KR20180062430A - 제어 부재, 회전익기, 및 방법 - Google Patents

제어 부재, 회전익기, 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180062430A
KR20180062430A KR1020170163381A KR20170163381A KR20180062430A KR 20180062430 A KR20180062430 A KR 20180062430A KR 1020170163381 A KR1020170163381 A KR 1020170163381A KR 20170163381 A KR20170163381 A KR 20170163381A KR 20180062430 A KR20180062430 A KR 20180062430A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
control
thrust
stick
grip
aircraft
Prior art date
Application number
KR1020170163381A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101977153B1 (ko
Inventor
빌 진-로맹
사시 조우헤어
Original Assignee
에어버스 헬리콥터스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에어버스 헬리콥터스 filed Critical 에어버스 헬리콥터스
Publication of KR20180062430A publication Critical patent/KR20180062430A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101977153B1 publication Critical patent/KR101977153B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/56Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement characterised by the control initiating means, e.g. manually actuated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02Initiating means
    • B64C13/04Initiating means actuated personally
    • B64C13/14Initiating means actuated personally lockable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/58Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
    • B64C27/59Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/82Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D31/00Power plant control; Arrangement thereof
    • B64D31/02Initiating means
    • B64D31/04Initiating means actuated personally
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
    • G05G1/10Details, e.g. of discs, knobs, wheels or handles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30Blade pitch-changing mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02Initiating means
    • B64C13/04Initiating means actuated personally
    • B64C13/042Initiating means actuated personally operated by hand
    • B64C13/0421Initiating means actuated personally operated by hand control sticks for primary flight controls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02Initiating means
    • B64C13/04Initiating means actuated personally
    • B64C13/044Initiating means actuated personally operated by feet, e.g. pedals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/82Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft
    • B64C2027/8227Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft comprising more than one rotor

Abstract

본 발명은 항공기의 추력 시스템으로부터의 추력을 변화시키기 위해 조종사가 조작 가능한 제어 부재(40)에 관한 것이다. 이러한 제어 부재(40)는 스틱(41)과, 그립(55)을 포함하는 움직일 수 있는 조립체(50)를 포함한다. 그립(55)은 나선형 링크(57)를 통하여 스틱(41)에 연결되어 있어, 스틱(41) 주위로 그립(55)을 회전하게 되면 스틱(41)을 따라서 움직일 수 있는 조립체(50)와 함께 그립(55)의 병진 운동을 일으키고, 상기 그립(55)은 제1 병진 운동 방향(101)과, 상기 제1 병진 운동 방향(101)과 반대인 제2 병진 운동 방향(102) 모두에서 병진 운동이 가능하다.

Description

제어 부재, 회전익기, 및 방법{A CONTROL MEMBER, A ROTARY WING AIRCRAFT, AND A METHOD}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 본 명세서에 전문이 참조로서 통합되고, 2016년 11월 30일에 출원된 FR 16 01695의 이익을 주장한다.
본 발명은 제어 부재, 그러한 제어 부재를 포함하는 회전익기, 및 그러한 회전익기에 의해 적용된 방법에 관한 것이다.
헬리콥터 타입과 같은 회전익기는 그러한 회전익기에 양력과 추진력을 제공하는데 적어도 부분적으로 기여하는 적어도 하나의 메인 로터(main rotor)를 포함한다.
게다가, 시스템은 회전익기의 요(yaw) 움직임을 적어도 제어될 수 있게 한다.
그러한 상황에서는, 헬리콥터가 3개의 조종축(axis)을 가진다. 제1 축은 회전익기의 양력 벡터의 크기를 제어하기 위해 제1 컨트롤을 사용하는 것으로 이루어진다. 제2 축은 양력 벡터의 배향을 제어하기 위해 제2 컨트롤을 사용하는 것으로 이루어지고, 제3 축은 회전익기의 요 움직임을 제어하기 위해 제3 컨트롤을 사용하는 것으로 이루어진다.
예를 들면, 헬리콥터는 그것의 추진력과 양력에 기여하는 메인 로터를 가질 수 있다. 더욱이, 헬리콥터는 적어도 그것의 요 움직임을 제어하는데 기여하는 보조 로터를 포함할 수 있다.
그러한 상황에서, 회전익기는 그러한 회전익기의 움직임을 제어하기 위해 조종사에 의해 작동될 수 있는 파일럿 컨트롤(pilot control)을 가진다.
그러므로 컬렉티브(collective) 피치 레버가 회전익기의 양력을 변화시키기 위해 메인 로터의 블레이드들의 피치를 집합적으로 제어하는 역할을 한다. 사이클릭 스틱(cyclic stick)이 회전익기의 양력 벡터의 배향을 변화시키기 위해, 메인 로터의 블레이드들의 피치를 제어하는 역할을 한다. 마지막으로, 헬리콥터의 요 움직임을 제어하기 위해 페달(pedal)이 보조 로터의 블레이드의 피치를 변화시키는 역할을 한다.
또 다른 구현예에서는, 헬리콥터가 아마도 공통 축 상에서 2개의 메인 로터를 가질 수 있다.
그러한 상황에서, 컬렉티브 피치 레버는 회전익기의 양력을 변화시키기 위해, 메인 로터들의 블레이드들의 피치를 집합적으로 제어하는 역할을 한다. 사이클릭 스틱은 회전익기의 양력 벡터의 배향을 변화시키기 위해, 메인 로터들의 블레이드들의 피치를 주기적으로 제어하는 역할을 한다. 마지막으로, 페달들은 회전익기의 요 움직임을 제어하기 위해, 회전익기의 동체 상의 적어도 하나의 메인 로터에 의해 생긴 요 토크가 변화되게 할 수 있다.
편의상 "하이브리드(hybrid)" 항공기라고 알려진, 또 다른 타입의 회전익기는 회전익기에 양력과 추진력을 제공하는데 적어도 부분적으로 기여하는 적어도 하나의 로터를 가진다. 더욱이, 그러한 회전익기는 회전익기의 요 움직임이 제어될 수 있게 하는 장치를 가진다. 그러한 회전익기는 또한 편의상 "추가적인" 추력이라고 알려진 추력을 적어도 회전익기의 전진 방향으로 발휘하게 배치된 추력 시스템을 가진다. 이러한 추가적인 추력은 그것이 회전익에 의해 발휘될 수 있는 임의의 추력에 축 방향으로 독립적인 한에 있어서는 "추가적인"이라고 부른다.
일반적인 3개의 조종축 외에, 그러한 하이브리드 회전익기는 제4 조종축을 가진다. 이 제4 조종축은 추가적인 추력의 크기를 변화시키기 위해 제4 컨트롤을 사용하는 것으로 이루어진다.
예를 들면, 하이브리드 회전익기는 그러한 회전익기에 양력과 추진력을 제공하는데 적어도 부분적으로 기여하는 메인 로터를 가질 수 있다. 더욱이, 그러한 하이브리드 회전익기는 2개의 추력 시스템을 가지며, 이러한 추력 시스템 각각에는 회전익기에 추진력을 제공하고, 회전익기의 요 움직임을 제어하는데 적어도 부분적으로 기여하는 각각의 프로펠러가 제공된다.
컬렉티브 피치 레버는 회전익기의 양력 벡터의 크기를 변화시키기 위해 메인 로터의 블레이드들의 피치를 집합적으로 제어하는 역할을 할 수 있다. 사이클릭 스틱이 회전익기의 양력 벡터의 배향을 변화시키기 위해, 메인 로터의 블레이드들의 피치를 주기적으로 제어하는 역할을 할 수 있다.
게다가, 추력 제어는 프로펠러들에 의해 공동으로 발생된 추가적인 추력을 변화시키기 위해, 조종사가 프로펠러의 블레이드의 평균 피치가 변화되게 할 수 있다.
게다가, 페달은 프로펠러에 의해 상이한 추력을 인가함으로써, 회전익기의 요 움직임을 제어하도록 2개의 프로펠러 사이의 이러한 추가적인 추력의 분포가 변화되게 할 수 있다. 예를 들면, 페달은 차동 피치(differential pitch)가 변화되는 것을 가능하게 하고, 하나의 프로펠러의 블레이드의 피치는 차동 피치의 절반을 평균 피치에 더한 합과 같으며, 나머지 프로펠러의 블레이드의 피치는 예를 들면 차동 피치의 절반과 평균 피치 사이의 차이와 같다.
