KR20170090797A - 소형 비행체 - Google Patents

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KR20170090797A
KR20170090797A KR1020160011589A KR20160011589A KR20170090797A KR 20170090797 A KR20170090797 A KR 20170090797A KR 1020160011589 A KR1020160011589 A KR 1020160011589A KR 20160011589 A KR20160011589 A KR 20160011589A KR 20170090797 A KR20170090797 A KR 20170090797A
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Abstract

본 발명은 비행체에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 제트 고리들; 상기 제트 고리들에 압축 공기를 전달하는 모터; 및 상기 제트 고리들에 전달되는 상기 압축 공기를 제어하는 것에 의해 상기 비행체의 이동을 제어하는 제어기를 포함하는 비행체가 제공된다.

Description

소형 비행체{SMALL FLYING APPARATUS}
본 발명은, 소형 비행체에 관한 것이다.
최근 소형 비행체 기술이 발전을 거듭하면서 경찰의 도난 차량 추적이나 마약 수사, 재난 지역의 실종자 수색, 미디어 업계의 항공 촬영 등 활용 범위가 빠르게 확산되는 추세이다. 또한 2015년 5억 달러 규모로 예상되는 민간용(civilian) 소형 비행체 시장 규모가 2023년 22억 달러에 달할 것으로 전망되는 등 개인 소비자의 소형 비행체에 대한 관심도 급증하고 있다. 그러나 본격적인 소형 비행체의 상용화 및 실생활 적용을 위해서는 안전한 소형 비행체 활용을 위한 법·제도 마련과 함께 많은 기술적인 노력이 필요한 실정이다.
특히, 멀티콥터와 같은 소형 비행체의 활용도가 매우 높을 것으로 예상되나 멀티콥터에 장착된 회전 날개에 의한 부상위험 및 소음에 따른 거부감이 문제점으로 제기되고 있다. 또한 멀티콥터의 비행 특성상 배터리의 소모가 커서 비행시간이 매우 제한적인 문제가 있다.
본 발명은, 베르누이 원리를 적용한 제트 고리를 이용하여 회전 날개의 회전에 의한 사용자의 접근위험을 해소함과 동시에 소음을 최소화하는 것을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 여러 개의 모터 대신 하나의 모터를 이용하여 각각의 제트 고리에 압축 공기를 전달하고, 각 제트 고리에 전달하는 공기의 양을 조절하여 전진 및 회전이 가능하게 함으로써 비행체의 전력소모를 줄이고 비행체의 무게를 감소시켜 동일한 배터리 용량으로 비행시간을 연장하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
일실시예에 따른, 비행체에 있어서, 비행체는, 제트 고리들; 상기 제트 고리들에 압축 공기를 전달하는 모터; 및 상기 제트 고리들에 전달되는 상기 압축 공기를 제어하는 것에 의해 상기 비행체의 이동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 제트 고리들의 형상은, 아랫면이 윗면보다 볼록한 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 제트 고리들은, 제트 고리의 단면의 외부 부분보다 내부 부분이 더 볼록하게 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 제트 고리들은, 상기 모터의 속도에 기초하여 하강 기류를 생성하고, 상기 생성된 하강 기류에 의해 상기 비행체가 부상할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 제어기는, 각 제트 고리들에 전달되는 압축 공기의 양을 조절하여 상기 비행체를 전진, 후진 또는 회전시킬 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 모터는, 상기 모터의 주변 공기를 흡수하여 상기 흡수된 공기를 압축하고, 상기 압축 공기를 생성할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 비행체는, 비행 정보를 측정하기 위한 센서를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 모터를 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 제어기는, 상기 모터의 속도를 제어하여 상기 압축 공기의 양을 조절할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 비행체를 구동하기 위한 전원을 상기 모터에 공급하는 배터리를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른, 비행체에 있어서, 비행체는, 하강 기류의 양을 조절하는 내부가 빈 링 형태의 제트 고리들; 및 상기 제트 고리들과 연결되고, 압축 공기를 상기 제트 고리들에 분배하여 공급하는 모터를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 비행체는, 상기 모터로부터 분배된 압축 공기를 상기 제트 고리들에 각각 전달하는 공기유입관을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 비행체는, 상기 전달되는 압축 공기의 양을 결정하고, 상기 공기유입관의 밸브를 제어하는, 제어기를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 제어기는, 상기 결정한 압축 공기의 양을 기초로 상기 비행체의 이동을 제어할 수 있다.
