KR20110111127A

KR20110111127A - 무인항공기용 완충착륙장치

Info

Publication number: KR20110111127A
Application number: KR1020100030530A
Authority: KR
Inventors: 김재혁
Original assignee: 한국항공우주산업 주식회사
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2011-10-10

Abstract

본 발명은 무인항공기가 활주로 뿐만 아니라 비활주로에서도 기체의 손상 없이 안전하게 착륙할 수 있도록 완충수단을 구비하는 무인항공기용 완충착륙장치에 관한 것이다.
그리고, 본 발명의 무인항공기용 완충착륙창치는, 무인항공기의 저면에 구비된 개폐도어와, 상기 개폐도어 내부로 형성된 수용공간과, 상기 수용공간 내부에 구비된 구획판과, 상기 구획판을 경계로 상부공간에 구비되는 에어공급부재와, 하부공간에는 상기 에어공급부재에서 공기를 공급받아 팽창되는 공기주머니를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인항공기용 완충착륙장치{Cushion landing system for Unmanned Aerial Vehicle}

본 발명은 무인항공기용 완충착륙장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 활주로 뿐만 아니라 비활주로에서도 기체의 손상 없이 안전하게 착륙할 수 있도록 하는 무인항공기용 완충착륙장치에 관한 것이다.

일반적으로 무인항공기란, 사람이 탑승하지 않는 항공기를 말한다. 즉 지상에서 원격 조종하는 조종사의 조종기술에 의해 주어진 임무를 수행하는 것이다.

보통 무인항공기의 분류는 임무에 의한 분류, 비행 고도나 크기에 의해 분류된다. 특히 임무에 의한 분류로써, 크게 민간기(농업용, 재해 관측용 등)용과 군사(무인 표적기, 무인 정찰기, 무인 공격기 등)용으로 분류되며, 요즈음에는 레져용으로도 사용되기도 한다. 이와 같이 무인항공기의 활용은 시대가 변하면서 산업용, 군사용, 레져용 등으로 넓어지면서, 이에 따른 고부가가치 사업이 수반되며 무인항공기의 꾸준한 개발과 투자로 인해 더욱 더 고가일 수 밖에 없는 것이다.

상기와 같은 고가의 무인항공기가 주어진 임무를 수행하고 난 후 회수하는 과정에서 착륙장치를 이용하여 지상으로 착륙하는 것이다.

일반적으로 항공기의 착륙장치라 함은, 항공기가 이륙 및 착륙을 하거나 지상활주 또는 계류(繫留)하고 있을 때 항공기 자체의 무게를 지지하는 구조물을 말하는 것이며, 랜딩기어(landing gear)라고도 한다.

종래의 무인항공기 또한 일반적인 항공기의 착륙장치를 이용하는 것으로써, 육상비행기의 대표적인 것은 바퀴, 썰매, 스키 등이며, 수상비행기에서는 플로트, 하이드로스키, 부낭(浮囊), 기체자체(비행정의 몸체) 등이 있다. 그 중 가장 일반적인 것으로는 바퀴식의 착륙장치이다. 이 바퀴식에는 꼬리바퀴식, 앞바퀴식 및 앞뒤식(tandem)의 형식이 있으며, 꼬리바퀴식과 앞바퀴식이 널리 사용되고 있다.

상기와 같은 바퀴식 착륙장치는 필수적으로 착륙거리가 확보된 활주로에서만 가능한 것이며, 비포장도로나 개활지 등 비활주로에서는 불가능하여 이륙 및 착륙지역의 제한이 있는 문제점이 있었다. 한편, 항공기의 비행 시에는 바퀴를 업(up)시켜 기체 저면 내부에 수납하고 착륙 시에는 바퀴를 다운(dowm)시켜 착륙하는 것이다. 이러한 방법으로 지상에서는 조종사의 조종기술로 무인항공기를 이륙 및 착륙 시키는 것이다. 이러한 과정에서 조종사의 미숙한 조종기술과 부주위로 인해 착륙할 시 무인항공기의 일부분 또는 전체가 손상되어 재사용이 불가능하게 되거나 수리를 하더라도 그에 따른 시간과 비용이 발생되는 문제점이 있었다. 아울러 조종사의 심리적 부담 또한 크게 작용되는 문제점도 있었다.

