KR20150057619A

KR20150057619A - 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단

Info

Publication number: KR20150057619A
Application number: KR1020130141189A
Authority: KR
Inventors: 유창선
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2015-05-28

Abstract

본 발명은 무인기의 착륙장치에 형성되는 제1면대면 탈착수단; 및 상기 제1면대면 탈착수단에 대응되는 것으로 상기 제1면대면 탈착수단에 소정의 결합력에 의해 탈착되며, 함상착륙대에 형성되는 제2면대면 탈착수단을 포함하는 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단에 관한 것으로써, 특히, 이륙중량 200㎏ 이하의 무인기의 함상 이착륙시 벨크로 등과 같은 면대면 탈차수단을 이용하여 무인기의 이착륙을 용이하게 수행할 수 있도록 보조하는 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단에 관한 것이다.

Description

수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단{MEANS FOR TAKE-OFF AND LANDING OF VERTICAL TAKE-OFF AND LANDING MINIATURE DRONE}

본 발명은 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이륙중량 200㎏ 이하의 무인기의 함상 이착륙시 벨크로 등과 같은 면대면 탈차수단을 이용하여 무인기의 이착륙을 용이하게 수행할 수 있도록 보조하는 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단에 관한 것이다.

일반적으로, 무인항공기의 함상 이착륙은 육상 뿐만 아니라 해상에서 무인기를 운용하기 위해서 요구된다.

그렇지만 육상에 비해 해상에서는 파도에 의한 배의 롤, 피티, 히브 운동과 바람으로 인해 함상 착륙시 육상에 비해 어려운 조건에서 이루어진다.

지금까지 함상 착륙은 배의 운동을 고려하며 항공기가 배의 착륙대 위로 비행 후 호버링하면서 배의 운동을 파악하여 착륙하기 가장 최적조건인 수평일 때 착륙을 시도한 후 착지 후 항공기를 배간판에 고정시키기 위한 별도의 착함장치가 이용된다.

지금까지 운용되던 착함방식은 다음과 같다.

1) 하푼-그리드시스템

함상 착륙대에 원형 그리드를 설치 한 후 항공기가 착륙시 동체 하부에 하푼을 내려서 항공기가 착지하자마자 하푼을 그리드에 내려서 하푼의 걸쇠가 그리드에 고정을 함으로써 항공기를 배에 고정을 시키는 방법이다.

2) 줄을 이용한 방법 (RAST : Recovery Assist Secure Traverse)

항공기가 배의 착륙대 위에 호버링하면서 항공기에서 줄을 내려서 착륙대 위의 RSD(Rapid Secure Device)에 줄을 건 후 줄을 감아서 항공기와 착륙대간 줄을 긴장을 유지함으로써 착륙 후에도 항공기가 배에 고정이 되게 하는 방법이다.

3) 콘형 기구물 이용한 방법 (CORSH : Conical Recovery Securing Handling)

배 착륙대간 콘형 착륙대에 착륙시 항공기 동체 아래 부분의 기구물이 미끄러지듯 합치되도록 하여 항공기를 착륙대에 고정시키는 방법이다.

그러나 상기와 같은 종래의 착함 방식은 주로 중대형 헬리콥터에 사용되는 것으로써 별도의 구조물을 설치해야 했으며, 구조물 설치시에도 구조물 설치공간을 확보해야 하는 문제점이 있었다.