일실시예에 따른, 비행체에 있어서, 비행체는, 내부면이 외부면보다 볼록하고, 내부면 상에 슬롯이 배치된 제트 고리; 및 상기 복수의 제트 고리와 연결되고, 압축 공기를 상기 제트 고리에 전달하는 모터를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 내부면 상에 배치된 슬롯은, 상기 제트 고리에 전달된 압축 공기 중 적어도 일부를 배출할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 내부면 상에 배치된 슬롯은, 상기 제트 고리의 내부 공기를 배출하고, 상기 배출된 공기가 하강 기류를 생성할 수 있다.
일실시예에 따른, 비행체에 있어서, 비행체는, 베르누이 원리를 이용한 로터없는 비행체이고, 제트 고리를 이용하여 비행체의 이/착륙 및 전진, 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 비행체는, 각 제트 고리에 부착된 모터의 속도를 제어하여, 제트 고리의 하강 기류를 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 비행체는, 중앙에 장착된 하나의 모터로 구성된 공기 압축기를 사용할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 상기 비행체는, 중앙에서 압축된 공기를 밸브 제어를 통해 각각의 제트 고리로 분배할 수 있다.
본 발명은, 기존의 회전 날개가 장착된 비행체 대신에 베르누이 원리를 적용한 제트 고리를 이용함으로써 회전 날개의 회전에 의한 사용자의 접근위험을 해소함과 동시에 소음을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 구성하는 방식에 따라 여러 개의 모터 대신에 중앙에 장착한 하나의 모터가 각각의 제트 고리에 압축 공기를 전달하고, 각 제트 고리에 전달하는 공기의 양을 조절하여 비행체를 전진 및 회전할 수 있다. 그러므로, 본 발명은, 비행체의 전력소모를 줄이고 비행체의 무게를 감소시켜 동일한 배터리 용량으로 비행체가 비행하는 시간을 연장할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체로서, 비행체를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비행체의 구조를 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 나타내는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비행체의 구조 및 비행체의 날개를 나타내는 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비행체의 구조 및 공기의 양을 조절하는 것을 나타내는 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체로서, 비행체를 나타내는 블록도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 비행체(100)는, 제트 고리(110), 모터(120), 제어기(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제트 고리(110), 모터(120), 제어기(130) 중 적어도 하나는, 탄소 섬유를 포함하여 고강도 및 고강성을 유지하면서 경량화되도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제트 고리(110)는, 복수의 제트 고리들일 수 있다. 예를 들면, 제트 고리(110)의 형상은, 아랫면이 윗면보다 볼록한 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 아랫면은, 제트 고리(110)의 안쪽 면이고, 윗면은, 제트 고리(110)의 바깥쪽 면일 수 있다. 또한, 제트 고리(110)는, 모터(120)의 속도에 기초하여 하강 기류를 생성하고, 생성된 하강 기류에 의해 비행체(100)가 이동할 수 있다. 예를 들어, 제트 고리(110)는, 모터(120)의 속도가 빠를 경우, 강한 하강 기류를 생성하고, 생성된 강한 하강 기류에 의해 비행체(100)가 빠르게 이동할 수 있다. 한편, 제트 고리(110)는, 모터(120)의 속도가 느릴 경우, 약한 하강 기류를 생성하고, 생성된 약한 하강 기류에 의해 비행체(100)가 느리게 이동할 수도 있다.
