KR20190038694A - Offsetting torque single rotor helicopter by discharging air - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 테일 로터를 배제시켜 단일의 메인 로터만으로 구성되는 싱글 로터 헬리콥터에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 메인 로터의 하방에 회전 팬을 구비하고, 회전 팬의 회전으로 형성되는 공기의 흐름을 제어하는 복수 개의 에어 노즐을 구비하도록 구성되어 메인 로터의 회전으로 발생하는 토크를 상쇄시키는 안티 토크 기술이 적용되는 싱글 로터 헬리콥터에 관한 것이다.The present invention relates to a single rotor helicopter including a single main rotor by eliminating a tail rotor, and more particularly, to a single rotor helicopter including a rotating fan disposed below a main rotor and controlling a flow of air formed by rotation of the rotating fan To a single rotor helicopter to which an anti-torque technique for canceling a torque generated by rotation of a main rotor is applied.
일반적으로 헬리콥터에는 크기 및 기능이 다른 두 개의 로터가 장착되며, 이 중 크기가 크고 기체의 본체 부분에 장착되는 로터를 메인 로터, 크기가 작고 기체의 꼬리 부분에 장착되는 로터를 테일 로터라 지칭한다.Generally, a helicopter is equipped with two rotors of different size and function. Among them, the rotor, which is large in size and mounted on the body portion of the airframe, is referred to as a main rotor, and the rotor which is small in size and mounted on the tail portion of the airframe is referred to as a tail rotor .
상기 메인 로터는 지면과 수평하게 장착되어 축 회전함으로써 기체를 상승시키는 양력과 기체를 이동시키는 추력을 발생시키게 되나 일 방향으로의 지속적인 회전에 의하여 기체를 회전시키는 토크를 발생시키는 문제가 있으며, 지면과 수직하게 장착되어 축 회전하는 테일 로터는 메인 로터의 회전에 의하여 발생되는 토크를 상쇄시키기 위한 안티 토크를 형성하여 이러한 문제를 해결한다.The main rotor is installed horizontally with the ground and rotates by a shaft, thereby generating a thrust force for moving the gas and a lift force for raising the gas. However, there is a problem of generating a torque for rotating the gas by continuous rotation in one direction, The vertically mounted and rotating shaft rotors solve this problem by forming anti-torque to offset the torque generated by rotation of the main rotor.
그러나 이러한 테일 로터는 기체의 구조를 복잡화시키는 문제가 있고, 그 위치 및 구조상 인명 사고를 야기할 수 있는 위험성이 있으며, 비행 중 고장 또는 손상될 경우 안정성 저하로 인해 기체가 추락할 가능성이 상승하게 되는 문제가 있는 등의 새로운 문제를 발생시키게 되므로 테일 로터를 구비하지 않고도 안정적으로 비행 가능한 헬리콥터를 개발하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으며, 이와 관련된 발명으로는 대한민국 공개특허공보 제1993-0007758호의 “이중반전 헬리콥터” 및 대한민국 등록특허공보 제10-0822366호의 “틸트 로터-윙 항공기”, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0073617호의 “멀티 로터 비행체” 및 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0058523호의 “멀티콥터”가 제안되어 공개된 바 있다.However, such a tail rotor has a problem of complicating the structure of the gas, poses a risk that it may cause personal injury due to its location and structure, and in case of failure or damage during flight, There have been developed various techniques for developing a helicopter capable of stably flying without a tail rotor, and related inventions are disclosed in Korean Patent Publication No. 1993-0007758 entitled " Dual Inversion A tilt rotor-wing aircraft "of Korean Patent Registration No. 10-0822366, a" multi-rotor flight vehicle "of Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0073617, and a multi-rotor flight vehicle of Korean Patent Application No. 10-2017-0058523 Copter "has been proposed and published.