이에, 상기와 같은 문제점을 해소하고자, 종래의 무인항공기 상부에 낙하산을 구비시켜 착륙 시 좀 더 안전하게 착륙시키는 방법이 널리 사용되었다.

그러나, 낙하산이 펼쳐진 상태에서 무인항공기가 착륙하다 보면 풍속, 풍향의 영향을 받아 원하는 위치에 착륙시킬 수 없었고, 지면이 견고하지 못한 비활주로 같은 곳에서 수직으로 착륙할 때 랜딩기어(landing gear)의 구조로는 안전하게 착지하는데 어려운 문제점이 있었다. 즉 랜딩기어(landing gear)가 손상되는 경우가 있어서 그로 인해 무인항공기도 손상되는 것이다. 한편, 안전하게 무인항공기가 착륙했더라도 한 번 사용된 낙하산을 재사용하려면 다시 접어서 장착하거나, 새로운 낙하산을 장착해야만 재사용 가능하기 때문에 시간적으로 많이 소요되어 즉시 재이륙할 수 없는 문제점을 가지고 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 발명된 것으로, 무인항공기 착륙 시 착륙거리가 확보된 활주로 뿐만 아니라 비포장 도로 등과 같은 비활주로에서도 착륙할 수 있는 무인항공기용 완충착륙장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 에어공급부재를 이용하여 공기주머니를 팽창시킬 수 있도록 하는 또 다른 목적도 있다.

또한 무인항공기 착륙 시 에어공급부에 의해 공기주머니가 팽창되면서 개폐도어가 간섭 없이 개방될 수 있도록 하는 또 다른 목적도 있다.

또한 무인항공기의 기종에 관계없이 상기 완충수단을 장착할 수 있도록 하는 또 다른 목적도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무인항공기의 저면에 구비되어 착륙 시 충격을 완충시켜 상기 무인항공기의 손상을 방지할 수 있도록 하는 완충수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 완충수단은, 무인항공기의 저면에 구비된 개폐도어와, 상기 개폐도어 내부로 형성된 수용공간과, 상기 수용공간 내부에 구비된 구획판과, 상기 구획판을 경계로 상부공간에 구비되는 에어공급부재와, 하부공간에는 상기 에어공급부재에서 공기를 공급받아 팽창되는 공기주머니를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 개폐도어는 일측이 회전 가능하게 힌지 결합되고 타측에는 자력에 의해 무인항공기의 저면에 탈착되게 구비되는 부착부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 완충수단은, 상기 무인항공기 저면에 형성된 장착프레임에 탈착 할 수 있는 케이스의 내부에 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 케이스 내부에 구비된 완충수단은, 케이스 저면에 구비된 개폐도어와, 상기 개폐도어 내부로 형성된 수용공간과, 상기 수용공간 내부에 구비된 구획판과, 상기 구획판을 경계로 상부공간에 구비되는 에어공급부재와, 하부공간에는 상기 에어공급부재에서 공기를 공급받아 팽창되는 공기주머니를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 개폐도어는 일측이 회전 가능하게 힌지 결합되고 타측에는 자력에 의해 상기 케이스 저면에 탈착되게 구비되는 부착부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은, 활주로 또는 비활주로 등과 같은 어떠한 환경에서도 무인항공기를 손상 없이 안전하게 착륙시킬 수 있어서, 착륙 시 조종사의 부주위로 인해 발생되는 무인항공기의 손상에 따른 수리비용을 절감할 수 있어 경제적 부담을 줄이는 효과와 동시에 즉시 무인항공기를 재이륙 할 수 있는 효과가 있다.

또한 무인항공기가 착륙 시 지면과의 충격을 완충시키는 완충수단은 간단한 장치로 구성되어 있어서, 공간의 제약을 받지 않고 무게를 경량화 시킴으로써 유류비용을 절감시키는 효과도 있는 것이다.

또한 자력에 의해 탈착되는 개폐도어를 구비하여 에어공급부재에 의해 공기주머니가 팽창하는 외력에 의해서도 개폐도어가 오작동 없이 개방됨으로써, 복잡한 개폐장치를 따로 설치하는 추가적인 비용을 절감할 수 있는 효과도 있는 것이다.