일실시예에 따르면, 제트 고리(110)는, 제트 고리(110)의 내부 및 안쪽 주변이 비어 있는 타원형일 수도 있고, 내부 및 안쪽 주변이 비어 있는 사각형 또는 내부 및 안쪽 주변이 비어 있는 삼각형 등 내부 및 안쪽 주변이 비어 있는 다각형의 튜브 형태일 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
모터(120)는, 제트 고리(110)에 압축 공기를 전달할 수 있다. 예를 들면, 모터(120)는, 모터(120)의 주변 공기를 흡수하여 흡수된 공기를 압축하여 압축 공기를 생성할 수 있다. 또한, 모터(120)는 소형 팬을 이용하여 압축된 공기를 제트 고리(110)에 전달할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 경우에 따라서, 모터(120)는, 제트 고리(110) 각각 마다 압축 공기를 전달할 수 있도록 복수로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 비행체는, 제1 제트 고리로 압축 공기를 전달하는 제1 모터, 제2 제트 고리로 압축 공기를 전달하는 제2 모터, 제3 제트 고리로 압축 공기를 전달하는 제3 모터, 제4 제트 고리로 압축 공기를 전달하는 제4 모터를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어기(130)는, 비행제어 보드 또는 모터 및 밸브 제어보드를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제어기(130)는, 제트 고리(110)에 전달되는 압축 공기를 제어하는 것에 의해 비행체(100)의 이동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어기(130)는, 각각의 제트 고리(110)에 전달되는 압축 공기의 양을 조절하여 비행체(100)를 전진, 후진 또는 회전시킬 수 있다. 또한, 제어기(130)는, 모터(120)의 속도를 제어하여 압축 공기의 양을 조절할 수도 있다.
일실시예에 따르면, 제어기(130)는, 제1 제트 고리, 제2 제트 고리, 제3 제트 고리, 제4 제트 고리 중 적어도 하나로 전달되는 압축 공기의 양을 증가 또는 감소시켜서 비행체(100)의 이동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어기(130)는, 제1 제트 고리, 제2 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시키고, 제3 제트 고리, 제4 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 감소시켜서 비행체(100)를 전진시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어기(130)는, 제1 제트 고리, 제2 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 감소시키고, 제3 제트 고리, 제4 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시켜서 비행체(100)를 후진시킬 수도 있다. 한편, 제어기(130)는, 제1 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시키고, 제4 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 감소시켜서 비행체(100)를 회전시킬 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일실시예에 따르면, 비행체는, 드론으로서, 로터가 필요 없을 수 있다. 이때, 비행체는, 쿼드콥터, 헥사콥터 등과 같은 멀티콥터 형태의 비행체를 구성하기 위해서 사용되었던 회전하는 날개인 로터를 사용하지 않고, 베르누이 원리(Bernoulli's principle)를 이용함으로써, 로터 사용으로 인한 부상을 방지하면서 소음이 적도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 비행체는, 유체의 속력이 증가하면 압력이 감소하거나, 압력이 감소하면 유체의 속력이 증가하는 것을 기초로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비행체의 구조를 나타내는 것이다.
도 2를 참조하면, 베르누이 원리를 적용하고 각 제트 고리에 각각의 모터를 장착한 로터 없는 비행체(200)의 구성을 알 수 있다.
일실시예에 따르면, 비행체(200)는, 복수의 제트 고리마다 각각 모터가 대응되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 비행체(200)는, 제1 제트 고리에 근접하거나 부착되어 작동하는 제1 모터, 제2 제트 고리에 근접하거나 부착되어 작동하는 제2 모터, 제3 제트 고리에 근접하거나 부착되어 작동하는 제3 모터, 제4 제트 고리에 근접하거나 부착되어 작동하는 제4 모터를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 비행체(200)는, 복수의 제트 고리를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 복수의 제트 고리는 슬롯수일 수도 있고 짝수일 수도 있다. 예를 들어, 복수의 제트 고리는 4개가 될 수도 있고, 3개가 될 수도 있다. 물론, 경우에 따라서, 복수의 제트 고리는 8개 또는 6개가 될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일실시예에 따르면, 베르누이 원리를 이용하여 로터가 없는 비행체(200)는, 제트 엔진의 원리를 이용하여 흡입한 공기를 압축시켰다가 다시 내뿜는 방식을 사용할 수 있다. 이때, 비행체(200)는, 비행체(200)의 오동작 시에도 회전 날개의 노출이 없으므로, 회전 날개에 의한 비행 방식의 다른 비행체에서 회전 날개에 의해 발생하는 피해를 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 회전 날개에 의한 비행 방식의 멀티콥터와 같은 다른 비행체에 비해 소음을 줄일 수 있는 장점이 있다.