상기 대한민국 공개특허공보 제1993-0007758호의 “이중반전 헬리콥터”에는 헬리콥터의 동체에 설치된 엔진의 출력을 클러치를 통하여 베벨 기어에 전달하고, 베벨 기어에 의하여 상반되게 회전되는 이중 회전축에 주로터를 상하 이중으로 상반되어 회전 가능하게 설치하여 토크를 상쇄시킬 수 있고 상하 주로터 피치각의 조절에 의하여 임의 방향으로 회전할 수 있으며, 이에 따라 꼬리로터를 구동하던 동력이 절감되어 적은 동력으로 비행할 수 있고 구조가 간단하고 꼬리로터로 인한 사고를 방지할 수 있어 안전성이 향상되는 헬리콥터에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-0822366호의 “틸트 로터-윙 항공기”에는 로터를 구비한 나셀이 틸팅 가능하도록 구성되어 동체에 전진 방향으로 추력을 발생시키는 고정익 모드 또는 상기 동체에 수직 방향으로 추력을 발생시키는 회전익 모드로 비행 가능한 항공기에 관한 발명이 제안되었다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 1993-0007758 entitled " Double Inversion Helicopter ", the output of an engine installed on a body of a helicopter is transmitted to a bevel gear through a clutch, a double rotary shaft is rotated counterclockwise by a bevel gear, It is possible to cancel the torque and to rotate in any direction by adjusting the pitch angle of the upper and lower main parts. Accordingly, it is possible to reduce the power driving the tail rotor, In the "tilt rotor-wing aircraft" of Korean Patent Registration No. 10-0822366, a nacelle with a rotor is tilted and a tilting rotor A fixed-wick mode or phase that generates thrust in the forward direction on the body This invention relates to a rotary-wing aircraft can fly mode that generates thrust in the direction perpendicular to the fuselage has been proposed.
또한, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0073617호의 “멀티 로터 비행체”에는 프로펠러, 상기 프로펠러를 구동하기 위한 동력부를 각각 구비하는 복수의 로터 유닛, 상기 복수의 로터 유닛을 상호 연결하는 연결부재, 상기 몸체에 설치되고 상기 연결부재를 가동하여 상기 복수의 로터 유닛을 상기 몸체에 대해 일제히 동일한 각도로 기울어지게 하는 액츄에이터를 갖는 스티어링 유닛을 포함하여 구성되어 비행시에 신속하게 진행 방향을 변경할 수 있고 진행 방향 변경시에도 몸체의 수평 유지가 가능한 비행체에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0058523호의 “멀티콥터”에는 프레임을 중심으로 방사상 방향으로 길게 수평을 이루면서 신장되는 한 쌍의 제1 붐대 및 한 쌍의 제2 붐대와 각 붐대에 연결되어 수직 방향의 양력을 발생시키는 복수 개의 프로펠러를 포함하여 구성되어 컴팩트한 비행자세 및 프로펠러 하향풍에 저항이 없는 비행체에 관한 발명이 제안되었다.In addition, the "multi-rotor flight vehicle" of Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0073617 includes a plurality of rotor units each having a propeller, a power unit for driving the propeller, a connecting member interconnecting the plurality of rotor units, And a steering unit mounted on the body and having an actuator for moving the connecting member to tilt the plurality of rotor units at the same angle with respect to the body at the same time, An invention relating to a flying body capable of keeping the body horizontal even when the direction is changed has been proposed, and Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0058523 discloses a multi-copter in which a pair of long and horizontally elongated frames And a pair of second boom bars connected to the respective boom bars, This invention relates to a non-resistant compact attitude and down-wind propeller aircraft is configured to include a plurality of propeller for generating power have been proposed.