추력 제어는 조종사 제어를 전기적으로 온/오프(on/off)하는 형태로 이루어질 수 있다. 추력 제어가 작동될 때에는 추력 제어가 프로펠러의 블레이드의 평균 피치를 증가 또는 감소시키라는 지시를 발생시킨다. 그러한 지시는 동일한 방식으로 양 프로펠러의 블레이드의 피치를 수정하기 위해 액추에이터에 전송된다. 예를 들면, 유압 밸브를 제어하는 기계적 연결 장치(linkage) 상에 액추에이터가 배치되고, 그러한 유압 밸브는 프로펠러의 블레이드의 움직임을 발생시키기에 알맞은 유압 액추에이터에 공급을 행한다.
특허 문서 FR1518834와 GB790560은 이들이 하이브리드 헬리콥터의 프로펠러들을 제어하는 것에 관계되지 않기 때문에, 예시의 목적으로서만으로 언급된다.
특허 문서 FR1518834는 레버 제어를 설명한다. 그러한 레버는 움직일 수 있다. 그러한 움직임은 λ(lamda) 모양을 가지는 가이드 슬롯(guide slot)의 형태를 갖는 가이드에 의해 가이드된다. 게다가, 그러한 레버는 파워 플랜트(power plat)로 연료가 들어가는 것을 제어하는, 돌릴 수 있는 그립(grip)을 지니고 있다.
특허 문서 GB790560은 항공기 제어를 설명한다. 이러한 제어는 회전의 가로축에 대하여 회전할 때 움직일 수 있는 튜브(tube)를 포함한다. 이러한 튜브는 로터의 블레이드들의 컬렉티브 피치를 제어하기 위해 로드(rod)에 연결된다. 튜브를 돌리면 컬렉티브 피치의 수정을 가져온다.
특허 문서 US2514212 역시 알려져 있다.
게다가, 그러한 제어에는 튜브를 따라서 지나가는 로드가 제공된다. 그러한 로드는 튜브의 앞쪽으로 돌출하는 그립으로부터 튜브의 뒤쪽으로 돌출하는 단부(end)까지 세로로 연장한다. 그러한 단부는 밸브의 위치를 제어하는 움직임 시스템에 힌지(hinge)된다. 그립은 제1 위치와 제2 위치 사이의 세로축 주위에서 튜브에 대해 회전할 수 있다.
그립이 제1 위치에 있을 때에는, 튜브를 그것의 회전의 가로축에 대하여 회전시키면 로터의 블레이드의 컬렉티브 피치에 대한 수정만을 가져온다. 그에 반해, 그립이 그것의 제2 위치에 있을 때에는, 튜브를 그것의 회전의 가로축에 대하여 회전시키면 로터의 블레이드의 컬렉티브 피치에 대한 수정과 함께 그러한 그립에 의해 제어되는 밸브의 위치에 대한 수정 모두를 발생시킨다.
그 결과, 특허 문서 FR1518834와 GB790560은 회전 가능한 그립들만을 가지는 제어(control)를 설명한다.
그러므로 본 발명의 목적은 조종사에 의해 작동 가능하고, 특히 항공기의 추력을 제어하기 위해 사용될 수 있는 새로운 제어 부재를 제안하는 것이다.
그러므로 본 발명은 조종사가 작동시키는 제어 부재를 제공하고, 그러한 제어 부재는 항공기에서의 추력을 발휘하는 추력 시스템을 제어하기 위한 것이며, 그러한 제어 부재는 스틱과 움직일 수 있는 조립체를 포함하고, 그러한 움직일 수 있는 조립체는 스틱 상에 배치되며, 그러한 스틱에 대해 움직여질 수 있고, 그립을 포함한다.
그러한 추력 시스템은, 예를 들면 제트(jet) 또는 실제로는 프로펠러의 형태를 가질 수 있다.
그러한 그립은 스틱 주위에서 그립을 회전시키는 것이 그러한 스틱을 따라서 움직일 수 있는 조립체와 함께 그립의 병진 운동을 발생시키도록, 나선형 링크(link)에 의해 스틱에 연결되고, 그러한 그립은 예컨대 추력 증가를 강제하기 위한 제1 병진 운동 방향과, 예컨대 상기 추력의 감소를 강제하기 위해 상기 제1 병진 방향과 반대인 제2 병진 운동 방향 모두에서 병진 운동이 가능하다.
그러한 추력은 아래에서, 편의상 회전익기가 그것의 테일(tail)로부터 노즈(nose) 쪽으로 가는 전진 방향으로의 전진을 가능하게 할 때에는 포지티브(positive)라고 간주되고, 그 반대 방향으로의 전진을 가능하게 할 때에는 네거티브(negative)라고 간주된다.
"증가(increase)"라는 용어는 추력 증가를 가리킬 수 있다. 그러한 증가는 특히 네거티브 추력을 포지티브 추력으로 변환함으로써 추력의 방향이 반대로 되는 것을 가능하게 할 수 있다. 추력 증가는 회전익기에 그것의 전진 방향으로 가속을 주는 것에 해당할 수 있다.
"감소(decrease)"라는 용어는 추력 감소를 가리킬 수 있다. 그러한 감소는 특히 포지티브 추력을 네거티브 추력으로 변환함으로써 추력의 방향이 반대로 하는 역할을 할 수 있다. 추력 감소는 회전익기의 전진 방향으로 회전익기에 감속을 강제하는 것에 해당할 수 있다.
그러한 상황에서, 제어 부재의 움직일 수 있는 조립체는 스틱에 나선형으로 연결되는 그립을 제공한다. 그러한 그립은 스틱의 튜브를 국부적으로 둘러싸는 실린더(cylinder)의 형태를 가질 수 있다.
그러한 상황에서, 제어 부재는 예를 들면 특허 문서 FR1518834와는 다르게 회전 움직임만이 가능하거나 병진 움직임만이 가능한 그립을 가지지 않는다. 그러한 그립은 나선형 링크(link)의 결과로서 회전 운동와 병진 운동 모두를 행한다. 그립이 스틱 둘레에서 회전될 때, 그립은 병진 운동을 행한다.
그러므로 조종사는 제어 부재에 의해 제어된 추력 시스템 각각에 의해 발휘된 추력을 증가 또는 감소시키기 위해 직관적으로 그립을 움직일 수 있다.
게다가, 한 손에 그립을 잡고 있는 조종사는 움직일 수 있는 조립체에 연결된 전송 메커니즘에 큰 힘을 발휘할 수 있다. 즉, 조종사가 전송 메커니즘에 발휘한 총 힘은 그립을 회전시키기 위해 조종사의 손에 의해 발생된 회전시키는 힘에다가 조종사의 팔에 의해 발휘된 병진 운동시 생긴 힘을 더한 것의 결합(combination)으로부터 생긴다. 그러한 힘들의 결합은 통상적인 그립을 가지고 이루어질 수는 없고, 큰 제어 힘들을 요구하는 요소들을 움직이기 위해 유리한 것으로 발견될 수 있다.
게다가, 나선형으로 연결된 그립은 병진 운동만을 행할 수 있는 그립과는 다르게, 조종사가 스틱에 대해 정확하게 위치가 정해질 수 있다.
마지막으로, 제어 부재의 움직일 수 있는 조립체에 의해 구현된 제어 수단은 순수하게 기계적이다. 그것의 작동은 그립을 회전시키는 작동을 수반하고, 이로 인해 그러한 그립을 포함하는 움직일 수 있는 조립체에서의 병진 운전(action)을 발생시킨다. 이러한 움직일 수 있는 조립체는 메인 로터의 컬렉티브 피치를 제어하기 위해 사용된 스틱과 같은 스틱에 탑재되고, 움직일 수 있는 조립체를 작동시키는 것은 그와 같은 스틱에 의해 발생된 제어에 아무런 영향을 미치지 않는다.
그것의 구조와 전술한 이유들 때문에, 제어 부재는 튼튼하고, 인체 공학적이며, 실제적이고, 직관적인 방식으로 사용하기에 알맞게 되기 쉬울 수 있다.
그러므로 제어 부재는 프로펠러들에 의해 집합적으로 발휘된 추력을 조종하기 위해 하이브리드 헬리콥터에 탑재되어 사용될 수 있다. 그러한 상황에서는, 그립이 예를 들면 프로펠러들에 의해 발휘된 추력에 대해 비상 제어를 가능하게 할 수 있다. 그립을 회전시키면 헬리컬 마운트(helical mount)를 통해, 추력이 변화되는(앞쪽으로의 가속, 뒤쪽으로의 감속) 방향을 조종사가 이해하는 것을 돕도록, 스틱 상의 그립의 나선형 움직임이 생기게 한다. 임의로, 그립의 회전 움직임에는 또한 추력을 나타내기 위해 계기판 상기 지시기(indicator)의 포인터(pointer)의 움직임에 색인이 붙여질 수 있다.