또한 무인항공기의 기종에 상관없이 완충수단이 구비된 케이스를 장착함으로써, 활주로를 필요로 하는 종래의 무인항공기 또한 어떠한 주위환경에서도 안전하게 착륙시킬 수 있고, 더불어 시간에 구애받지 않고 무인항공기를 재이륙 할 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예가 적용된 무인항공기의 저면 사시도.
도 2는 도 1에 따른 요부 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 작동 상태를 나타낸 것으로서,
도 3a는 착륙 전의 공기주머니가 수납된 상태를 도시한 단면도.
도 3b는 착륙 시의 공기주머니가 팽창된 상태를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예가 적용된 전체적인 저면 사시도.
도 5는 도 4에 따른 요부 단면도.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 작동 상태를 나타낸 것으로서,
도 6a는 착륙 전의 공기주머니가 수납된 상태를 도시한 단면도.
도 6b는 착륙 시의 공기주머니가 팽창된 상태를 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예가 적용된 무인항공기의 저면 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 요부 단면도이다.

이에 본 발명에 따른 무인항공기용 완충착륙장치는, 무인항공기(A)의 저면에 구비되어 착륙 시 충격을 완충시켜 상기 무인항공기(A)의 손상을 방지할 수 있도록 하는 완충수단(1)을 포함한다.

그리고 상기 완충수단(1)은, 무인항공기(A)의 저면에 구비된 개폐도어(40)와, 상기 개폐도어(40) 내부로 형성된 수용공간(10)과, 상기 수용공간(10) 내부에 구비된 구획판(13)과, 상기 구획판(13)을 경계로 상부공간(11)에 구비되는 에어공급부재(20)와, 하부공간(12)에는 상기 에어공급부재(20)에서 공기를 공급받아 팽창되는 공기주머니(30)를 포함하는 것이다.

한편, 상기 공기주머니(30)에 공기를 공급해 주는 에어공급부재(20)는 구획판(13) 중심에 형성된 송풍공(13a) 상부에 구비되어 있으며, 상기 송풍공(13a) 저면에 공기주머니(30)가 구비되는 것이다. 이때 공기를 공급해주는 상기 에어공급부재(20)는 지상에서 조종사의 전기적 신호에 따라 작동되는 것이 바람직할 것이며, 공기주머니(30)의 용량에 맞춰 에어공급부재(20)의 공급용량도 뒷받침 해 줘야 할 것이다. 또한 상기 에어공급부재(20)는 일반적으로 널리 사용하는 송풍팬 뿐만 아니라 상기 공기주머니(30)를 팽창시킬 수 있는 압축가스 등을 이용해도 무방할 것이며, 무인항공기(A)의 비행으로 인해 공기저항을 받는 공기주머니(30)의 측면에 공기유입공(도면에는 도시하지 않음)을 다수 개 형성하는 것이다. 즉, 상기 공기유입공을 통해 자연적으로 외부 공기가 상기 공기주머니(30) 내부로 유입되어 보다 신속하게 공기주머니(30)를 팽창시킬 수 있는 것이다. 단, 상기 공기유입공은 공기가 공기주머니(30)의 외부에서 내부로 유입할 수 있지만, 내부에서 외부로 유출되지 않게 구성됨이 바람직 할 것이다.

상기와 같이 팽창된 공기주머니(30)가 무인항공기(A)의 저면 외부로 팽창되어 착륙 시 지면과의 충격을 완충시켜 안전하게 착륙할 수 있도록 개방되는 개폐도어(40)는, 일측이 회전 가능하게 힌지(h) 결합되고 타측에는 자력에 의해 무인항공기(A)의 저면에 탈착되게 구비되는 부착부재(41)를 포함하는 것이다. 이때 개폐도어(40)에 구비된 자력을 가지고 있는 부착부재(41)는 통상 자석으로 형성되거나 전기적 신호에 따라 자력을 가지는 전자석으로 형성되어서, 보다 안전하게 오작동 없이 상기 개폐도어(33)를 개방시킬 수 있는 것이다. 또한 상기 부착부재(41)에 대응되는 지점에는 금속재(도면에는 도시하지 않음)를 구비하는 것은 당연하다 할 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 제1실시 예의 작동관계는 도 3a 및 도 3b를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

무인항공기(A)가 비행하거나 계류(繫留)시에는, 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 무인항공기(A) 내부에 구비된 구획판(13)을 경계로 하부공간(12)에는 공기주머니(30)가 접혀져 수납되어지고 개폐도어(40)는 자력을 가지는 부착부재(41)에 의해 닫혀 있는 것이다.