그러나 상기와 같은 종래 발명들 중 테일 로터를 대신하여 메인 로터의 개수가 늘어나는 멀티 로터형 비행체의 경우에는 기체의 크기가 증가되는 문제가 발생하고, 테일 로터를 대신하여 메인 로터를 상하 이중으로 설치하는 이중반전 로터형 비행체의 경우에는 기체의 체고가 높아지는 문제가 발생하며, 틸팅 로터형 비행체의 경우에는 제작비용이 지나치게 상승하고, 출력대비 탑재량 및 기체중량대비 탑재량이 테일 로터가 장착되는 헬리콥터에 비해 훨씬 낮아지는 문제가 발생한다.However, in the case of a multi-rotor type air vehicle in which the number of main rotors increases in place of the tail rotor, there arises a problem that the size of the airframe increases. In place of the tail rotor, In the case of a double-inverted rotor type aircraft, there is a problem that the height of the airframe is increased. In the case of a tilting rotor type flying body, the manufacturing cost is excessively increased, and compared with the helicopter in which the tail rotor- The problem of lowering occurs.
따라서, 테일 로터가 장착되는 일반적인 헬리콥터의 장점은 그대로 유지 가능하되, 테일 로터를 배제시킴으로써 테일 로터가 가지는 단점은 모두 해소 가능한 헬리콥터에 관한 발명이 요구되는 실정이다.Therefore, the merit of a general helicopter in which a tail rotor is mounted can be maintained, but a helicopter capable of eliminating the disadvantages of the tail rotor by eliminating the tail rotor is required.
본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터는 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,The single rotor helicopter, which discharges air to cancel the torque according to the present invention, is a technology proposed to solve the problems of the related art as described above,
메인 로터의 회전에 의하여 발생하는 토크를 상쇄시켜 기체를 안정시키기 위해서는 테일 로터가 구비되어야 하나, 기체의 상방에 위치되어 인명 손상의 위험성이 낮은 메인 로터와는 달리 기체의 꼬리 부분 측면에 장착되는 테일 로터는 그 위치 및 구조상 인명 사고를 야기할 수 있는 위험성이 있고,In order to stabilize the gas by canceling the torque generated by the rotation of the main rotor, a tail rotor must be provided. However, unlike the main rotor, which is positioned above the gas and is low in risk of human injury, There is a risk that the rotor may cause personal injury due to its location and structure,
비행 중 테일 로터가 손상될 경우 안정성 저하로 인해 기체가 추락할 가능성이 상승하는 문제가 있으며,If the tail rotor is damaged during the flight, there is a problem that the possibility of the gas falling due to the stability deteriorates,
테일 로터가 미장착되는 멀티 로터 및 이중반전 로터 그리고 틸팅 로터 등의 비행체는 각각의 구조에 따른 새로운 문제가 발생하게 되므로, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.A multi-rotor, a double-reversing rotor, and a tilting rotor in which a tail rotor is not mounted are subject to new problems according to their respective structures. Therefore, the object of the present invention is to provide a solution to this problem.
본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터는 상기와 같은 목적을 실현하고자,In order to achieve the above-described object, a single-rotor helicopter for discharging air according to the present invention for canceling torque,
단일의 메인 로터가 구비되는 헬리콥터에 있어서,In a helicopter having a single main rotor,
상기 메인 로터의 하방에 구비되고, 축 회전하며 측방으로 공기의 흐름을 형성하는 회전 팬; 상기 회전 팬이 내입되는 중공이 형성되고, 복수 개의 통공이 측면에 형성되는 하우징; 상기 회전 팬을 중심으로 하여 방사형으로 배치되고, 상기 복수 개의 통공과 각각 연통되는 복수 개의 에어 노즐; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터를 제시한다.A rotary fan provided below the main rotor and rotating axially and forming a flow of air sideways; A housing in which a hollow is formed in which the rotary fan is inserted, and a plurality of through holes are formed in a side surface; A plurality of air nozzles radially arranged around the rotary fan and communicating with the plurality of through holes; The present invention provides a single rotor helicopter that discharges air to cancel a torque.