제어 부재는 또한 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
그러므로 제어는 움직임 전송 메커니즘을 포함할 수 있고, 상기 움직임 전송 메커니즘은 움직일 수 있는 조립체에 기계적으로 붙들려 있는 적어도 하나의 움직일 수 있는 링크(link)를 포함한다.
"움직임 전송 메커니즘"이라는 용어는 선형적 방식으로 적어도 부분적으로 움직여질 수 있는 적어도 하나의 링크를 가지는 기계 시스템을 가리킨다. 예를 들면, 그러한 메커니즘은 병진 운동이 가능한 블레이드, 병진 운동이 가능한 케이블을 제공하는 케이블 제어, 연결 로드 등을 가지는 적어도 하나의 볼(ball) 컨트롤을 포함할 수 있다.
움직임 전송 메커니즘은 움직일 수 있는 조립체에 연결된 링크를 포함하는 유입구 부분으로부터 배출구 부분까지 연장한다. 예를 들면, 단일 링크는 유입구 부분으로부터 배출구 부분까지 연장한다. 회전되는 그립의 결과로 생기는 움직일 수 있는 조립체의 병진 운동은 유입구 부분과 따라서 또한 배출구 부분의 동일한 병진 운동을 발생시킨다. 예를 들면, 배출구 부분은 유입구 부분과 움직일 수 있는 조립체와 동일한 진폭에 걸쳐 및/또는 동일한 방향에서 병진 운동을 행한다.
그러므로 움직임 지시(order)는 순수하게 기계적으로 발생된다.
또 다른 양태에서는, 움직일 수 있는 조립체가 그립과 협력하는 블록을 포함할 수 있는데, 이 경우 그러한 그립은 블록에 대하여 그리고 스틱 둘레에서 회전 운동하는 자유도를 그립에 주는 피봇 연결을 통해 블록에 힌지되고, 이 경우 그러한 블록은 슬라이드웨이(slideway) 연결에 의해 스틱에 탑재되며, 그립은 블록에 대하여 회전 움직임이 이루어지게 탑재되고, 그러한 블록이 스틱에 대해서만 병진 운동이 가능하면서, 블록과 병진 운동하게 강제된다.
임의로, 움직임 전송 메커니즘은 그러한 블록에 붙들려 있다.
움직임 전송 메커니즘에 부착된 블록과 그립의 사용은, 블록에 연결되는 전송 메커니즘의 유입구 부분을 병진 운동만을 가능하게 한다.
또 다른 양태에서, 그러한 움직일 수 있는 조립체는 제어 액추에이터의 전체 작동 범위를 커버(cover)하기 위해, 제어 진폭을 통해 움직일 수 있는 조립체의 움직임을 요구하는 제어 액추에이터를 제어하기 위한 것일 수 있고, 그러한 움직일 수 있는 조립체가 작동중이지 않을 때에는 움직일 수 있는 조립체가 제1 받침대(abutment)와 제2 받침대 사이의 중심을 차지하는 위치에 있고, 그러한 제1 받침대와 제2 받침대는 상기 제어 진폭을 통해 움직일 수 있는 조립체가 병진 운동하는 결과로서 중심을 차지하는 위치로부터 움직일 수 있는 조립체에 의해 도달된다.
그러한 그립은 비상 제어 시스템일 수 있다. 그러므로 그러한 그립은 예컨대 제어 액추에이터를 제어하는 메인 제어 인터페이스의 고장이 있는 경우를 제외하고, 또는 훈련 단계(training stage)들 동안을 제외하고, 특정한 작동 단계들 동안에 작동하고 있지 않은 상태로 만들어질 수 있다.
그러한 장치는 그립이 작동 중일 때 제어 액추에이터의 상태에 관계없이, 제어 액추에이터의 전체 작동 범위에 걸쳐 움직일 수 있는 조립체가 제어 액추에이터를 제어할 수 있는 것을 보장하는 것을 가능하게 한다.
예를 들면, 그러한 그립은 최대 진폭±270°를 통해 자유롭게 회전 움직임을 행할 수 있고, 이로 인해 중심을 차지하는 위치에 대하여, 그리고 미리 결정된 양의 움직임 방향에서 ±75㎜의 움직일 수 있는 조립체의 병진 움직임을 생기게 한다. 다시 말하면, 그리고 중심을 차지하는 위치로부터 시작하여, 제1 회전 방향으로 270°만큼 그립을 회전시키게 되면 제1 병진 방향에서 75㎜의 병진 움직임이 생기게 한다. 마찬가지로, 중심을 차지하는 위치로부터 시작하여, 그립을 제2 회전 방향으로 270°만큼 회전시키게 되면, 제2 병진 방향에서 75㎜의 병진 움직임이 생기게 한다.
움직일 수 있는 조립체의 움직임을 위한 최대 능력(capacity)은 150㎜인데, 즉 제어 액추에이터를 위해 제공된 총 작동 행정(working stroke)의 2배이다.
실례로서, 조종사가 발생시킨 추력은 그립으로부터의 배출구에서 10데카 뉴턴(daN)의 크기를 가질 수 있다.
또 다른 양태에서는, 스틱이 가장 가까운 단부로부터 자유로운 단부까지 세로로 연장할 수 있고, 이 경우 가장 가까운 단부에는 스틱에 피봇 축 주위에서 자유롭게 회전 운동을 하게 하는 힌지가 제공된다.
제1 병진 운동 방향은 가장 가까운 단부로부터 자유로운 단부 쪽으로 가는 것일 수 있다.
특히, 적절한 곳에서 제1 방향은 회전익기가 나아가는 앞쪽 방향과 평행하다.
제어 작동은 직관적인데, 이는 스틱의 앞쪽으로 움직일 수 있는 조립체를 움직이는 것이 회전익기의 앞쪽으로 세로 추력을 변화시키는 것(가속)을 의미하는 것이기 때문이다. 반대로, 그립을 뒤쪽으로 움직이는 것은 뒤쪽으로 세로 추력을 변화시키는 것(감속)을 수반한다.
또 다른 양태에서는, 그립이 가장 가까운 단부와 자유로운 단부 사이에 배치될 수 있고, 이 경우 그 그립은 스틱을 그것의 피봇 축 주위에서 피봇시키는 것이 그러한 스틱을 따라서 그립이 움직이는 것을 생기게 하지 않도록 스틱과는 독립적이다.
제어 부재 외에, 본 발명은 항공기도 제공한다. 이러한 항공기에는 추력을 발휘하는 적어도 하나의 추력 시스템이 제공되고, 이러한 추력은 적어도 하나의 제어 액추에이터에 의해 변화되며, 그러한 제어 액추에이터는 그것에서 끝나는 움직임 전송 연결 장치에 의해 제어된다. 그러한 항공기는 본 발명의 적어도 하나의 제어 부재를 포함하고, 그러한 제어 부재는 움직임 전송 연결 장치에 기계적으로 연결되며, 움직임 전송 연결 장치를 움직이게 설계된다.
더욱이, 그러한 움직임 전송 연결 장치는 적어도 하나의 조종 액추에이터를 포함할 수 있고, 상기 조종 액추에이터는 조종사에 작동 가능한 항공 전자 공학 제어 인터페이스에 의해 제어된다.
"제어 인터페이스"라는 용어는 예를 들면 버튼 또는 그와 등가물, 터치 스크린, 음성 명령 등과 같이, 조종사가 작동시키는 부재를 가리킨다.
"항공 전자 공학"이라는 용어는 액추에이터에서의 상태 변경을 제어하기 위해, 즉 액추에이터의 2개의 부품 사이의 상대적 움직임을 제어하기 위해, 제어 인터페이스가 전기, 전자, 디지털, 또는 광학 신호를 발생시키는 것을 의미한다. 예를 들면, 그러한 제어 부재는 만약 그것이 선형 액추에이터라고 하면 액추에이터가 확장하거나 수축할 것을 요구할 수 있고, 만약 그것이 회전 액추에이터라고 하면 로드가 회전할 것을 요구할 수 있으며, 만약 그것이 압전기 액추에이터라고 하면 변형을 요구할 수 있다.
이러한 제어 인터페이스는 자공적으로(by default) 사용되는 메인 시스템일 수 있다.