일실시예에 따르면, 비행체(200)는, 베르누이 원리를 이용하여 로터 없이 비행할 수 있도록 구성된 드론일 수 있다. 예를 들면, 비행체(200)는, 압력이 감소하면 유체의 속력이 증가한다는 베르누이 원리를 이용하여, 로터 없이 구현될 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 비행체(200)는, 프레임, 브러쉬리스 직류 모터, 배터리, 비행제어를 위한 프로세서 보드와 모터 속도제어를 위한 보드를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 나타내는 것이다.
도 3을 참조하면, 베르누이 원리를 적용하고 중앙에 장착한 하나의 모터를 이용하여 각 제트 고리에 압축공기를 전달하는 방식의 로터 없는 비행체(300)를 알 수 있다.
일실시예에 따르면, 비행체(300)는, 여러 개의 모터를 구동하지 않고 하나의 모터를 구동하므로 비행체(300)의 이륙, 비행, 착륙을 위한 배터리 소모가 적을 수 있다. 비행체(300)는, 배터리 소모가 적으므로 비행 시간에 큰 제약이 없다는 장점이 있다. 즉, 비행체(300)는, 기존 멀티콥터와 같은 다른 비행체에서 로터의 개수만큼 필요했던 모터를 사용하지 않고, 한 개의 모터를 사용함으로써, 전력 소모를 줄여 비행 시간을 연장할 수 있는 장점이 있다. 한편, 비행체(300)의 비행 시간을 늘리는 것은 드론과 같은 비행체의 활성화 및 드론과 같은 비행체 산업의 생태계 조성 측면에서 사회적, 경제적 파급효과가 매우 클 것으로 예상될 수 있다.
일실시예에 따르면, 비행체(300)는, 소형 비행체로서, 기존 멀티콥터와 같은 다른 비행체의 회전 날개에 의한 부상위험을 없애고 소음을 최소화할 수 있다는 효과가 있다. 즉, 기존 멀티콥터와 같은 다른 비행체의 회전 날개는 노출되어 있어 고속 회전시 매우 위협적일 뿐만 아니라 멀티콥터와 같은 다른 비행체의 소음의 원인이기 때문이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비행체의 구조 및 비행체의 날개를 나타내는 것이다.
도 4를 참조하면, 베르누이 원리가 적용된 각 제트 고리(410)에 개별적으로 모터(420)를 장착한 로터 없는 비행체를 알 수 있다. 이때, 도 4의 (a)는 제트 고리(410)와 모터(420)를 나타내고, 도 4의 (b)는 비행체를 나타낸다.
일실시예에 따르면, 비행체는, 제트 고리(410), 모터(420), 모터 제어보드(430), 비행제어 보드(440), 배터리(450), 기체 프레임(460) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 비행체는, 회전 날개 방식의 비행체 대신에 베르누이 원리를 이용한 제트 고리를 이용하여 회전 날개 없이 비행할 수 있다. 예를 들어, 제트 고리(410)은 기존 비행체의 로터를 대신하여, 하강 기류의 양을 조절하여 비행체를 상승, 하강, 전진 및 회전할 수 있다. 이때, 제트 고리의 단면(411)은, 비행기의 날개를 뒤집어 놓은 듯한 형태로 구성될 수 있다. 특히, 제트 고리의 단면(411)은, 안쪽 면인 아랫면이 바깥쪽 면인 윗면보다 볼록한 형태로 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 제트 고리의 단면(411)은, 공기의 흐름이 빨라지게 하는데 핵심적인 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제트 고리(410)의 내부 공간은 공기 압축기인 모터(420)보다 그 공간이 작기 때문에 연속 방정식을 이용하여 공기의 흐름을 빠르게 할 수 있다. 이때, 연속 방정식은, 단면적이 커지면 유속은 느려지고 단면적이 작아지면 유속은 빨라지는 것을 나타내는 하기 수학식1과 같은 식이다. 한편, 연속방정식은 질량보존의 법칙으로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 제1 지점을 통과하는 유체의 질량과 제2 지점을 통과하는 유체의 질량은 같다. 즉, 질량유량은 제1 지점과 제2 지점에서 같다. 이때, A₁은, 제1 지점에서 관의 단면적(㎡)을 나타내고, v₁은, A₁에서 유체의 속력(m/s)을 나타낸다. 또한, A₂는, 제2 지점에서 관의 단면적(㎡)을 나타내고, v₂는, A₂에서 유체의 속력(m/s)을 나타낸다.