본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터는,The single rotor helicopter, which discharges air to cancel the torque according to the present invention,
일반적인 헬리콥터 기체의 꼬리 부분에 장착되는 테일 로터를 대신하여 메인 로터의 하방에 측방으로 공기의 흐름을 형성하는 회전 팬 및 하향 경사 방향으로 공기를 배출시키는 복수 개의 에어 노즐을 구비함으로써, 테일 로터의 위치 및 구조에 의한 인명 사고를 방지할 수 있는 효과가 발생하였고,It is possible to replace the tail rotor mounted on the tail portion of the general helicopter airframe with a rotary fan that forms a flow of air sideways below the main rotor and a plurality of air nozzles that discharge air in a downward oblique direction, And it is possible to prevent human accidents due to the structure,
메인 로터의 하방에 장착되는 위치 및 구조상 안정성이 증가하므로 손상 발생의 가능성이 감소하여 기체의 추락이 방지되는 효과가 발생하였으며,Since the position and structure stability of the main rotor are increased, the possibility of damages is reduced, and the fall of the gas is prevented.
메인 로터의 하방에 소형의 회전 팬 및 에어 노즐을 구비하는 간단한 구조를 가지므로, 테일 로터가 장착되는 일반적인 헬리콥터의 장점은 그대로 유지 가능하되, 테일 로터를 배제시킴으로써 테일 로터가 가지는 단점은 모두 해소 가능한 효과가 발생하였다.Since the turret has a simple structure including a small rotary fan and an air nozzle below the main rotor, the merit of a general helicopter in which the tail rotor is mounted can be maintained. However, by eliminating the tail rotor, the disadvantages of the tail rotor can be solved Effect occurred.
도 1은 본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터의 평면도.
도 2는 본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터의 일 실시예에 따른 회전 팬의 모습을 나타낸 사시도.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터의 회전 팬 및 에어 노즐 그리고 하우징에 의해 안티 토크가 형성되는 모습을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터의 메인 로터의 회전 방향이 반대 방향으로 형성되는 경우 회전 팬 및 에어 노즐 그리고 하우징에 의해 안티 토크가 형성되는 모습을 나타낸 예시도.1 is a plan view of a single-rotor helicopter for discharging air according to the present invention to cancel torque.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a rotating fan according to an embodiment of a single rotor helicopter that discharges air to cancel a torque according to the present invention. FIG.
3 (a) to 3 (c) are views showing a state in which anti-torque is formed by a rotating fan, an air nozzle, and a housing of a single rotor helicopter that discharges air to cancel the torque according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing an example in which anti-torque is formed by a rotating fan, an air nozzle and a housing when the rotation direction of the main rotor of the single rotor helicopter for canceling torque by discharging air according to the present invention is formed in the opposite direction .
본 발명은 테일 로터를 배제시켜 단일의 메인 로터(100)만으로 구성되는 싱글 로터 헬리콥터에 관한 것으로써,The present invention relates to a single rotor helicopter including only a single
단일의 메인 로터(100)가 구비되는 헬리콥터에 있어서,In a helicopter having a single
상기 메인 로터(100)의 하방에 구비되고, 축 회전하며 측방으로 공기의 흐름을 형성하는 회전 팬(110); 상기 회전 팬(110)이 내입되는 중공이 형성되고, 복수 개의 통공(121)이 측면에 형성되는 하우징(120); 상기 회전 팬(110)을 중심으로 하여 방사형으로 배치되고, 상기 복수 개의 통공(121)과 각각 연통되는 복수 개의 에어 노즐(130); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터에 관한 것이다.A rotating
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터는 단일의 메인 로터(100)가 구비되는 헬리콥터에 관한 것이다.First, a single rotor helicopter discharging air according to the present invention to cancel torque is related to a helicopter having a single