그러나, 이륙중량 200㎏ 이하의 무인기에는 대형 항공기와 같은 착함을 위한 별도의 구조물이 필요치 않았으며, 무인기만을 위한 별도의 이착륙수단이 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 벨크로 등과 같은 간단한 면대면 탈착수단을 이용하여 주로 이륙중량 200㎏ 이하의 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기와 같이 간단한 구조로 이루어져 별도의 설치공간이 필요치 않으며, 설치비용이 저렴하고, 설치가 용이하며, 함상에서의 수직이착륙을 매우 용이하게 수행할 수 있도록 구성한 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단은 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단에 관한 것으로, 상기 무인기의 착륙장치에 형성되는 제1면대면 탈착수단; 및 함상착륙대에 형성되는 제2면대면 탈착수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2면대면 탈착수단은 다수 개의 고리 형상이며, 상기 제1면대면 탈착수단은 다수 개의 갈고리 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1면대면 탈착수단은 암 또는 수벨크로로 형성되고, 상기 제2면대면 탈착수단은 수 또는 암벨크로로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 수직이착륙 무인기의 이륙시에는 상기 제1면대면 탈착수단 및 상기 제2면대면 탈착수단 사이에 결합방지수단이 더 개재되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 종래와 같은 별도의 착륙 구조물의 설치 없이 벨크로 등과 같은 간단하고 단순한 구조의 면대면 탈착수단을 이용하여 이륙중량 200㎏ 이하의 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙을 해결함으로써, 비용절감은 물론 함상 이착륙을 용이하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단의 일실시예에 의한 개략적인 착륙전 상태를 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단의 일실시예에 의한 개략적인 착륙후 상태를 나타낸 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단의 일실시예에 의한 개략적인 결합방지수단의 사용상태를 나타낸 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단의 일실시예에 의한 착륙전과 착륙후의 제1면대면 탈착수단 및 제2면대면 탈착수단의 분리 및 결합상태를 나타낸 개략적인 개념도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수직이착륙 무인기(10)의 함상 이착륙 수단의 일실시예에 의한 개략적인 착륙전 상태를 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수직이착륙 무인기(10)의 함상 이착륙 수단의 일실시예에 의한 개략적인 착륙후 상태를 나타낸 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 수직이착륙 무인기(10)의 착함장치에 활용될 수 있는 무인기(10)와 함상착륙대(20) 간 면대면 접착에 의한 착함장치이다.

기본적으로 무인기(10)는 보다 장시간 또는 고도의 임무장비를 탑재하기 위해서는 구조적 강성을 유지하되 가벼운 하중과 이용과 정비의 편의성이 요구된다.

착함장치 또한 이러한 요건에 부합되어야 하는데 기존의 착함장치는 배경이 되는 기술에 소개하였듯이 유인헬리콥터에서 운용되고 있는 방법으로 이륙중량 200㎏ 이하의 무인기(10)에 적용하기에는 적절치가 않다.

이러한 배경에서 본 발명은 고강도의 부직포와 같은 직접 면대면 접촉에 의한 고착방식으로 이루어졌다.

함상착륙대(20)에 부직포와 같은 접착면을 설치하고 무인기(10)의 착륙장치(11)에 착탈이 가능한 부직포와 같은 접착력을 가진 장치를 장착하도록 한다.

부직포와 같은 면대면 접착은 무인기(10)의 미끄러짐을 방지할 수 있는지 사전에 테스트하여 강성을 유지할 수 있도록 제작된다.

즉, 본 발명은 수직이착륙 무인기(10)의 함상 이착륙 수단에 관한 것으로, 무인기(10)의 착륙장치(11)에 형성되는 제1면대면 탈착수단(100); 및 제1면대면 탈착수단(100)에 대응되는 것으로 제1면대면 탈착수단(100)에 소정의 결합력에 의해 탈착되며, 함상착륙대(20)에 형성되는 제2면대면 탈착수단(200)을 포함하여 구성된다.

착륙장치(11)의 구조에 따라 제1면대면 탈착수단(100)을 용이하게 부착할 수 있는 별도의 구조물을 추가로 설치할 수 있다.

제1면대면 탈착수단(100) 및 제2면대면 탈착수단(200)은 탈착 가능한 다양한 형상일 수 있으나, 제2면대면 탈착수단(200)은 다수 개의 고리 형상이며, 제1면대면 탈착수단(100)은 제2면대면 탈착수단(200)의 고리 형상에 소정의 탄성을 가지면 탈착될 수 있는 다수 개의 갈고리 형상으로 제작하는 것이 바람직하다.

일례로, 제1면대면 탈착수단(100)은 암 또는 수벨크로로 구성하고, 제2면대면 탈착수단(200)은 수 또는 암벨크로로 구성할 수 있으며, 벨크로 등과 같이 면대면 접착구조를 갖는 탈착수단은 모두 이용가능하다.