반대로, 제어 부재는 조종 액추에이터의 상태에서의 변경을 요구하지 않고, 대신 조종 액추에이터를 기계적으로 움직인다. 그러한 제어 부재는 제어 인터페이스가 고장인 경우 또는 그 밖에 훈련 단계들 동안에 사용된 비상 수단을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서는, 항공기가 프로펠러를 가지는 2개의 추력 시스템을 가질 수 있고, 추력 시스템의 프로펠러 각각이 발휘한 추력은 프로펠러 블레이드들의 피치를 수정함으로써 제어되며, 항공기는 상이한 방식으로 2개의 프로펠러가 발휘한 추력을 수정하기 위해 조종사가 작동 가능한 제어 시스템을 포함하고, 그러한 제어 부재는 2개의 프로펠러가 발휘한 추력들이 동인알 방식으로 수정되는 것을 가능하게 하며, 그러한 움직임 전송 연결 장치는 제어 부재, 제어 시스템, 및 2개의 프로펠러에 또한 연결된 적어도 하나의 혼합(mixing) 유닛을 포함하고, 그러한 혼합 유닛은 제어 부재에 의해 발생된 움직임과 제어 시스템에 의해 발생된 움직임을 기게적으로 결합시킨다.
그러한 혼합 유닛은 기존 타입의 것일 수 있다. 예를 들면, 특허 문서 FR3027871의 가르침이 적용 가능하다.
또 다른 양태에서는, 제어 부재가 움직일 수 있는 조립체를 가지고 병진 운동하는 것이 강제되는 움직임 전송 메커니즘을 포함할 수 있고, 첫 번째로는 하나의 레버가 그러한 움직임 전송 메커니즘에 힌지될 수 있고, 두 번째로는 움직임 전송 연결 장치에 힌지될 수 있으며, 상기 레버는 피봇 축 주위에서 회전 움직임이 가능하다.
2개의 서브시스템 사이의 인터페이스로서 간단한 레버가 작용할 수 있으며, 이는 구현하기가 간단하다.
이러한 항공기는 연관된 제어 부재의 움직일 수 있는 조립체에 연결된 움직임 전송 메커니즘을 각각 가지는 복수의 제어 부재를 포함할 수 있고, 이 경우 움직임 전송 메커니즘 각각은 그러한 레버에 힌지되어 있다.
예를 들면, 조종사 제어와 부조종사 제어 모두 본 발명의 제어 부재와 동일한 타입의 것이다. 그럴 경우 양 제어 부재들의 움직일 수 있는 조립체는 동일한 레버에 연결된다. 그러므로 2개의 제어 부재로부터 나오는 지시는 자연스럽게 공통 레버에 의해 결합된다.
또 다른 양태에서는, 피봇 축이 레버의 2개의 단부 존(end zone) 사이에 있을 수 있고, 움직임 전송 메커니즘과 움직임 전송 연결 장치가 피봇 축과 동일한 단부 존 사이의 레버에 힌지될 수 있다.
임의로, 그러한 레버는 움직임 방향의 변경을 일으키지 않는다.
또 다른 양태에서는, 예를 들면 제어 액추에이터가 제어 부재의 그립을 작동시키지 않고 작동될 수 있는 한, 그러한 레버를 종상 작동으로 고정(lock)하도록 조종사가 작동 가능한 잠금 시스템을 항공기가 포함할 수 있다.
정상 작동 중에는, 그리고 명목상(nominal) 작동에서는 레버가 하나의 위치에 잠금 상태로 있다. 적절한 곳에서는 그러한 레버가 전기적으로 작동된 조종 액추에이터를 위한 고정 포인트(anchor point)로서의 역할을 한다. 그에 반해, 그러한 레버는 필요할 때에는 본 발명의 제어 부재의 움직일 수 있는 조립체에 의해 제어 액추에이터가 제어되는 것을 가능하게 하기 위해 잠금이 해제된다.
이러한 잠금 시스템에는 레버에 병진 운동이 가능한 잠금 핑거(locking finger)와 오리피스(orifice)를 포함하는 기계 시스템이 제공될 수 있고, 이러한 잠금 핑거는 정상 작동시에는 레버가 피봇하는 것을 방지하기 위해 상기 오리피스에서 맞물리고, 수동 작동시에는 그러한 레버가 피봇하는 것을 허용하기 위해 오리피스로부터 풀린다.
그러한 핑거는 조종사에 의해 작동되는 것을 가능하게 하기 위해, 손잡이 수단(handle means)을 가지고 병진 운동하도록 강제될 수 있다.
본 발명은 또한 발명의 항공기용 추력 시스템을 제어하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 그립은 추력 시스템에 의해 발휘된 추력을 증가시키기 위해, 제1 방향으로 스틱을 따라서 병진 운동을 하도록 하기 위해 제1 회전 방향으로 돌려지고, 추력 시스템에 의해 발휘된 추력을 감소시키기 위해, 제2 방향으로 스틱을 따라서 병진 운동을 하도록 하기 위해 제2 회전 방향으로 돌려진다.
임의로, 항공기는 추력 값들을 예시하는 스케일(scale)을 나타내는 지시기(indicator)와, 상기 스케일 상에서의 현재 추력 값을 가리키는 포인터(pointer)를 포함할 수 있으며, 상기 포인터는 추력이 증가할 때에는 제1 움직임 방향으로 돌려지고, 추력이 감소할 때에는 제2 움직임 방향으로 돌려지며, 상기 제1 회전 방향은 상기 제1 움직임 방향과 동일하고, 상기 제2 회전 방향은 상기 제2 움직임 방향과 동일하다.
그립을 작동시키는 것은 여러모로 직관적일 수 있다.
구체적으로 말하면, 그립은 위에서 언급된 것처럼, 주어진 추력 순서에 대응하는 방식으로 세로로 움직일 수 있다.
추가적이거나 대안적인 방식으로, 그립은 지시기 상에서 이러한 추력을 보여주는 포인터의 움직임에 대응하는 방식으로 회전 운동을 할 수 있다.
예를 들면, 그립은 시계 방향으로 돌리는 것은 동일한 시계 방향으로 포인터가 움직이는 것을 일으킬 수 있다.
본 발명 및 이의 이점들은 첨부된 도면을 참고하여 예시에 의해 주어진 예들의 하기 설명의 문맥으로부터 더욱 상세하게 나타나 있다. 도면에서:
도 1과 도 2는 본 발명의 제어 부재를 보여주는 도면들.
도 3은 추력 지시기의 작동에 대응하는 작동을 가지는 제어 부재를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 항공기를 보여주는 도면.
도 5와 도 6은 상기 항공기의 추력 시스템들에 관한 제어 아키텍처를 보여주는 도면들.
하나 이상의 도면에 존재하는 요소들에는 이들 각각에서 동일한 인용부호가 주어진다.
도 1은 본 발명의 제어 부재(40)를 3차원으로 보여주고, 도 2는 기구선도(kinematic diagram)로서 제어 부재를 보여준다. 제어 부재(40)는 예컨대 항공기(1)에서 추력을 발휘하는 추력 시스템(10)을 제어하기 위한 것이다.
도 1을 참조하면, 제어 부재(40)는 스틱(41)을 포함한다. 스틱(41)은 "가장 가까운" 단부(42)라고 부르는 단부로부터 "자유로운" 단부(43)라고 부르는 단부 쪽으로 연장한다. 가장 가까운 단부(42)는 힌지(70)에 의해 플로어(floor)에 힌지될 수 있다. 힌지(70)는 스틱(41)에 피봇 축(AX2) 주위에서만 회전 운동하는 자유도를 스틱(41)에 줄 수 있다. 그러므로 스틱(41)은 컬렉티브 피치 레버를 나타낼 수 있고, 이 경우 그립이 피봇하는 것은 로터의 블레이드들의 컬렉티브 피치를 수정하기 위해 기존 방식으로 작동한다. 본 발명의 인터페이스 레버와의 혼동을 피하기 위해, 컬렉티브 피치 레버는 아래에서 컬렉티브 피치 "스틱(stick)"이라고 불린다.
게다가, 자유로운 단부(43)는 다양한 제어 버튼을 가지고 있을 수 있다. 특히, 자유로운 단부(43)는 정상적인 상태에서 상기 추력을 제어하기 위해, 항공 전자 공학 제어 인터페이스(18)를 가지고 있을 수 있다.
더욱이, 제어 부재는 스틱에 배치된 추가적인 기계 제어를 제공한다. 이러한 제어는 스틱(41)에 배치되고, 스틱(41)을 따라서 병진 운동이 가능한 움직일 수 있는 조립체(50)의 형태를 가진다.
움직일 수 있는 조립체(50)는 그립(55)을 포함한다. 그러한 그립(55)은 스틱을 둘러싸는 실린더의 형태를 가질 수 있다.
그러한 그립(55)은 나선형 링크(57)를 통해 스틱(41)에 연결되어 있다.