상기 싱글 로터 헬리콥터는 상기 메인 로터(100)의 회전에 의해 발생하는 양력으로 상승하고, 메인 로터(100)의 각도를 조절하여 이동하는 비행체로써, 테일 붐 및 테일 로터가 배제되는 점에서 일반적인 형태의 헬리콥터와는 차이가 있고, 단일의 메인 로터(100)만이 구비되는 점에서 복수 개의 로터가 구비되는 일반적인 형태의 드론과는 차이가 있다.The single rotor helicopter is a flying body that rises by the lift generated by the rotation of the
상기한 일반적인 형태의 헬리콥터에 구비되는 테일 로터는 메인 로터에 의하여 발생하는 토크를 상쇄시킴으로써 헬기 본체의 안정성을 유지시켜주는 구성요소이고, 상기한 일반적인 형태의 드론에 구비되는 복수 개의 로터는 각각이 짝을 이루어 상대 로터에 의해 발생하는 토크를 상쇄시킴으로써 드론 본체의 안정성을 유지시켜 주는 구성요소이므로, 테일 로터가 미구비되고 단일의 메인 로터(100)만이 구비되는 특징을 가지는 상기 싱글 로터 헬리콥터는 메인 로터(100)의 회전으로 인한 토크를 상쇄시켜 비행 안정성을 유지시키기 위한 방안이 필수적으로 구비되어야 한다.The tail rotor of the general type helicopter is a component for maintaining the stability of the helicopter main body by canceling the torque generated by the main rotor. The plurality of rotors provided in the general type of drone are a pair The single rotor helicopter is characterized in that the torque generated by the relative rotor is canceled to maintain the stability of the drone main body. Therefore, the single rotor helicopter having a tail rotor and a single
따라서, 본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터는 메인 로터(100)의 회전으로 인한 토크를 상쇄시켜 비행 안정성을 유지시키기 위한 방안으로써, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 메인 로터(100)의 하방에 구비되고, 축 회전하며 측방으로 공기의 흐름을 형성하는 회전 팬(110)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the single rotor helicopter discharging the air according to the present invention to cancel the torque is a method for maintaining the flight stability by canceling the torque due to the rotation of the
상기 회전 팬(110)은 일 방향으로 회전하는 상기 메인 로터(100)의 회전 방향과는 반대의 방향으로 회전하며, 메인 로터(100)의 회전으로 인해 발생하는 토크를 상쇄시키기 위한 안티 토크를 생성하는 공기의 흐름을 최초로 발생시키는 구성요소로써, 상기 싱글 로터 헬리콥터의 상부에서 일 방향으로 회전하는 내부 축과 타 방향으로 회전하는 외부 축 중 외부 축에 체결되어 내부 축에 체결되는 메인 로터(100)와 동일 또는 메인 로터(100)보다 빠른 속도로 회전됨이 바람직하다.The rotating
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 회전 팬(110)의 모습을 나타낸 사시도로써, 이러한 예에 한정되지 아니하고 축 회전하며 측방으로 공기의 흐름을 형성 가능한 다양한 형태의 팬, 터보 펌프 블레이드, 리저브 탱크 구조가 적용된 펌프 등으로 구성 가능하다 할 것이다.FIG. 2 is a perspective view showing a state of the
즉, 상기 메인 로터(100)의 회전에 의한 토크를 상쇄시키기 위하여 상기 통공(121)으로부터 토출되는 기류의 흐름을 고려할 때, 수직방향으로 공기를 흡입하여 360° 범위의 측방으로 공기의 흐름을 형성하는 팬 또는 터보 펌프 블레이드 방식이 효율적이나, 공기를 일시적으로 저장하는 리저브 탱크의 구조를 이용한다면 어떠한 방식의 공기 압축용 펌프도 이용 가능하다.Considering the flow of the airflow discharged from the through
상기 내부 축 및 외부 축 각각의 회전 방향은 각각 서로 간의 회전 방향이 동일하지 아니하는 한 시계 방향인 정방향 또는 반 시계 방향인 역방향 중 어떠한 것으로 구성되어도 무방하며, 내부 축 및 외부 축을 각각 회전시키기 위한 기술은 공지의 이중반전 프로펠러 등의 기술을 적용할 수 있고, 내부 축 및 외부 축을 각각 회전시키기 위한 동력은 하나의 동력원을 이용할 수 있으나, 상기 싱글 로터 헬리콥터의 내부 구조에 따라 각각 별도의 동력원을 이용할 수도 있으며, 상기 내부 축을 회전시키는 동력원에 발전기를 연동하여 생성한 전기동력으로 외부 축을 회전시키는 방식도 적용 가능하다.The rotation direction of each of the inner shaft and the outer shaft may be any one of a forward direction that is clockwise or a reverse direction that is counterclockwise as long as the rotation directions of the inner shaft and the outer shaft are not the same, A single power source may be used as the power for rotating the inner shaft and the outer shaft. However, depending on the internal structure of the single rotor helicopter, separate power sources may be used And a method of rotating the outer shaft with an electric power generated by interlocking the generator with a power source for rotating the inner shaft is also applicable.