도 3은 본 발명에 따른 수직이착륙 무인기(10)의 함상 이착륙 수단의 일실시예에 의한 개략적인 결합방지수단(300)의 사용상태를 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수직이착륙 무인기(10)의 함상 이착륙 수단의 일실시예에 의한 착륙전과 착륙후의 제1면대면 탈착수단(100) 및 제2면대면 탈착수단(200)의 분리 및 결합상태를 나타낸 개략적인 개념도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면 다음과 같다.

기본적으로 무인기(10)의 이륙시 접착이 이루어진 상태에서 무인기(10)에 충분한 이륙하중 부과시 무인기(10)의 이륙을 허용토록 한다.

한편, 제1면대면 탈착수단(100) 및 제2면대면 탈착수단(200)과 같은 면대면 접촉부의 강성을 이륙시와 착륙시의 경우를 달리하여 사용할 수 있다.

즉, 수직이착륙 무인기(10)의 이륙시에는 제1면대면 탈착수단(100) 및 제2면대면 탈착수단(200) 사이에 둘 사이의 결합(체결)을 방지하는 결합방지수단(300)을 더 개재하여 사용할 수 있다.

결합방지수단(300)은 보드 형상으로써 제1면대면 탈착수단(100) 및 제2면대면 탈착수단(200)의 결합을 방지할 수 있는 재질 및 구조이면 어느 것이든 가능하다.

착륙시에는 함상착륙대(20)에 무인기(10)를 호버링 시킨 후 함상착륙절차에 따라 무인기(10)가 함상착륙대(20)에 착륙되도록 한다.

착륙 후에는 접착장치가 면대면 접착에 의해 접착을 유지하도로고 하고 착륙절차에 따라 착륙 후에는 무인기(10)의 자중과 리버스 로터 피치에 의한 아랫 방향 하중이 증가하여 무인기(10)가 함상착륙대(20)에 완전히 밀착되어 결합된다.

착륙이 완료된 무인기(10)는 격납고로 이송되며, 이송시 인력에 의해 들어올려져 이송수단 등에 탑재되어 격납고로 이송된다.

무인기(10)의 사용시에는 제2면대면 탈착수단(200)에 제1면대면 탈착수단(100)이 체결된 상태로도 이륙시킬 수 있으나, 바람직하게는 제2면대면 탈착수단(200)의 상부에 도 3에 도시된 바와 같이 결합방지수단(300)을 올려놓고, 결합방지수단(300)의 상부에 무인기(10)를 이동시켜 이륙시킨다.

이륙 후에는 결합방지수단(300)은 제거하고, 도 4에 도시된 바와 같이 무인기(10)의 착륙을 위한 상황으로 대기한다.

10 : 무인기 11 : 착륙장치
20 : 함상착륙대
100 : 제1면대면 탈착수단
200 : 제2면대면 탈착수단
300 : 결합방지수단

Claims

수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단에 관한 것으로,
상기 무인기의 착륙장치에 형성되는 제1면대면 탈착수단; 및
상기 제1면대면 탈착수단에 대응되는 것으로 상기 제1면대면 탈착수단에 소정의 결합력에 의해 탈착되며, 함상착륙대에 형성되는 제2면대면 탈착수단을 포함하는 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단.
제1항에 있어서,
상기 제2면대면 탈착수단은 다수 개의 고리 형상이며, 상기 제1면대면 탈착수단은 소정의 탄성을 갖는 다수 개의 갈고리 형상인 것을 특징으로 하는 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단.
제1항에 있어서,
상기 제1면대면 탈착수단은 암 또는 수벨크로로 형성되고, 상기 제2면대면 탈착수단은 수 또는 암벨크로로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수직이착륙 무인기의 이륙시에는,
상기 제1면대면 탈착수단 및 상기 제2면대면 탈착수단 사이에 둘 사이의 결합을 방지하는 결합방지수단이 더 개재되는 것을 특징으로 하는 수직이착륙 무인기의 함상 이착륙 수단.