Figure pat00001
일실시예에 따르면, 제트 고리(410)의 작은 틈은 빨려 들어온 공기의 속도를 가속시킬 수 있다. 이때, 베르누이의 원리가 적용되어, 작은 틈으로 나온 빨라진 공기에 의해 제트 고리(410)의 안쪽 내부의 기압은 낮아지고, 제트 고리(410)의 바깥쪽 내부의 기압은 커질 수 있다. 예를 들면, 제트 고리(410)의 작은 틈은 제트 고리(410)의 바깥쪽 면에 근접한 안쪽 면의 볼록한 부분에 위치할 수 있다. 즉, 제트 고리(410)의 작은 틈은, 비행체를 고려할 경우의 방향은, 제트 고리(410)의 상단의 안쪽이 될 수 있다. 이때, 비행기 날개 모양을 닮은 빈 고리인 제트 고리(410)의 내부에서는, 빠른 공기의 흐름이 생기게 되므로, 공기가 맞물린 작은 틈을 통해 강하게 불어나오며 제트 고리(410)의 바깥 주변의 공기가 제트 고리(410)의 안쪽 주변을 통과하게 되는 일정한 방향의 강한 기류가 생성될 수 있다. 이때, 작은 틈은, 제트 고리(410)의 내부면 상에 배치된 슬롯일 수 있다.
모터(420)는, 공기 압축기로서, 주변 공기를 빨아들여 동그란 제트 고리(410) 부분으로 공기를 내보낼 수 있다. 이때, 모터(420)가 장착된 몸통에는 공기가 빨려 들어갈 수 있도록 촘촘한 구멍이 나 있을 수 있다.
모터부(421)는, 공기 압축기인 모터(420)를 구성하는 부품으로서, 외부로부터 공기를 흡입하여 제트 고리(410)로 압축 공기를 보낼 수 있다. 또한, 공기 흡입구(422)는, 외부 공기를 공기 압축기인 모터(420)로 유입시킬 수 있다.
모터 제어보드(430)는, 각 모터(420)의 속도를 제어하여 압축 공기의 양을 조절함으로써 비행체의 수직 이착륙, 전진 및 회전 등의 조종을 할 수 있다.
비행제어 보드(440)는, 비행체의 두뇌가 되는 메인보드로서, 프로세서와 안정된 비행에 필요한 회전속도 센서, 가속 센서, 고도 센서 등 각종 센서가 장착되어 구성될 수 있다.
배터리(450)는, 리튬폴리머 배터리일 수 있으며, 비행체의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
기체 프레임(460)은, 비행체의 몸통에 해당되며, 가벼우면서도 강도를 높이기 위해 탄소섬유로 구성될 수도 있다. 기체 프레임(460)은, 원기둥 형태일 수 있으며, 사각 기둥, 구형일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비행체의 구조 및 공기의 양을 조절하는 것을 나타내는 것이다.
도 5를 참조하면, 베르누이 원리가 적용되고, 하나의 모터로 여러 개의 제트 고리에 압축공기를 공급하는 로터 없는 비행체를 알 수 있다. 이때, 도 5의 (a)는 비행체의 구조를 나타내고, 도 5의 (b)는 공기의 양을 조절하는 것을 나타낸다.
일실시예에 따르면, 비행체는, 일실시예에 따르면, 비행체는, 제트 고리(510), 비행제어 보드(540), 배터리(550), 기체 프레임(560), 모터(570), 공기유입관(580), 모터 및 밸브 제어보드(590) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
제트 고리(510)는, 베르누이 원리를 적용함으로써, 하강 기류의 양을 조절하여 비행체를 상승, 하강, 전진 및 회전할 수 있다.