또한, 상기 메인 로터(100)는 상기 싱글 로터 헬리콥터를 비행시키기 위한 양력 및 추력을 발생시키는 구성요소이므로, 싱글 로터 헬리콥터의 상방에 위치되고 외부로 노출되도록 구성되어야 하나, 상기 회전 팬(110)은 측방으로 공기의 흐름을 형성하는 구성요소로써, 기류를 지속적으로 형성할 수 있도록 싱글 로터 헬리콥터의 상방 및 메인 로터(100)의 하방에 위치되되, 매립형 또는 폐쇄형으로 구성됨이 바람직하다.The
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터는 상기 회전 팬(110)이 내입되는 중공이 형성되고, 복수 개의 통공(121)이 측면에 형성되는 하우징(120)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Accordingly, as shown in FIG. 1, a single rotor helicopter for discharging air by discharging air according to the present invention has a hollow in which the rotating
상기 하우징(120)은 상기 회전 팬(110)이 내부 중공에 내입되어, 회전 팬(110)의 회전에 의하여 형성되는 기류의 외부로의 토출을 통제하는 구성요소로써, 회전 팬(110)의 측방 전체로 이동하는 기류가 외부로 균등하게 토출될 수 있도록 원형으로 구성됨이 바람직하며, 회전 팬(110)이 기류를 형성하기 위하여 필요한 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있도록 상단 일부가 개방되도록 구성됨이 바람직하다.The
상기 복수 개의 통공(121)은 상기 회전 팬(110)의 회전에 의하여 형성되는 기류가 외부로 토출되는 토출구로써, 상기 하우징(120)의 측면에 지면과 수평하게 형성될 수 있으나, 토출되는 기류의 방향을 조정하기 위하여 하향 경사 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하고, 이와 동시에 사선 방향으로 경사지게 형성될 수 있으며, 공기가 유입되고 토출되는 입구와 출구를 연통시키는 통로가 곡선으로 형성될 수도 있다.The plurality of through
또한, 상기 하우징(120)은 상기 메인 로터(100)의 하방에 위치되어 고정될 수 있으나, 시계 방향인 정방향 또는 반 시계 방향인 역방향으로 회전되도록 구성될 수 있고, 이와 같은 구성에 의하여 상기 통공(121)을 통해 외부로 토출되는 기류의 방향을 일정부분 조정 가능하다.In addition, the
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터는 상기 회전 팬(110)을 중심으로 하여 방사형으로 배치되고, 상기 복수 개의 통공(121)과 각각 연통되는 복수 개의 에어 노즐(130)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.1, a single-rotor helicopter for discharging air according to the present invention to cancel torque is radially disposed around the
상기 에어 노즐(130)은 상기 회전 팬(110)의 회전에 의해 형성되는 기류를 외부로 토출시키기 위한 통로이자, 토출되는 기류의 속도를 증가시키고 방향을 제어하여 상기 메인 로터(100)의 회전에 의해 발생하는 토크를 상쇄시키는 구성요소로써, 동일한 형태를 가지는 복수 개의 개체가 상호 간에 동일한 간격 및 각도로 배치되어 기류의 토출량, 토출 속도 및 토출 방향이 균등하게 형성되도록 한다.The
따라서, 상기 에어 노즐(130)에는 상기 회전 팬(110)의 회전에 의해 형성되는 기류가 진입하는 입구와 기류가 흐르는 내부 통로 그리고 기류가 토출되는 출구가 형성됨이 자명하되, 하나로 형성되는 입구에 비하여 출구는 하나 이상이 형성될 수 있고, 내부 통로는 곡선 형태로 구성될 수 있으며, 하나 이상의 출구 각각의 지름은 입구의 지름에 비하여 작게 형성됨이 바람직하다.Therefore, the