그러한 나선형 링크(57)는 미리 결정된 스크류 피치를 제공하는 나선형 슬롯(58)을 포함하는 적어도 2개의 가이드 부재와, 나선형 슬롯(58)에서 미끄러지는 페그(peg)(59)를 포함할 수 있다. 2개의 가이드 부재 중 하나는 스틱(41)에 고정되고, 나머지 가이드 부재는 그립(55)에 고정된다. 예를 들면, 나선형 슬롯(58)은 스틱(41)의 표면에 형성되고, 페그(59)는 나선형 슬롯(58)에서 수용되기 위해, 그립(55)의 안쪽 표면으로부터 돌출한다. 대안적으로, 나선형 슬롯(58)은 그립의 안쪽 표면에 형성되고, 페그(59)는 그립에서 나선형 슬롯에서 수용되기 위해 스틱의 표면으로부터 돌출한다.
그러한 상황에서, 스틱(41)이 연장하는 연장 축 주위로 그립(55)을 돌리면 이러한 연장 축을 따라 움직일 수 있는 조립체(50)와 함께, 그립(55)의 병진 움직임을 발생시킨다. 그러한 연장 축은 움직일 수 있는 조립체가 움직이는 스틱의 세그먼트의 대칭축일 수 있다.
더욱이, 그립(55)은 스틱(41)과는 독립적이다. 그러므로 스틱을 그것의 피봇축(AX2) 주위로 피봇시키는 것은 그립(55)과, 스틱(41)에 대한 움직일 수 있는 조립체(50)의 어떠한 움직임도 일으키지 않는다.
더욱이, 도시된 것과 같은 제어 부재(40)는 움직임을 전송하기 위한 메커니즘(36)을 포함한다. 이러한 움직임 전송 메커니즘(36)은 움직일 수 있는 조립체(50)가 움직이는 결과로서 움직일 수 있는 조립체에 의해 주어진 지시(order)를 전달하기 위해, 움직일 수 있는 조립체(50)에 기계적으로 고정된다.
움직임 전송 메커니즘을 배치하는 것을 촉진하기 위해, 움직일 수 있는 조립체(50)는 그립(55)과 협력하는 블록(60)을 포함할 수 있다. 그립(55)은 그것에 블록(60)에 대한 회전 운동의 자유도를 주는 피봇 연결(62)을 통해 블록(60)에 연결된다.
예를 들면, 블록은 그 안에 배치되는 그립의 한쪽 단부가 있는 박스(61)의 형태를 가질 수 있다. 이러한 단부는 오로지 연장 축 주위에서 박스(61)에 대해서 회전 운동만을 할 수 있다(빈틈을 무시하고).
더욱이, 블록(60)은 슬라이드웨이 연결(65)을 통해 스틱(41)에 고정된다. 이러한 슬라이드웨이 연결(65)은 가늘고 긴 슬롯(66)과, 가늘고 긴 슬롯(66)에서 미끄러지는 페그(67)를 포함하는 2개의 가이드 수단을 가질 수 있고, 이러한 2개의 가이드 수단 중 하나는 스틱(41)에 고정되어 있으며, 나머지 가이드 부재는 블록(60)에 고정되어 있다. 예를 들면, 가늘고 ? 슬롯(66)은 스틱(41)에 형성되고, 페그(67)는 가늘고 긴 슬롯(66)에서 미끄러지게 하기 위해 블록(60)에 고정된다. 적절한 곳에서, 가늘고 긴 슬롯(66)은 나선형 슬롯(58)으로부터 계속 잘 움직일 수 있다.
그러한 상황에서, 그립(55)은 블록(60)에 대해 회전 움직임을 행할 수 있다. 하지만, 그립(55)과 블록(60)은 스틱(41)을 따라서 함께 병진 운동하게 강제된다.
따라서, 그립(55)이 회전 움직임을 겪게 되는 것을 피하고 병진 운동만을 하도록, 기계 전송 메커니즘(36)의 링크(link)가 블록(60)에 유리하게 고정된다.
그러한 상황에서, 예컨대 제어된 추력 시스템에 의해 발휘된 추력 증가를 요구하기 위해, 제1 회전 방향(103)으로 돌려지는 그립(55)은 움직일 수 있는 조립체(50)가 제1 방향으로 병진 운동하게 할 수 있다. 그에 반해, 예컨대 상기 추력 감소를 요구하기 위해, 제2 회전 방향(102)으로 돌려지는 그립(55)은 움직일 수 있는 조립체(50)가 제1 방향과는 반대인 제2 방향으로 병진 운동하게 할 수 있다.
제1 병진 방향(101)은 항공기의 전진 방향(AV)을 따라서 그리고 가장 가까운 단부(42)로부터 자유로운 단부(43) 쪽으로 실질적으로 연장할 수 있다. "실질적으로 전진 방향(AV)으로"라는 용어는, 예를 들면 병진 운동 방향이 전진 방향을 담고 있는 수직 평면에 평행하고, 항공기의 피칭(pitching) 축에 수직이라는 것을 의미한다.
더욱이, 그리고 도 3을 참조하면, 제1 회전 방향과 제2 회전 방향은 지시기(80)의 작동에 대응할 수 있다.
구체적으로 말하면, 항공기는 추력 값들을 주는 스케일(81)을 제공하는 지시기(80)를 포함할 수 있다. 더욱이, 이러한 지시기(80)는 회전 운동이 가능하고, 이러한 스케일에서의 현재 추력 값, 즉 추력 시스템들에 의해 발생되는 추력에 관한 값을 가리키는 포인터(83)를 가진다. 이러한 포인터(83)는 추력이 증가할 때는 제1 움직임 방향(105)으로 돌고, 추력이 감소할 때에는 제2 움직임 방향(106)으로 돈다. 제2 움직임 방향(106)은 제1 움직임 방향(105)과 반대이다.
그러한 상황에서, 그리고 적용된 방법에 따라, 제어된 추력 시스템(10)에 의해 발휘된 추력을 증가시키기 위해, 조종사는 제1 방향으로 스틱(41)을 따라서 병진 운동(101)이 이루어지게 하기 위해 제1 회전 방향(103)으로 그립(55)을 돌릴 수 있거나, 제어된 추력 시스템(10)에 의해 발휘된 추력을 감소시키기 위해, 제2 방향으로 스틱(41)을 따라서 병진 운동(108)이 이루어지게 하기 위해 제2 회전 방향(104)으로 그립(55)을 돌릴 수 있다.
더 구체적으로, 제1 회전 방향(103)은 제1 움직임 방향(105)과 동일할 수 있고, 제2 회전 방향(104)은 제2 움직임 방향(106)과 동일할 수 있다.
그러므로 움직일 수 있는 조립체를 작동시키는 것은 매우 직관적이다.
더욱이, 이러한 움직일 수 있는 조립체는 2개의 말단 위치들 사이와, 그리고 예를 들면 제1 받침대(201)와 제2 받침대(202) 사이에서 움직여질 수 있다.
예를 들면, 움직일 수 있는 조립체가 작동하지 않을 때에는, 상기 움직일 수 있는 조립체(50)가 도 1에는 도시되지 않은 "집중된(centered)" 위치(P0SO)에 있을 수 있다. 이러한 집중된 위치에서는, 움직일 수 있는 조립체(50)가 제1 받침대(201)와 제2 받침대(202)로부터 같은 거리에 있다.
움직일 수 있는 조립체(50)가 제어 액추에이터(14)의 전체 작동 범위를 커버하기 위해 미리 정해진 제어 진폭을 통해 움직일 수 있는 조립체(50)의 움직임을 요구하는 적어도 하나의 제어 액추에이터(14)를 제어하기 위한 것이라면, 상기 거리는 상기 제어 진폭과 같다. 집중된 위치(P0SO)로부터 시작해서, 상기 제어 진폭을 통한 움직일 수 있는 조립체의 병진 움직임 후, 제1 받침대(201) 또는 제2 받침대(202)가 움직일 수 있는 조립체(50)에 의해 도달된다.
도 4는 본 발명의 항공기(1)를 보여준다. 항공기(1)는 적어도 하나의 추력 시스템(10)을 제어하기 위해 적어도 하나의 제어 부재(40)를 가진다. 이러한 추력 시스템은 항공기(1)가 움직이게 할 수 있는 추력을 발휘한다.
항공기(1)는 테일(3)로부터 노즈(4)까지 항공기의 진행 방향(AV)을 따라 세로로 연장하는 동체(2)를 포함한다.
항공기(1)는 회전익기일 수 있다. 그러한 상황에서, 항공기는 그것에 양력과 가능하게는 추진력도 제공하는 데 적어도 부분적으로 기여하는 적어도 하나의 로터(3)를 가진다. 그러한 로터(3)는 동체(2)에 의해 운반되어질 수 있다. 로터는 복수의 가변 피치 블레이드를 가진다.