비행제어 보드(540)는, 비행체의 두뇌가 되는 메인보드로서, 프로세서와 안정된 비행에 필요한 회전속도 센서, 가속 센서, 고도 센서 등 각종 센서가 장착될 수 있다.
배터리(550)는, 일반적으로 리튬-폴리머 배터리가 될 수 있으며, 비행체의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
공기 압축기인 모터(570)는, 중앙에 장착된 하나의 모터로서, 주변 공기를 빨아들여 동그란 제트 고리(510) 부분으로 필요한 양의 압축 공기를 내보낼 수 있다.
공기유입관(580)은, 공기 압축기인 모터(570)와 제트 고리(510)사이를 연결하여 압축 공기를 전달할 수 있다. 이때, 공기유입관(580)은, 복수로서, 제트 고리(510)의 수만큼 비행체에 배치될 수 있다. 또한, 공기유입관(580)의 내부 밸브(581, 582)는, 공기의 양을 조절할 수 있다. 예를 들어, 내부 밸브(581, 582)가 공기 유입관(580)에서의 공기의 흐름과 동일한 방향으로 위치할 경우, 유입되는 공기의 양은 증가할 수 있다. 한편, 내부 밸브(581, 582)가 공기 유입관(580)에서의 공기의 흐름과 동일한 방향과 직각에 가깝도록 위치할 경우, 유입되는 공기의 양은 감소할 수 있다. 예를 들어, 내부 밸브(581, 582)가 공기 유입관(580)에서의 공기의 흐름과 동일한 방향과 직각일 경우, 공기 유입관(580)의 공기의 흐름을 막아서 유입되는 공기가 거의 희박할 수도 있다.
모터 및 밸브 제어보드(590)는, 모터 제어보드(591), 밸브 제어보드(592)로 구성될 수 있다. 이때, 모터 제어보드(591)는, 비행체 중앙에 장착된 모터(570)의 속도를 제어하여 압축 공기의 양을 조절함으로써 비행체의 수직 이착륙과 비행체의 전진 및 회전을 위해 중앙의 공기 압축기인 모터(570)를 제어할 수 있다. 또한, 밸브 제어보드(592)는, 제트 고리(510) 사이의 공기유입관(580)에 장착된 밸브(581, 582)를 제어하여 각각의 제트 고리(510)에 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 비행체(600)는, 제트 고리(610), 모터(620), 제어기(630)를 포함하여 구성될 수 있다.
제트 고리(610)는, 복수의 제트 고리들일 수 있다. 예를 들면, 제트 고리(610)는, 내부면이 외부면보다 볼록하고, 내부면 상에 슬롯이 배치된 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 제트 고리(610)는, 하강 기류의 양을 조절하도록 내부가 빈 링 형태일 수 있다. 물론, 경우에 따라서, 제트 고리(610)는, 내부가 비어 있는 타원형일 수도 있고, 내부가 비어 있는 사각형 또는 내부가 비어 있는 삼각형 등 내부가 비어 있는 다각형 형태일 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이때, 제트 고리(610)는, 모터의 속도에 기초하여 하강 기류를 생성하고, 생성된 하강 기류에 의해 비행체(600)가 이동할 수 있다.
일실시예에 따르면, 내부면 상에 배치된 슬롯은, 제트 고리에 전달된 압축 공기 중 적어도 일부를 배출할 수 있다. 또한, 내부면 상에 배치된 슬롯은, 제트 고리의 내부 공기를 배출하여 하강 기류를 생성할 수도 있다.
모터(620)는, 복수의 제트 고리(610)들과 연결되고, 압축 공기를 제트 고리(610)들에 압축 공기를 전달할 수 있다. 또한, 모터(620)는, 제트 고리(610)들과 연결되고, 압축 공기를 제트 고리들에 분배하여 공급할 수도 있다. 이때, 모터(620)는, 모터(620)의 주변 공기를 흡수하여 흡수된 공기를 압축하여 압축 공기를 생성하고, 제트 고리(610)에 생성된 압축 공기를 전달할 수 있다.