본 발명의 일 실시예로써, 상기 에어 노즐(130)은 소량의 압축 공기를 이용하여 주변의 공기를 끌어들여 함께 분사시키는 코안다 에어 노즐로 구성될 수 있고, 그 형태는 공지의 코안다 노즐의 다양한 형태를 포함하여 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
이때, 상기 에어 노즐(130)을 통과하여 상기 통공(121)을 통해 외부로 토출되는 기류는 상기 메인 로터(100)의 회전에 의해 형성되는 일정 방향으로의 토크를 상쇄시키는 안티 토크를 토크의 반대 방향으로 형성하여야 하므로, 복수 개의 에어 노즐(130) 각각은 하향 경사 방향으로 기울어지되 상기 메인 로터(100)의 회전 방향과는 반대의 방향을 향하여 5 내지 45°의 각도로 기울어질 수 있고, 각도 조정이 가능하도록 구성되어 비행 전 각도가 기조정되거나 비행 중 5 내지 45°의 범위에서 지속적으로 각도가 변경될 수 있다.At this time, the air flow passing through the
따라서, 상기 싱글 로터 헬리콥터는 상기 에어 노즐(130)의 각도를 변경함으로써, 토크와 동일한 안티 토크를 형성하여 기체를 안정화시키거나 토크를 일정량 유지시켜 기체를 일 방향으로 회전되게 하거나 안티 토크를 토크보다 증가시켜 기체를 타 방향으로 회전되게 할 수 있다.Therefore, by changing the angle of the
또한, 상기 에어 노즐(130)을 통과하여 상기 통공(121)을 통해 외부로 토출되는 기류에 의해 형성되는 안티 토크는 상기 메인 로터(100)의 회전에 의해 형성되는 토크를 상쇄시켜야 하므로 상기 토크 및 상기 안티 토크는 동일한 물리량을 가져야 하며, 상기 토크와 동일한 안티 토크를 형성시키기 위한 방안의 하나로써 에어 노즐(130)은 상호 간에 동일한 간격을 가지는 2개 이상의 개체로 구성되어야 하며, 바람직하게는 8개 이상의 개체로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the anti-torque formed by the air flow passing through the
따라서, 상기 에어 노즐(130)과 연통되는 상기 통공(121)은 에어 노즐(130)의 개수와 동일한 개수가 형성됨이 바람직하고, 에어 노즐(130)의 내부를 통과하여 외부로 토출되는 기류의 진행 방향에 영향을 미치지 않도록 그 형태 및 크기가 구성되어야 함은 자명하다.Therefore, it is preferable that the number of the through
위와 같은 구성에 의하여, 상기 회전 팬(110)에 의하여 형성되고, 상기 에어 노즐(130) 및 상기 통공(121)을 통하여 상기 하우징(120)의 외부로 토출되는 기류는 상기 메인 로터(100)의 회전에 의해 발생되는 하향풍과 메인 로터(100)의 하방 및 통공(121)의 하향 경사 방향에서 충돌하게 되고, 운동량 보존 법칙에 의하여 하향풍의 흐름은 하우징(120) 외부로 토출되는 기류의 흐름에 편승하게 되어 결과적으로는 메인 로터(200) 회전에 의해 형성되는 토크를 상쇄시키기 충분한 정도의 안티 토크를 형성하는 기류의 흐름이 형성되는 구성이다.The airflow generated by the
즉, 상기 하우징(120)의 외부로 토출되는 기류만으로는 상기 메인 로터(200) 회전에 의해 형성되는 토크를 충분히 상쇄시키지 못하나, 메인 로터(100)의 회전에 의해 발생되는 하향풍을 이용함으로써, 상기 기류의 규모가 증가하여 상기 토크를 상쇄시키는 안티 토크가 형성된다.That is, only the air stream discharged to the outside of the