더욱이, 항공기는 적어도 그것의 전진 방향으로 추력을 발휘하에 알맞은 적어도 하나의 추력 시스템을 또한 가진다. 예를 들면, 항공기(1)는 2개의 프로펠러(11, 12)가 제공된 2개의 추력 시스템(10)을 가진다. 2개의 프로펠러(11, 12)는 동체의 반대쪽 사이드들에서 가로로 배치될 수 있고, 윙(7)에 의해 운반되어질 수 있다.
프로펠러(11, 12) 각각은 복수의 가변 피치 블레이드(13)를 가진다.
프로펠러(11, 12)와 로터(3)는 기존 파워 플랜트(15)에 의해 회전될 수 있다. 그러한 파워 플랜트는 예를 들면 다양한 파워 전송 기어박스와 함께 적어도 하나의 엔진을 포함할 수 있다.
조종사에 의해 피봇 가능하게 하기 위해, 상공기는 기존 방식으로 주기적으로 로터(3)의 블레이드들의 피치를 변화시키기 위해 조종사에 의해 작동 가능한 주기적 제어(cyclic control)(5)를 가진다. 이러한 주기적 제어(5)는 예를 들면 기존 주기적 스틱의 형태를 가질 수 있다.
게다가, 항공기는 기존 방식으로 로터(3)의 블레이드들의 피치를 집합적으로 변화시키기 위해 조종사에 의해 작동 가능한 컬렉티브 제어(7)를 가진다. 이러한 컬렉티브 제어는 예를 들면 컬렉티브 피치 스틱의 형태를 가질 수 있다.
컬렉티브 제어 및 제어 부재(40)는 하나의 조각(piece)으로 된 장비를 형성할 수 있다.
게다가, 항공 전자 공학 제어 인터페이스(18)는 조종사가, 예컨대 프로펠러의 블레이드에 관한 평균 피치를 변화시킴으로써, 프로펠러가 발휘한 추력을 집합적으로 변화하게 할 수 있다. 그러한 상황에서, 제어 시스템(16)은 예를 들면 하나의 프로펠러틔 블레이드들의 피치가 예를 들면 차동 피치의 절반에 평균 피치를 더한 합과 같고, 나머지 프로펠러의 블레이드의 피치가 예를 들면 평균 피치와 차동 피치의 절반 사이의 차이와 같도록 차동 피치를 변화시키는 역할을 할 수 있다.
이러한 상황에서, 본 발명의 제어 부재(40)는 예를 들면 항공 전자 공학 제어 인터페이스(18)가 고장인 경우 또는 조종사 훈련 동안에 평균 피치가 제어되게 할 수 있는 비상 시스템을 나타낼 수 있다. 컬렉티브 제어(7)는 제어 부재(40)의 스틱(41)을 포함할 수 있다. 항공 전자 공학 제어 인터페이스는 이러한 스틱(41)에 의해 운반될 수 있다.
그렇지만, 본 발명의 제어 부재(40)는 예컨대 제트(jet)로부터의 추력을 제어하기 위해, 다른 타입의 항공기에 또한 배치될 수 있다.
도 5는 도 5에 도시된 타입의 항공기에서의 조종(piloting) 아키텍처를 보여주는 그림이다.
이러한 아키텍처에서, 프로펠러 각각의 블레이드(13)의 피치가 수정될 수 있다. 그러므로 항공기는 프로펠러 각각에 관한 액추에이터를 가지고, 이러한 액추에이터는 편의상 "제어" 액추에이터(14)라고 부르며, 명령을 받아서 연관된 블레이드의 피치를 변화시키는 역할을 한다.
제어 액추에이터(14)는 편의상 "움직임 전송 연결 장치(linkage)"(20)라고 부르는 기존 제어 시스템에 의해 제어된다. 이러한 움직임 전송 연결 장치(20)는 제어 시스템(16)에 의해, 그리고 제어 인터페이스(18)에 의해 제어될 수 있다.
예를 들면, 제어 인터페이스(18)는 움직임 제어 연결 장치의 적어도 하나의 액추에이터(17)에 전송되는 신호를 발생시키는 항공 전자 공학 제어일 수 있다. 그러한 액추에이터는 편의상 "조종(piloting)" 액추에이터라고 부른다.
그러한 상황에서, 조종 액추에이터들과 페달들은 혼합 유닛(22)에 기계적으로 연결되고, 이러한 혼합 유닛(22)은 제어 액추에이터(14) 각각에 연결되어 있다. 혼합 유닛(22)은 기존 혼합 유닛의 형태를 가질 수 있다.
더욱이, 이러한 아키텍처는 특히 제어 인터페이스(18)의 고장시 사용될 수 있는 비상 기계적 시스템을 제공한다.
이러한 비상 기계적 시스템은 본 발명의 적어도 하나의 제어 부재(40)를 포함한다. 도 5는 조종사가 작동할 수 있는 제어 부재(40)와, 부조종사가 작동할 수 있는 제어 부재(40)의 가능한 존재를 보여준다.
제어 부재(40)는 각각 병진 운동이 가능하고, 움직임 전송 메커니즘(36)을 통해 단일 레버(31)에 기계적으로 연결되는 움직일 수 있는 조립체(50)를 가진다. 그러므로 이러한 레버(31)는 첫 번째로는 각각의 움직임 전송 메커니즘(36)에 힌지되고, 두 번째로는 움직임 전송 연결 장치(20)에 힌지된다.
게다가, 그러한 레버는 요구시 레버(31)가 작동하지 않게 하는 잠금 시스템(37)과 협력한다.
레버가 정상적인 작동 상태에서 작동하지 않을 때에는, 그러한 레버가 조종 액추에이터(17)를 위한 고정기 포인트(anchor point)로서의 역할을 한다. 그러므로 조종 액추에이터(17)의 상태 변경은 혼합 유닛의 움직일을 일으킨다. 그럴 경우 제어 부재는 제어 액추에이터들을 제어하지 않는다. 각각의 제어 부재의 움직일 수 있는 조립체는 그것들 각각의 기준(reference) 프레임들에서 정지되어 있다.
그에 반해서, 잠금 시스템(37)이 레버(31)를 풀 때에는, 움직일 수 있는 조립체(50)의 병진 움직임이 혼합 유닛(22)의 움직임을 일으킨다.
도 6은 도 2 아키텍처의 다양한 부재들을 보여준다.
도 6에서, 제어 부재(40)의 각각의 움직일 수 있는 조립체(50)는 움직임 전송 메커니즘(36)을 통해 공통 레버(31)에 연결된다. 그러한 전송 메커니즘은 지지체(362)에 맞서 버티는 시스(sheath)(361)를 포함할 수 있다. 더욱이, 이러한 움직임 전송 메커니즘(36)은 움직일 수 있는 조립체(50)와 레버(31)에 고정되기 위해, 그러한 시스를 따라서 이동하는 블레이드 또는 케이블을 가질 수 있다.
더욱이, 레버(31)는 피봇 축(AX1) 주위에서 회전 운동하는 자유도를 레버(31)에 주는 힌지를 통해 항공기의 정지되어 있는 부재에 힌지된다. 그러한 레버는 2개의 단부 존(32, 33) 사이에서 옆으로 연장하고, 그 경우 피봇 축(AX1)은 이들 2개의 단부 존(32, 33) 사이에 위치한다.
그러한 상황에서, 움직임 전송 메커니즘(36) 각각은 피봇 축(AX1)과 특별한 외부 존 사이에서 레버(31)에 임의로 힌지된다.
더욱이, 임의의 잠금 시스템(37)이 요청시 레버(31)가 잠금이 이루어지게 할 수 있다. 이러한 잠금 시스템(37)은 블로킹(blocking) 핑거(38)를 구성하는 한쪽 단부를 갖는 로드를 가질 수 있다. 이러한 블로킹 핑거(38)는 레버(31)가 그것의 피봇 축(AX1) 주위에서 피봇하는 것을 방지하기 위해, 레버(31)의 오리피스(39)에 삽입될 수 있다. 이러한 로드는 또한 손잡이 수단(380)을 포함할 수 있다. 그러한 상황에서, 조종사는 레버(31)를 풀기 위해, 오리피스(39)로부터 블로킹 핑거를 빼내기 위해 손잡이 수단(380)을 붙잡을 수 있다.
또 다른 양태에서는, 움직임 전송 연결 장치(20)가 피봇 축(AX1)과 동일한 특별한 단부 존 사이에서 레버(31)에 힌지된다. 레버(31)가 블로킹 핑거(38)에 의해 잠금이 이루어질 때에는, 그러한 레버가 움직임 전송 연결 장치에 관한 고정기 포인트로서의 역할을 한다.