제어기(630)는, 제트 고리들에 전달되는 압축 공기를 제어하는 것에 의해 비행체(600)의 이동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어기(630)는, 각 제트 고리들에 전달되는 압축 공기의 양을 조절하여 비행체(600)를 전진, 후진 또는 회전시킬 수 있다. 또한, 제어기(630)는, 모터의 속도를 제어하여 압축 공기의 양을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 제어기(630)는, 제1 제트 고리, 제2 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시켜서 비행체(600)를 전진시킬 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 제어기(630)는, 제1 제트 고리, 제2 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 감소시켜서 비행체(600)를 후진시킬 수도 있다. 또한, 제어기(630)는, 제1 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시켜서 비행체(600)를 회전시킬 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
공기유입관(640)은, 모터(620)로부터 분배된 압축 공기를 제트 고리(610)들에 각각 전달할 수 있다. 이때, 제어기(630)는, 전달되는 압축 공기의 양을 결정하고, 공기유입관(640)의 밸브를 제어할 수도 있다. 또한, 제어기(630)는, 결정한 압축 공기의 양을 기초로 비행체(600)의 이동을 제어할 수도 있다.
배터리(650)는, 비행체(600)를 구동하기 위한 전원을 모터(620)에 공급할 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 비행체(600)는, 비행 정보를 측정하기 위한 센서를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 이때, 센서는, 회전 속도 센서, 가속도 센서 및 고도 센서 중 적어도 하나일 수 있다.
일실시예에 따르면, 제어기(630)는, 회전 속도 센서, 가속도 센서 및 고도 센서 중 적어도 하나에서 측정된 비행 정보를 획득하여, 획득된 비행 정보를 이용하여, 제트 고리(610)들에 전달되는 압축 공기의 양을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 회전 속도 센서로부터 비행체(600)가 왼쪽으로 회전되었음을 인식할 수 있는 데이터를 획득할 경우, 오른쪽으로 회전하도록 제1 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시키거나, 감소시킬 수 있다. 이때, 제어기(630)는, 비행체(600)의 회전 방향이 없도록 설정되고, 비행체(600)가 전진하도록 설정되어 있을 수 있다.
일실시예에 따르면, 제어기(630)는, 메모리, 프로세서, 데이터 송수신기, 안테나 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 사용자 또는 비행체(600)를 조정하는 시스템으로부터 신호를 수신할 수 있다. 이때, 수신된 신호가 제어기(630)에 저장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 물론, 경우에 따라서, 비행체(600)는, 설정된 데이터 또는 정보에 따라 제어기(630)가 자동으로 비행을 제어하여 이동하는 무인 비행체일 수도 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 제어기(630)는, 가속도 센서에서 측정된 비행 정보를 획득하여, 제트 고리(610)들에 전달되는 압축 공기의 양을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 가속도 센서로부터 비행체(600)의 이동 속도가 증가함을 인식할 수 있는 데이터를 획득할 경우, 이동 속도를 감소시키도록 제2 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 가속도 센서로부터 비행체(600)의 이동 속도가 감소함을 인식할 수 있는 데이터를 획득할 경우, 이동 속도를 감소시키도록 제2 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시킬 수도 있다. 이때, 제어기(630)는, 비행체(600)의 이동 속도가 일정하도록 설정되어 있을 수 있다.
일실시예에 따르면, 제어기(630)는, 비행체(600)의 이동 속도가 일정하도록 설정되어 있을 경우, 가속도 센서에서 측정된 비행 정보로서 현재 비행체의 가속도를 획득하여, 제트 고리(610)들에 전달되는 압축 공기의 양을 결정할 수도 있다.