그리고 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 무인항공기(A)가 착륙할 때에는 지상에서 조종하는 조종사가 전기적 신호를 보내 상부공간(11)에 구비된 에어공급부재(20)를 작동시키는 것이다. 이로써 구획판(13)에 형성된 송풍공(13a)을 통하여 상기 송풍공(13a) 저면에 구비된 공기주머니(30)에 공기를 공급하여 상기 공기주머니(30)가 팽창하기 시작하는 것이다. 이때 상기 하부공간(12)내에 공기주머니(30)가 완전히 팽창하면 자력에 의해 닫혀있는 개폐도어(40)를 외부로 밀면서 개방시켜 상기 공기주머니(30)는 무인항공기(A) 저면 외부로 팽창되어 착륙 시 지면과의 충격을 충분히 완충시킬 수 있도록 완전히 팽창되는 것이다. 이때 상기 공기주머니(30)는 무인항공기(A)의 크기에 따라 착륙 시 지면과의 충격을 완충시킬 수 있도록 그 재질, 형상, 구조 ,부피 등을 고려하여 구비하는 것이 바람직 할 것이다. 또한 공기주머니(30)를 이용한 완충수단(1)과 더불어 무인항공기(A) 상부에 낙하산을 구비하여 작동하면 더욱 더 안전하게 착륙할 수 있는 것이다.

그리고, 무인항공기(A) 착륙 후, 팽창된 공기주머니(30)는 통상 일측에 형성된 공기배출구(도면에는 도시하지 않음)를 통해 배출되거나 에어공급부재(20)를 역회전시켜 배출시켜도 무방할 것이다. 이로써, 공기가 배출된 공기주머니(30)를 잘 정돈되게 접어 하부공간(12)에 수납하고 개폐도어(40)를 닫음으로써 임무수행을 완료하는 것이다.

상술한 바와 같이 무인항공기(A)의 착륙 시 주위환경의 조건에 상관없이 언제, 어디서든 안전하게 착륙이 가능하며 착륙 후 공기주머니(30)를 접어 상기 하부공간(12)에 수납하여 사용함으로써 반영구적으로 사용이 가능하고 동시에 상기 무인항공기(A)를 즉시 재이륙 할 수 있는 장점이 있는 것이다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 제2실시 예를 나타낸 것으로, 도 4는 본 발명의 제2실시 예가 적용된 전체적인 저면 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 요부 단면도이다.

이에 본 발명에 따른 제2실시 예의 완충수단(1)은 무인항공기(A) 저면에 형성된 장착프레임(a)에 탈착 할 수 있는 케이스(C)의 내부에 구비되는 것이다.

그리고 상기 케이스(C) 내부에 구비된 완충수단(1)은, 케이스(C) 저면에 구비된 개폐도어(40A)와, 상기 개폐도어(40A) 내부로 형성된 수용공간(10A)과, 상기 수용공간(10A) 내부에 구비된 구획판(13)과, 상기 구획판(13)을 경계로 상부공간(11A)에 구비되는 에어공급부재(20)와, 하부공간(12A)에는 상기 에어공급부재(20)에서 공기를 공급받아 팽창되는 공기주머니(30)를 포함하는 것이다.

상기와 같이 팽창된 공기주머니(30)가 상기 장착프레임(a)에 결합된 케이스(C)의 저면 외부로 팽창되어 착륙 시 지면과의 충격을 완충시켜 안전하게 착륙할 수 있도록 개방되는 개폐도어(40A)는, 일측이 회전 가능하게 힌지(h) 결합되고 타측에는 자력에 의해 상기 케이스(C)의 저면에 탈착되게 구비되는 부착부재(41A)를 포함하는 것이다. 이때 개폐도어(40A)에 구비된 자력을 가지고 있는 부착부재(41A)는 통상 자석으로 형성되거나 전기적 신호에 따라 자력을 가지는 전자석으로 형성되어, 보다 안전하게 오작동 없이 상기 개폐도어(40A)를 개방시킬 수 있는 것이다. 또한 상기 부착부재(41A)에 대응되는 지점에는 금속재(도면에는 도시하지 않음)를 구비하는 것은 당연하다 할 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 제2실시 예의 작동관계는 도 6a 및 도 6b를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

무인항공기(A)가 비행하거나 계류(繫留)시에는, 도 6a에 도시된 바와 같이 케이스(C) 내부에 구비된 구획판(13)을 경계로 하부공간(12A)에는 공기주머니(30)가 접혀져 수납되어지고 개폐도어(40A)는 자력을 가지는 부착부재(41A)에 의해 닫혀 있는 것이다.