도 6에 도시된 구현예에서는, 움직임 전송 연결 장치(20)가 제어 인터페이스(18)에 의해 또는 실제로는 오토파일럿(autopilot) 시스템에 의해 제어된 적어도 하나의 조종 액추에이터(17)를 포함한다. 더욱이, 이러한 움직임 전송 연결 장치(20)는 링크(link), 크랭크(crank), 혼합 유닛(22) 등을 포함할 수 있다. 혼합 유닛(22)은 볼(ball) 제어에 의해, 또는 링크에 의해 제어 액추에이터(14)에 연결될 수 있다. 이러한 움직임 전송 연결 장치(20)는 개략적으로 도시되어 있다.
그러한 상황에서, 잠금 시스템이 레버(31)를 잠글 때에는, 조종 액추에이터(17)가 상태를 변경하기 위해 제어되고, 제어 액추에이터(14) 각각에 연결된 기계적 명령에 의한 움직임 지시를 전송하도록 제어된다. 그런 다음 레버(31)는 제어 부재(40)로부터 움직임 전송 연결 장치를 분리시킨다.
조종사가 잠금 시스템(37)을 작동시켜 레버(37)를 풀 때에는, 움직일 수 있는 조립체(50)의 움직임이 움직임 전송 메커니즘(36)의 적어도 하나의 링크가 움직이게 하고, 이로 인해 레버(31)가 피봇하게 하며, 따라서 움직임 전송 연결 장치(20)의 부재들을 움직이게 하고 마지막으로 제어 액추에이터(14)의 각각의 입력을 움직이게 한다.
한편, 본 발명은 그 구현시 다양한 변형을 받을 수 있다. 일부 실시예들이 설명되었지만, 본 실시예들이 모든 가능한 실시예를 전부 제시하는 것으로 볼 수 없다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 따라서 설명된 임의의 수단을 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 균등한 수단으로 교체하는 것을 당연히 고려할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 조종사가 작동시키는 제어 부재(40)로서,
    상기 제어 부재(40)는 항공기(1)에서 추력을 발휘하는 추력 시스템(10)을 제어하기 위한 것이고, 스틱(41)과 움직일 수 있는 조립체(50)를 포함하며, 상기 움직일 수 있는 조립체(50)는 스틱(41) 상에 배치되고 상기 스틱(41)에 대해 움직여질 수 있으며, 그립(55)을 포함하고,
    상기 그립(55)을 상기 스틱(41) 주위에서 돌리는 것이 상기 그립(55)과 상기 움직일 수 있는 조립체(50)가 상기 스틱(41)을 따라서 병진 운동하게 하도록, 상기 그립(55)이 나선형 링크(57)에 의해 상기 스틱(41)에 연결되어 있고,
    상기 그립(55)은 제1 병진 방향(101)과, 상기 제1 병진 방향(101)과 반대인 제2 병진 방향(102) 모두에서의 병진 움직임으로 움직여질 수 있는, 제어 부재.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 부재(40)는 움직임 전송 메커니즘(36)을 포함하고,
    상기 움직임 전송 메커니즘(36)은 상기 움직일 수 있는 조립체(50)에 기계적으로 고정되는 적어도 하나의 움직일 수 있는 링크를 포함하는, 제어 부재.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 움직일 수 있는 조립체(50)는 상기 그립(55)과 협력하는 블록(60)을 포함하고, 상기 그립(55)은 상기 블록(60)에 대하여 그리고 상기 스틱 둘레에서 회전 운동하는 자유도를 상기 그립(55)에 주는 피봇 연결(62)을 통해 상기 블록(60)에 힌지되며, 상기 블록(60)은 슬라이드웨이 연결(65)에 의해 상기 스틱(41)에 탑재되고, 상기 블록(60)은 상기 스틱(41)에 대해서만 병진 움직임이 가능하고, 상기 그립(55)은 상기 블록(60)에 대하여 회전 움직임이 가능하고 상기 블록(60)과 병진 운동하게 강제되어 있으며, 상기 움직임 전송 메커니즘(36)은 상기 블록(60)에 고정되어 있는, 제어 부재.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 움직일 수 있는 조립체(50)는 제어 액추에이터(14)의 전체 작동 범위를 커버하기 위해, 제어 진폭 전반에 걸쳐 움직일 수 있는 조립체(50)의 움직임을 요구하는 제어 액추에이터(14)를 제어하고,
    움직일 수 있는 조립체(50)가 작동중이지 않을 때에는 상기 움직일 수 있는 조립체(50)가 제1 받침대(201)와 제2 받침대(202) 사이의 집중된(centered) 위치(POSO)에 있고, 상기 제1 받침대(201)와 상기 제2 받침대(202)는 상기 제어 진폭 전반에 걸쳐 병진 운동하는 움직일 수 있는 조립체의 결과로서, 상기 집중된 위치(POSO)로부터 상기 움직일 수 있는 조립체(50)에 의해 도달되는, 제어 부재.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 스틱(41)은 가장 가까운 단부(42)로부터 자유로운 단부(43)까지 세로로 연장하고, 상기 가장 가까운 단부(42)에는 피봇 축(AX2)에 대하여 회전 운동하는 자유도를 상기 스틱에 주는 힌지(70)가 제공되며, 상기 제1 병진 방향(101)은 상기 가장 가까운 단부(42)로부터 상기 자유로운 단부(43) 쪽으로 진행하는 방향인, 제어 부재.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 스틱(41)은 가장 가까운 단부(42)로부터 자유로운 단부(43)까지 세로로 연장하고, 상기 가장 가까운 단부(42)에는 피봇 축(AX2)에 대하여 회전 운동하는 자유도를 상기 스틱에 주는 힌지(70)가 제공되며, 상기 그립(55)은 상기 가장 가까운 단부(42)와 상기 자유로운 단부(43) 사이에 배치되고, 상기 스틱(41)을 그것의 피봇 축(AX2) 주위에서 피봇시키는 것이 상기 스틱(41)을 따라서 상기 그립(55)의 움직임을 일으키지 않도록 상기 그립(55)은 상기 스틱(41)과는 독립적인, 제어 부재.
  7. 추력을 발휘하는 적어도 하나의 추력 시스템(10)을 가지는 항공기(1)로서,
    상기 추력은 적어도 하나의 제어 액추에이터(14)에 의해 변화되고, 상기 제어 액추에이터(14)는 상기 제어 액추에이터(14)에서 끝나는 움직임 전송 연결 장치(20)에 의해 제어되며,
    상기 항공기(1)는 제1 항에 따른 적어도 하나의 제어 부재(40)를 포함하고, 상기 제어 부재(40)는 움직임 전송 연결 장치(20)에 기계적으로 연결되어 있으며 상기 움직임 전송 연결 장치(20)를 움직이게 설계되어 있는, 항공기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 움직임 전송 연결 장치(20)는 적어도 하나의 조종 액추에이터(17)를 포함하고,
    상기 조종 액추에이터(17)는 조종사가 작동 가능한 항공 전자 공학 제어 인터페이스(18)에 의해 제어되는, 항공기.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 항공기(1)는 프로펠러(11, 12)를 가지는 2개의 추력 시스템(10)을 가지고, 추력 시스템의 프로펠러(11, 12) 각각에 의해 발휘된 추력은 프로펠러 블레이드(13)의 피치를 수정함으로써 제어되며,
    상기 항공기(1)는 상이한 방식으로 2개의 프로펠러에 의해 발휘된 추력을 수정하기 위해 조종사가 작동 가능한 제어 시스템(16)을 포함하고, 상기 제어 부재(40)는 2개의 프로펠러에 의해 발휘된 추력들이 동일한 방식으로 수정되는 것을 가능하게 하며, 상기 움직임 전송 연결 장치(20)는 제어 부재(40), 제어 시스템(16), 및 또한 2개의 프로펠러(11, 12)에 연결된 적어도 하나의 혼합 유닛(22)을 포함하고, 상기 혼합 유닛(22)은 제어 부재(40)에 의해 발생된 움직임과 상기 제어 시스템(16)에 의해 발생된 움직임을 기계적으로 결합하는, 항공기.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제어 부재(40)는 상기 움직일 수 있는 조립체(50)에 고정된 움직임 전송 메커니즘(36)을 포함하고, 레버(31)가 첫 번째로는 상기 움직임 전송 메커니즘(36)에 힌지되고, 두 번째로는 상기 움직임 전송 연결 장치(20)에 힌지되며,
    상기 레버(31)는 피봇 축(AX1) 주위에서 피봇 움직임이 가능한, 항공기.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 항공기(1)는 복수의 제어 부재(40)를 포함하고,
    상기 복수의 제어 부재(40) 각각은 연관된 제어 부재의 움직일 수 있는 조립체(50)에 연결된 움직임 전송 메커니즘(36)을 가지며, 상기 움직임 전송 메커니즘(36) 각각은 상기 레버(31)에 힌지되어 있는, 항공기.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 피봇 축(AX1)은 상기 레버(31)의 2개의 단부 존(end zone)(32, 33) 사이에 있고,
    상기 움직임 전송 메커니즘(36)과 상기 움직임 전송 연결 장치(20)는 상기 피봇 축(AX1)과 동일한 단부 존(33) 사이에서 상기 레버(31)에 힌지되어 있는, 항공기.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 항공기(1)는 정상 작동시 상기 레버(31)를 잠금 상태로 하기 위해 조종사가 작동 가능한 잠금 시스템(37)을 포함하는, 항공기.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 잠금 시스템(37)에는 병진 운동이 가능한 블로킹 핑거(38)와 상기 레버(1)에서의 오리피스(39)를 포함하는 기계 시스템이 제공되고,
    상기 블로킹 핑거(38)는 정상 작동에서는 상기 레버(31)가 피봇하는 것을 방지하기 위해 상기 오리피스(39)에서 맞물리며, 수동 작동에서는 상기 레버(31)가 피봇하는 것을 허용하기 위해 상기 오리피스(39)로부터 분리되어 있는, 항공기.
