 피치 측정 링키지 및 상기 피치 가이드 링키지 사이의 각도를 상기 센서에 의해 측정함으로써 상기 플랩 측정 수단 및 상기 래그 측정 수단과 독립하여 상기 로터 블레이드의 피치 운동 각도를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 각도 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랩 측정 수단은,
    상기 피치 가이드 링키지의 상단부에 일단부가 상기 z축 방향으로 회동 가능하게 결합되는 연결 링키지와;
    상기 연결 링키지의 타단부에 일단부가 상기 z축 방향으로 회동 가능하게 결합되는 플랩 측정 링키지와;
    상기 플랩 측정 링키지의 타단부에 상기 z축 방향으로 회전 가능하게 결합되는 회전체; 및
    상기 회전체의 일측부에 설치되는 센서;
    를 포함하여, 상기 로터 블레이드가 상기 y축을 중심으로 회전할 때 상기 슬리브와 함께 움직이는 상기 브라켓 및 상기 피치 측정 링키지와, 상기 슬리브의 움직임과 무관하게 위치를 유지하는 상기 회전체 사이에서 상기 연결 링키지와 상기 플랩 측정 링키지의 회동으로 발생하는 상기 회전체와 상기 플랩 측정 링키지 사이의 각도를 상기 센서에 의해 측정함으로써 상기 피치 측정 수단 및 상기 래그 측정 수단과 독립하여 상기 로터 블레이드의 플랩 운동 각도를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 각도 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 래그 측정 수단은,
    상기 회전체에 상단과 하단이 상기 z축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 래그 측정 지지체; 및
    상기 지지체의 하부에 설치되는 센서;를 포함하여, 상기 로터 블레이드가 상기 z축을 중심으로 회전할 때 상기 슬리브와 함께 움직이는 상기 브라켓 및 상기 피치 측정 링키지와, 상기 슬리브의 움직임과 무관하게 위치를 유지하는 상기 래그 측정 지지체 사이에서 상기 회전체가 상기 연결 링키지 및 상기 플랩 측정 링키지의 회동에 의해 상기 z축을 중심으로 회전하여 발생하는 상기 회전체와 상기 래그 측정 지지체 사이의 각도를 상기 센서에 의해 측정함으로써 상기 피치 측정 수단 및 상기 플랩 측정 수단과 독립하여 상기 로터 블레이드의 래그 운동 각도를 측정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 각도 측정 장치.
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