그리고 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 무인항공기(A)가 착륙할 때에는 지상에서 조종하는 조종사가 전기적 신호를 보내 상부공간(11A)에 구비된 에어공급부재(20)를 작동시키는 것이다. 이로써 구획판(13)에 형성된 송풍공(13a)을 통하여 상기 송풍공(13a) 저면에 구비된 공기주머니(30)에 공기를 공급하여 상기 공기주머니(30)가 팽창하기 시작하는 것이다. 이때 상기 하부공간(12A)내에 공기주머니(30)가 완전히 팽창하면 자력에 의해 닫혀있는 개폐도어(40A)를 외부로 밀면서 개방시켜 상기 공기주머니(30)는 무인항공기(A) 저면 외부로 팽창되어 착륙 시 지면과의 충격을 충분히 완충시킬 수 있도록 완전히 팽창되는 것이다. 이때 상기 공기주머니(30)는 무인항공기(A)의 크기에 따라 착륙 시 지면과의 충격을 완충시킬 수 있도록 그 재질, 형상, 구조 ,부피 등을 고려하여 구비하는 것이 바람직 할 것이다. 또한 공기주머니(30)를 이용한 완충수단(1)과 더불어 무인항공기(A) 상부에 낙하산을 구비하여 작동하면 더욱 더 안전하게 착륙할 수 있는 것이다.

따라서, 종래의 무인항공기(A) 즉 기종에 상관없이 상기 완충수단(1)을 내부에 구비한 케이스(C)를 상기 무인항공기(A) 저면에 형성된 장착프레임(a)에 필요에 따라 탈착시켜 언제 어디서든 안전하게 착륙시킬 수 있으며, 항상 재이륙할 수 있는 장점을 가지는 것으로써 기종에 상관없이 무인항공기체계의 필수장비로 그 활용도가 급증할 것이다.

무인항공기 : A
완충수단 : 1
수용공간 : 10, 10A
상부공간 : 11, 11A
하부공간 : 12, 12A
구획판 : 13
송풍공 : 13a
에어공급부재 : 20
공기주머니 : 30
개폐도어 : 40, 40A
부착부재 : 41, 41A
힌지 : h
케이스 : C
장착프레임 : a

Claims

무인항공기(A)의 저면에 구비되어 착륙 시 충격을 완충시켜 상기 무인항공기(A)의 손상을 방지할 수 있도록 하는 완충수단(1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 완충착륙장치.
제1항에 있어서, 상기 완충수단(1)은, 무인항공기(A)의 저면에 구비된 개폐도어(40)와, 상기 개폐도어(40) 내부로 형성된 수용공간(10)과, 상기 수용공간(10) 내부에 구비된 구획판(13)과, 상기 구획판(13)을 경계로 상부공간(11)에 구비되는 에어공급부재(20)와, 하부공간(12)에는 상기 에어공급부재(20)에서 공기를 공급받아 팽창되는 공기주머니(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 완충착륙장치.
제2항에 있어서, 상기 개폐도어(40)는 일측이 회전 가능하게 힌지(h) 결합되고 타측에는 자력에 의해 무인항공기(A)의 저면에 탈착되게 구비되는 부착부재(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 완충착륙장치.
제1항에 있어서, 상기 완충수단(1)은, 무인항공기(A) 저면에 형성된 장착프레임(a)에 탈착 할 수 있는 케이스(C)의 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 무인항공기용 완충착륙장치.
제4항에 있어서, 상기 케이스(C) 내부에 구비된 완충수단(1)은, 케이스(C) 저면에 구비된 개폐도어(40A)와, 상기 개폐도어(40A) 내부로 형성된 수용공간(10A)과, 상기 수용공간(10A) 내부에 구비된 구획판(13)과, 상기 구획판(13)을 경계로 상부공간(11A)에 구비되는 에어공급부재(20)와, 하부공간(12A)에는 상기 에어공급부재(20)에서 공기를 공급받아 팽창되는 공기주머니(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 완충착륙장치.
제5항에 있어서, 상기 개폐도어(40A)는 일측이 회전 가능하게 힌지 결합되고 타측에는 자력에 의해 상기 케이스(C) 저면에 탈착되게 구비되는 부착부재(41A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 완충착륙장치.