KR20140047858A - 항공기의 주구조물 고정용 치구 - Google Patents

Abstract

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 특히 복합재료를 사용한 항공기의 경우 항공기 조립시 발생할 수 있는 조립 공차를 미연에 방지하기 위해, 항공기의 주구조물을 지지, 고정 및/또는 위치 조정할 수 있는 치구를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 항공기 조립시 상기 항공기의 동체를 고정하는 치구에 있어서, 상기 동체의 중심에서 바깥 방향으로 형성된 적어도 하나 이상의 레일; 상기 레일을 따라 이동 가능한 기둥; 및 상기 기둥에 설치되어, 상기 기둥이 상기 항공기 동체에 인접한 경우, 상기 항공기 동체의 표면을 흡착 고정하는 흡착부; 를 포함하는 항공기의 주구조물 고정용 치구를 제공한다.
이상의 본 발명에 따른 항공기의 주구조물 고정용 치구는 다양한 크기를 가진 항공기에 대해서, 항공기 조립시 발생할 수 있는 비틀림 현상을 미연에 방지할 수 있고, 항공기 조립시 항공기 동체가 좌우측 기울어짐 없이 단단히 고정시킬 수 있으며, 작업자의 작업 공간을 용이한 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

항공기의 주구조물 고정용 치구 {JIG FOR FIXING A PRIMARY STRUCTURE OF AN AIRCRAFT}

본 발명은 항공기의 주구조물 고정용 치구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 항공기 조립시 상기 항공기의 주구조물을 고정하는 치구에 관한 것이다.

복합재료(composite materials)는 두 가지 이상의 재료가 조합되어 물리적 또는 화학적으로 서로 다른 상(phase)을 형성하면서 보다 유효한 기능을 발현하는 재료를 말한다.

이러한 복합재료는 비강도, 비강성, 내부식성, 내피로성 등의 기계적 특성이 우수하고 이방성(anisotropy)을 이용해 요구조건에 적합한 구조요소를 설계, 제작할 수 있는 장점이 있기 때문에 항공기와 같은 구조물에 응용되고 있다.

즉, 비강도, 비강성과 같은 특성이 우수하여, 항공기 기체 자체를 경량화함으로써 연비를 향상시킬 수 있고, 내부식성, 내피로성과 같은 특성이 우수하여, 항공기 정비 비용을 절감할 수 있는 장점이 있기 때문에 항공기 구조에 대한 복합재 적용 비율이 증가되고 있는 추세에 있다.

한편, 복합재료를 사용하는 항공기의 경우, 항공기 전체에 대한 성형이 어려우므로, 동체, 주익, 미익 등과 같은 주구조물(primary structure)을 각각 별도로 제작하고, 이 구조물들을 조립 또는 장착함으로써, 항공기를 완성하게 된다.

이와 같은 과정에서, 다른 구조물들과 조립 또는 장착하는 과정에서 의도하지 않게 정확한 위치에 고정 결합하지 않고, 두 구조물 간에 공차(tolerance)가 발생할 수 있다.

종래 무거운 금속재료를 사용한 구조물들 간의 조립 또는 장착시, 일 예로서, 동체에 주익을 고정 결합할 때, 동체 자체가 가진 무게에 의해 상기 동체는 이동하거나 움직이지 않아, 주익을 고정 결합할 때, 작업자가 의도하지 않은 위치에 결합하더라도 공차는 허용되는 범위 내에 있어 크게 문제가 되지 않았다.

다만, 위와 같은 문제는 최근 항공기에 복합재료를 사용함으로써 큰 문제를 발생시키게 된다. 즉, 항공기의 각 구조물의 무게는 매우 가벼워졌기 때문에, 항공기의 조립 과정에서 구조물은 이동되거나 움직임이 발생할 수 있으며, 이로써, 가벼운 구조물들 간의 결합시 발생하는 공차는 허용되는 범위를 벗어날 수 있는 가능성이 커지는 문제가 있다.

따라서, 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 필요 기술이 절실하게 요구되는 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 특히 복합재료를 사용한 항공기의 경우 항공기 조립시 발생할 수 있는 조립 공차를 미연에 방지하기 위해, 항공기의 주구조물을 지지, 고정 및/또는 위치 조정할 수 있는 치구를 제공하는 데 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 항공기 조립시 주구조물을 고정하는 치구에 있어서, 상기 주구조물의 중심에서 바깥 방향으로 형성된 적어도 하나 이상의 레일; 상기 레일을 따라 이동 가능한 기둥; 및 상기 기둥에 설치되어, 상기 기둥이 상기 주구조물에 인접한 경우, 상기 주구조물의 표면을 흡착 고정하는 흡착부; 를 포함하는 항공기의 주구조물 고정용 치구를 제공한다.