  15. 제7 항에 따른 항공기(1)의 추력 시스템(10)을 제어하는 방법으로서,
    상기 방법은 상기 추력 시스템(10)에 의해 발휘된 추력을 증가시키기 위해, 제1 병진 방향(101)으로 스틱(41)을 따라서 병진 운동하게 하기 위해, 제1 회전 방향(103)으로 그립(55)을 돌리는 단계와, 상기 추력 시스템(10)에 의해 발휘된 추력을 감소시키기 위해 제2 병진 방향(102)으로 상기 스틱을 따라서 병진 운동하게 하기 위해, 제2 회전 방향(104)으로 상기 그립(55)을 돌리는 단계를 포함하는, 제어 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 항공기(1)는 추력 값들을 예시하는 스케일(scale)(81)을 제공하는 지시기(80)와, 상기 스케일 상의 현재 추력 값을 가리키는 포인터(83)를 포함하고,
    상기 포인터(83)는 추력이 증가할 때에는 제1 움직임 방향(105)으로 돌아가고, 상기 추력이 감소할 때에는 제2 움직임 방향(106)으로 돌아가며, 상기 제1 회전 방향(103)은 상기 제1 움직임 방향(105)과 동일하고, 상기 제2 회전 방향(104)은 상기 제2 움직임 방향(106)과 동일한, 제어 방법.
KR1020170163381A 2016-11-30 2017-11-30 제어 부재, 회전익기, 및 방법 KR101977153B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1601695A FR3059297B1 (fr) 2016-11-30 2016-11-30 Organe de commande, aeronef a voilure tournante et procede
FR1601695 2016-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180062430A true KR20180062430A (ko) 2018-06-08
KR101977153B1 KR101977153B1 (ko) 2019-05-10

Family

ID=57796396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170163381A KR101977153B1 (ko) 2016-11-30 2017-11-30 제어 부재, 회전익기, 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10737775B2 (ko)
EP (1) EP3330177B1 (ko)
KR (1) KR101977153B1 (ko)
CN (1) CN108116674B (ko)
FR (1) FR3059297B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10689096B2 (en) * 2018-02-26 2020-06-23 Bell Helicopter Textron Inc. Adjustable cyclic stick
CN109018431B (zh) * 2018-08-13 2020-02-18 燕山大学 一种主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器
CN109625247A (zh) * 2018-11-30 2019-04-16 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种可调节飞机侧杆臂托
FR3093077B1 (fr) 2019-02-27 2021-01-22 Airbus Helicopters dispositif de renvoi assisté et aéronef
US20240140592A1 (en) * 2022-10-27 2024-05-02 Lockheed Martin Corporation Folding control stick and locking mechanism

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514212A (en) * 1948-08-25 1950-07-04 Firestone Tire & Rubber Co Control lever for aircraft and the like
GB790560A (en) * 1955-06-02 1958-02-12 Saunders Roe Ltd Improvements in helicopters

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2788676A (en) * 1953-03-19 1957-04-16 Harley Davidson Motor Co Inc Twist grip bowden wire operator
FR1318834A (fr) * 1961-02-01 1963-02-22 Gen Electric Co Ltd Perfectionnements aux systèmes électriques destinés à fournir une représentation numérique de la position d'un élément mobile
FR1518834A (fr) * 1967-02-10 1968-03-29 Sud Aviation Agencement de contrôle d'un combiné hélicoptère-autogire à sustentation et propulsion par réaction et commandes s'y rapportant
US3936015A (en) * 1974-06-28 1976-02-03 United Technologies Corporation Retractable collective pitch stick
US4241687A (en) * 1978-11-13 1980-12-30 Outboard Marine Corporation Throttle control for a marine propulsion device
US5340342A (en) * 1993-06-02 1994-08-23 Brunswick Corporation Universal tiller handle with shift and throttle
US5370017A (en) * 1993-07-07 1994-12-06 Krauer; Alwin Handlebar cable control with biased return feature
US7770490B1 (en) * 2006-03-31 2010-08-10 Streamline Designs Inc. Motor throttle assembly
US7775136B2 (en) * 2007-08-13 2010-08-17 Schwulst Kyle E E Twist-grip handlebar controller
CN101723091B (zh) * 2009-12-16 2012-04-18 李游 旋翼直升机的旋翼变距控制装置
US9067672B2 (en) * 2012-02-10 2015-06-30 Bell Helicopter Textron Inc. Pilot control system with pendent grip
FR2991663B1 (fr) * 2012-06-07 2014-06-13 Sagem Defense Securite Minimanche de pilotage d'un aeronef
PL2979978T3 (pl) * 2014-07-31 2017-02-28 Airbus Helicopters Deutschland GmbH Układ sterowania do sterowania skokiem zbiorowym i skokiem cyklicznym łopat wirnika wielopłatowego w wiropłacie
FR3027871B1 (fr) 2014-10-30 2018-03-23 Airbus Helicopters Dispositif mecanique pour combiner au moins un premier ordre et un deuxieme ordre de commande, et aeronef muni d'un tel dispositif
CN204489183U (zh) * 2014-12-17 2015-07-22 中国航空动力机械研究所 桨距操纵杆结构

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514212A (en) * 1948-08-25 1950-07-04 Firestone Tire & Rubber Co Control lever for aircraft and the like
GB790560A (en) * 1955-06-02 1958-02-12 Saunders Roe Ltd Improvements in helicopters

Also Published As

Publication number Publication date
KR101977153B1 (ko) 2019-05-10
CN108116674B (zh) 2020-12-29
EP3330177B1 (fr) 2019-04-24
CN108116674A (zh) 2018-06-05
EP3330177A1 (fr) 2018-06-06
US20180148167A1 (en) 2018-05-31
US10737775B2 (en) 2020-08-11
FR3059297B1 (fr) 2018-11-09
FR3059297A1 (fr) 2018-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101977153B1 (ko) 제어 부재, 회전익기, 및 방법
US8272599B2 (en) Control lever assembly for a tilt-rotor aircraft
US8812177B2 (en) Integrated aircraft flight control units
EP2626296B1 (en) Pilot control system with compact gimbal mechanism
US4134560A (en) Helicopter control device
US9150306B2 (en) Control lever for controlling a rotary wing, a mechanical control system including said control lever, and an aircraft
EP2626299A1 (en) Pilot control system with adjustable pedals
EP2626300B1 (en) Pilot control system with hand rest
EP1918195A1 (en) Rudder pedal assembly with non-parallel slide rails
US11167837B2 (en) Aircraft with outboard throttle quadrant arrangements
US11377200B2 (en) Apparatus and method for piloting an aircraft
EP2626301B1 (en) Pilot control system with pendent grip
BR102017024208A2 (pt) Dispositivo para gerenciar a energia mecânica de uma aeronave, que tem um sistema auxiliar de gerenciamento de energia, aeronave relacionada e processo
US4819896A (en) Hand-operated aircraft control system
US10293919B2 (en) Flight control device for an aircraft
EP4173946A1 (en) Flight simulator
KR101625148B1 (ko) 듀얼식 헬리콥터 비행 조종 장치
CN114940259A (zh) 飞行器的控制系统以及相关联的飞行器
EP4201810A1 (en) Electromechanical blade pitch control
KR101983203B1 (ko) 전기 제어 부재, 회전익기, 및 방법
US11117654B2 (en) Tail rotor cyclic control for pitch attitude adjustment
CN219565448U (zh) 飞行器操纵组件
US20230286645A1 (en) Aircraft control input device and command input method using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right