예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 가속도 센서로부터 측정한 비행체(600)의 가속도가 2m/s2인 데이터 또는 신호를 획득할 경우, 비행체(600)의 가속도가 0m/s2일 때까지 제트 고리(610)들 중 적어도 하나로 전달되는 압축 공기의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 가속도 센서로부터 측정한 비행체(600)의 가속도가 -1m/s2인 데이터 또는 신호를 획득할 경우, 비행체(600)의 가속도가 0m/s2일 때까지 제트 고리(610)들 중 적어도 하나로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시킬 수도 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 제어기(630)는, 고도 센서에서 측정된 비행 정보를 획득하여, 획득된 비행 정보를 이용하여, 제트 고리(610)들에 전달되는 압축 공기의 양을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 고도 센서로부터 비행체(600)의 이동 높이가 증가함을 인식할 수 있는 데이터를 획득할 경우, 이동 속도를 감소시키도록 제3 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 고도 센서로부터 비행체(600)의 이동 높이가 감소함을 인식할 수 있는 데이터를 획득할 경우, 이동 높이를 감소시키도록 3 제트 고리로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시킬 수 있다. 이때, 제어기(630)는, 비행체(600)의 이동 높이가 일정하도록 설정되어 있을 수 있다.
일실시예에 따르면, 제어기(630)는, 비행체(600)의 이동 높이가 일정하도록 설정되어 있을 경우, 고도 센서에서 측정된 비행 정보로서 현재 비행체의 가속도를 획득하여, 제트 고리(610)들에 전달되는 압축 공기의 양을 결정할 수도 있다.
예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 고도 센서로부터 측정한 비행체(600)의 고도가 50m인 데이터 또는 신호를 획득할 경우, 비행체(600)의 고도가 40m일 때까지 제트 고리(610)들 중 적어도 하나로 전달되는 압축 공기의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 제어기(630)는, 비행체(600)의 고도 센서로부터 측정한 비행체(600)의 고도가 35m인 데이터 또는 신호를 획득할 경우, 비행체(600)의 고도가 40m일 때까지 제트 고리(610)들 중 적어도 하나로 전달되는 압축 공기의 양을 증가시킬 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 비행체에 있어서,
    제트 고리들;
    상기 제트 고리들에 압축 공기를 전달하는 모터; 및
    상기 제트 고리들에 전달되는 상기 압축 공기를 제어하는 것에 의해 상기 비행체의 이동을 제어하는 제어기
    를 포함하는 비행체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제트 고리들은,
    제트 고리의 단면의 외부 부분보다 내부 부분이 더 볼록하게 형성된, 비행체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제트 고리들은, 상기 모터의 속도에 기초하여 하강 기류를 생성하고,
    상기 생성된 하강 기류에 의해 상기 비행체가 부상하는, 비행체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    각 제트 고리들에 전달되는 압축 공기의 양을 조절하여 상기 비행체를 전진, 후진 또는 회전시키는, 비행체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모터는,
    상기 모터의 주변 공기를 흡수하여 상기 흡수된 공기를 압축하고, 상기 압축 공기를 생성하는, 비행체.
  6. 제1항에 있어서,
    비행 정보를 측정하기 위한 센서
    를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 모터를 제어하는 비행체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 모터의 속도를 제어하여 상기 압축 공기의 양을 조절하는 비행체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 비행체를 구동하기 위한 전원을 상기 모터에 공급하는 배터리
    를 더 포함하는 비행체.
  9. 비행체에 있어서,
    하강 기류의 양을 조절하는 내부가 빈 링 형태의 제트 고리들; 및
    상기 제트 고리들과 연결되고, 압축 공기를 상기 제트 고리들에 분배하여 공급하는 모터
    를 포함하는 비행체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 모터로부터 분배된 압축 공기를 상기 제트 고리들에 각각 전달하는 공기유입관
    을 더 포함하는 비행체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전달되는 압축 공기의 양을 결정하고, 상기 공기유입관의 밸브를 제어하는, 제어기
    를 더 포함하는 비행체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 결정한 압축 공기의 양을 기초로 상기 비행체의 이동을 제어하는, 비행체.
  13. 비행체에 있어서,
    고리의 내부면 상에 슬롯이 배치된 제트 고리; 및
    상기 복수의 제트 고리와 연결되고, 압축 공기를 상기 제트 고리에 전달하는 모터
    를 포함하는 비행체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 내부면 상에 배치된 슬롯은,
    상기 제트 고리에 전달된 압축 공기 중 적어도 일부를 배출하는, 비행체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 내부면 상에 배치된 슬롯은,
    상기 제트 고리의 내부 공기를 배출하고, 상기 배출된 공기가 하강 기류를 생성하는, 비행체.
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