바람직하게는, 상기 레일은 적어도 둘 이상 포함하되, 상기 주구조물을 중심으로 양측에서 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 레일의 일 면에 소정의 간격으로 형성된 핀 홀; 을 포함하되, 상기 항공기의 주구조물 고정용 치구는, 상기 핀 홀에 삽입되어, 상기 기둥의 위치를 고정하는 핀; 을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 주구조물의 일 측면에 위치한 복수 개의 기둥 간을 연결 고정하는 가로 빔; 을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 흡착부가 공기에 의한 인압으로 상기 항공기 주구조물 표면에 흡착 고정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 기둥 또는 상기 기둥 간을 연결 고정하는 가로 빔에 설치되되, 일 모서리는 설치된 위치의 상기 주구조물의 외형에 대응되도록 형성되고, 상기 모서리를 따라 상기 흡착부가 다수 배치되는 가이드 플레이트; 를 더 포함할 수 있다.

이상의 본 발명에 따른 항공기의 주구조물 고정용 치구는 기본적으로 항공기의 구조물들 간의 조립시 발생할 수 있는 조립 공차를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 이동 가능한 기둥을 이용하여, 항공기의 주구조물을 고정함으로써, 다양한 크기 또는 다양한 종류의 주구조물에 대해서도 적용할 수 있으며, 작업자의 작업 공간 및/또는 다른 공정으로 상기 주구조물의 이동을 위한 공간 확보 측면에서도 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 항공기의 주구조물에 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기의 주구조물 고정용 치구를 고정시킨 전체 도면을 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기의 주구조물 고정용 치구 중 레일을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기의 주구조물 고정용 치구 중 흡착부 및 가이드 플레이트를 확대하여 나타낸 도면이다.

아래에는 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 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 중 "주구조물(primary structure)"는 항공기에서 하중을 직접 감당하는 구조물로서, 손상이 있는 경우 항공기가 비행할 수 없는 구조물을 말하며, 2차 구조물과 대비된다. 일반적으로 고정익 항공기의 경우 동체, 주익 또는 미익 등을 말하며, 회전익 항공기의 경우 동체 또는 날개를 말한다.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하고도 명확하게 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b는 항공기의 주구조물에 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기의 주구조물 고정용 치구를 고정시킨 전체 도면을 나타낸 것이다.

도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기의 주구조물 고정용 치구는 레일(200), 레일 위에서 레일을 따라 이동 가능한 기둥(100) 및 흡착부(300)를 포함하되, 항공기 주구조물(10)의 주변 혹은 양 측면에 설치되어, 상기 주구조물(10)을 고정하게 된다.

본 발명에 따른 항공기 주구조물 고정용 치구의 각 구성에 대해 자세히 살펴보면, 우선, 레일(200)은 항공기 주구조물(10)의 중심에서 바깥 방향으로 길게 형성되되, 적어도 하나 이상 포함한다.

레일(200)은 바닥에 설치될 수 있으나, 항공기 조립시 주구조물(10)을 안착시키기 위해 바닥 프레임(1)을 사용하는 경우에는 상기 바닥 프레임(1) 위에 설치될 수 있다.

바닥 프레임(1)은 도 1a에 도시한 바와 같이, 일반적으로 항공기 동체의 형태에 따라 높낮이를 가질 수 있고, 안착되는 항공기 동체 혹은 조립에 의해 형성되는 항공기를 지지하고, 그에 의한 무게를 지탱하기 위해 바닥 프레임(1) 틀의 내부는 빔(beam)을 격자형태로 짜맞추어 결합할 수 있다.

이때, 레일(200)은 전술한 바와 같이, 항공기 주구조물(10)의 외향을 따라 길게 형성되나, 바닥 프레임(1)에 설치되는 경우에는 바닥 프레임(1)의 틀 또는 내부에 고정 결합된 빔 위에서, 빔을 따라 길게 형성되는 것이 바람직하다. 레일(200) 위에 설치되는 기둥(100) 따위와 같은 구조물 등에 대한 하중을 레일(200)이 지탱할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 레일(200)은 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 적어도 일 면에 소정의 간격으로 형성된 다수의 핀 홀(210)을 포함할 수 있다.

핀 홀(210)은 핀(미도시)이 삽입되어 결합할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 후술하는 기둥(100)이 레일(200)을 따라 이동된 후에, 적어도 하나 이상의 핀 홀(210)에 핀을 삽입하여, 핀이 상기 기둥(100)의 이동을 저지함으로써, 기둥(100)의 위치를 고정시킬 수 있다.

기둥(100)은 레일(200) 위에 결합하여, 상기 레일(200)을 따라 이동 가능하도록 설치된다.

이때, 기둥(100)은 레일(200) 상에 안착 되어, 상기 레일(200)을 따라 이동하기 위한 공지의 수단이 적용될 수 있으나, 일 예로서, 레일(200)의 적어도 일 측면에 형성된 요홈에 끼움 결합하기 위한 돌출부(미도시)를 구비한 슬라이딩 수단(101)을 적어도 하나 이상 포함하여, 기둥(100)이 레일(200)의 길이 방향으로 가이드되어 슬라이딩 이동되도록 함과 동시에, 상기 기둥(100)이 레일(200)로부터 이탈되지 않도록 할 수 있다.

이와 같이, 소정의 높이, 일 예로서, 항공기 주구조물(10)의 높이에 대응되도록 높이 방향으로 길게 형성된 기둥(100)은 레일(200)을 따라 이동 가능하도록 함으로써, 기둥(100)이 항공기 주구조물(10)에 인접하도록 위치시킬 수 있고, 반대로 항공기 주구조물(10)로부터 멀리 이격되도록 위치시킬 수도 있다.

이와 같은 이동 가능한 기둥(100)에 의해, 항공기의 주구조물(10)을 고정함에 있어서, 다양한 크기를 갖는 혹은 다른 종류의 주구조물(10)에 대해서도 모두 적용할 수 있는 효과가 있으며, 간단한 구조의 기둥(100)을 상기 주구조물(10)에 밀착하도록 함으로써, 작업자가 상기 주구조물(10)에 대한 작업시 공간을 용이하게 확보할 수 있으며, 항공기의 주구조물(10)을 다른 공정으로 이동할 때에도 기둥(100)을 바깥방향으로 밀어냄으로써, 상기 주구조물(10)을 다른 간섭없이 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 기둥(100)은 항공기 주구조물(10)의 측면을 따라 배치된 복수 개의 기둥 간을 연결 고정하는 가로 빔(110)을 더 포함할 수 있다.

가로 빔(110)은 다수의 기둥(100) 간에 결합 고정됨으로써, 다수의 기둥(100)을 일체로 하여, 흔들릴 수 있는 기둥(100)을 단단하게 결속할 수 있고, 하나의 기둥(100)만을 이동하더라도 작업자가 편리하게 나머지 기둥(100)에 대해서도 레일(200)을 따라 이동시킬 수 있다.

이러한 가로 빔(110)은 도 1a에 도시한 바와 같이, 주구조물(10)의 측외형에 따라 높낮이를 가질 수도 있다.

이와 같은 기둥(100) 및/또는 가로 빔(110)은 레일(200)에 의해 이동시킴으로써, 항공기 주구조물(10)을 밀어주어, 상기 주구조물(10)이 어느 일 측으로 기울어지는 것을 방지하도록 1차적인 고정력을 제공해 줄 수 있다.

이러한 기둥(100) 및 레일(200)은 도 1a에 도시한 바와 같이, 하나의 쌍으로 각각 구비될 수 있고, 그 쌍은 항공기 주구조물(10)의 주위에 다수 배치되되, 상기 주구조물(10)의 양 측면에서 서로 마주보도록 하나의 짝을 이뤄 배치되는 것이 바람직하다. 상기 주구조물(10)을 고정하는 경우, 어느 일 측으로 기울어짐 없이 고정할 수 있기 때문이다.

다만, 이와 달리, 레일(200)이 항공기 주구조물(10)의 외향을 따라 배치되되, 상기 주구조물(10)을 가로지르도록 길게 형성 및 배치될 수 있고, 이때 하나의 레일(200) 상에 두 개의 기둥(100)이 서로 마주보도록 결합 될 수도 있다. 아울러, 이와 같이, 하나의 레일(200) 상에 두 개의 기둥(100)이 결합한 경우, 어느 하나의 기둥(100)이 이동할 때, 그에 따라 동기화되어 다른 기둥(100)이 이동하도록 공지의 수단이 적용될 수도 있다. 이 경우, 기둥(100)을 이동시켜 항공기 주구조물(10)에 고정력을 제공하는 경우, 두 기둥 간의 중심으로 상기 주구조물(10)을 정렬시킬 수도 있다.

흡착부(300)는 상기 기둥(100)에 설치되어, 기둥(100)이 항공기 주구조물(10)에 인접하도록 이동된 경우, 항공기 주구조물(10)의 표면을 흡착 고정하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기의 주구조물 고정용 치구 중 흡착부 및 가이드 플레이트를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 흡착부(300)는 항공기 주구조물(10)의 표면에 밀착하기 위해, 일 단은 외압에 의해 형태가 변형될 수 있는 고무나 실리콘 등과 같은 소재로 이루어지되, 그 형태는 반구형으로 상기 구조물(10)의 표면에 흡착이 용이하도록 형성되는 것이 바람직하고, 타 단은 공기에 의한 인압을 제공하는 공기 압축기(compressor)나 진공 발생 장치 등에 연결하기 위한 관(管)의 형태를 갖는 것이 바람직하다.

이때, 본 발명에 따른 흡착부(300)는 전술한 바와 같이, 유압에 의한 것보다 공기에 의한 압력으로 항공기 주구조물(10) 표면에 밀착하기 때문에, 고압으로 인해 발생할 수 있는 상기 주구조물(10)에 대한 손상 없이 상기 주구조물(10)에 대한 고정력을 제공할 수 있다.

이와 같이, 기둥(100) 혹은 후술할 가이드 플레이트(400)에 설치된 흡착부(300)는 항공기 주구조물(10) 표면에 밀착하여 고정력을 제공함으로써, 고정된 상기 주구조물(10)에 대한 작업 특히, 타 구조물과의 조립시 발생할 수 있는 공차를 줄일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 항공기 주구조물 고정용 치구는 상기 흡착부(300)를 항공기 주구조물의 외형을 따라 배치하기 위해, 가이드 플레이트(400)를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드 플레이트(400)는 기둥(100) 또는 기둥 간을 연결 고정하는 가로 빔(110)에 설치되되, 일 모서리는 설치된 위치의 주구조물(100)의 외형에 대응되도록 형성되고, 그 모서리를 따라 흡착부(300)는 다수 배치될 수 있다.

따라서, 가이드 플레이트(400)에 의해 흡착부(300)와 항공기 주구조물(100) 간에 거리를 좁힐 수 있고, 아울러, 흡착부(300)가 공압에 의해 항공기 주구조물(100)에 인력을 제공하는 경우, 흡착부(300)를 지지함으로써, 상기 주구조물(100)에 대한 고정력을 제공할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 항공기 주구조물을 고정하는 치구를 이루고 있는 구성이 항공기 주구조물(10)을 고정하기 위한 작용을 전체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 항공기 주구조물을 고정하는 치구가 형성하고 있는 공간에 위치한 주구조물(10)은 양측에서 레일을 따라 이동하는 기둥에 의해 밀려 1차적으로 고정되고, 이후 흡착부(300)에 의해 공기에 의한 인압에 의해 주구조물(10)의 표면을 당겨 2차적으로 고정함으로써, 항공기 조립시 다른 구조물과 결합하는 경우, 조립시 발생할 수 있는 공차를 줄일 수 있게 된다. 주구조물(10)에 이와 같은 두 단계의 고정력을 제공함으로써, 복합재료를 사용하여, 상기 주구조물(10)의 무게가 가볍더라도 조립시 발생할 수 있는 공차를 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

1: 바닥 프레임 10: 항공기의 주구조물
100: 기둥 101: 슬라이딩 수단
110: 가로빔 200: 레일
210: 핀 홀 300: 흡착부
400: 가이드 플레이트

Claims (6)

1. 항공기 조립시 상기 항공기의 주구조물을 고정하는 치구에 있어서,
   상기 주구조물의 중심에서 바깥 방향으로 형성된 적어도 하나 이상의 레일;
   상기 레일을 따라 이동 가능한 기둥; 및
   상기 기둥에 설치되어, 상기 기둥이 상기 주구조물에 인접한 경우, 상기 주구조물의 표면을 흡착 고정하는 흡착부;
   를 포함하는 항공기의 주구조물 고정용 치구.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 레일은 적어도 둘 이상 포함하되, 상기 주구조물을 중심으로 양측에서 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 항공기의 주구조물 고정용 치구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 레일의 일 면에 소정의 간격으로 형성된 핀 홀;
   을 포함하되,
   상기 항공기의 주구조물 고정용 치구는,
   상기 핀 홀에 삽입되어, 상기 기둥의 위치를 고정하는 핀;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기의 주구조물 고정용 치구.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 주구조물의 일 측면에 위치한 복수 개의 기둥 간을 연결 고정하는 가로 빔;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기의 주구조물 고정용 치구.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡착부는 공기에 의한 인압으로 상기 주구조물의 표면에 흡착 고정되는 것을 특징으로 하는 항공기의 주구조물 고정용 치구.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 기둥 또는 상기 기둥 간을 연결 고정하는 가로 빔에 설치되되, 일 모서리는 설치된 위치의 상기 주구조물의 외형에 대응되도록 형성되고, 상기 모서리를 따라 상기 흡착부가 다수 배치되는 가이드 플레이트;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기의 주구조물 고정용 치구.

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