또한, 상기 복수 개의 에어 노즐(130)은 상기 회전 팬(110)을 중심으로 하여 원형으로 배치되는 것에 한정되지 아니하고 타원형으로 배치될 수 있으며, 타원형으로 배치되는 경우에는 복수 개의 개체 상호 간의 간격은 동일하지 않을 수 있다.In addition, the plurality of
도 3(a) 내지 도 3(c)는 안티 토크가 형성되는 모습을 나타낸 예시도이며, 도 3(a) 내지 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 상기 회전 팬(110)의 회전에 의하여 생성되는 기류는 상기 에어 노즐(130) 및 상기 통공(121)을 통과하여 상기 하우징(120)의 외부로 분사되되, 에어 노즐(130)은 각도가 변화되어 토출되는 기류의 방향을 제어할 수 있고, 토출된 기류가 상기 메인 로터(100) 하방에 형성하는 또 하나의 기류는 메인 로터(100)의 회전에 의하여 발생하는 하향풍보다 양은 적지만 빠른 속도를 가지게 되고, 이러한 기류는 상기 하향풍의 방향을 변화시켜 메인 로터(100)의 회전에 의하여 발생하는 토크(B)를 상쇄시키는 안티 토크(C)가 형성되는 구성이다.3 (a) to 3 (c) are views showing examples in which anti-torque is formed. As shown in Figs. 3 (a) to 3 (c) The air flow generated by the
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 메인 로터(100)의 회전 방향이 도 3(a) 내지 도 3(c)에 도시된 방향과는 반대 방향으로 형성되는 경우, 메인 로터(100)의 회전에 의하여 발생하는 토크(B)의 방향 및 상기 토크(B)를 상쇄시키는 안티 토크(C)의 방향 또한 반대로 형성되어야 하므로, 상기 에어 노즐(130)의 각도는 도 3(a) 내지 도 3(c)에 도시된 에어 노즐(130)의 각도와는 반대 방향으로 형성됨이 바람직하다.4, when the rotation direction of the
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.The embodiments described above are provided by way of example for the purpose of enabling a person skilled in the art to sufficiently transfer the technical idea of the present invention to a person skilled in the art, But may be embodied in other forms without limitation.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated or reduced for convenience.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Further, like reference numerals designate like elements throughout the specification.
100 : 메인 로터
110 : 회전 팬
120 : 하우징
121 : 통공
130 : 에어 노즐
A : 메인 로터의 회전 방향
B : 메인 로터의 회전에 의해 형성되는 토크 방향
C : 안티 토크 방향100: main rotor
110: Rotating fan
120: Housing
121: Through hole
130: Air nozzle
A: Rotation direction of main rotor
B: Torque direction formed by rotation of the main rotor
C: Anti-torque direction
Claims (3)
상기 메인 로터(100)의 하방에 구비되고, 축 회전하며 측방으로 공기의 흐름을 형성하는 회전 팬(110);
상기 회전 팬(110)이 내입되는 중공이 형성되고, 복수 개의 통공(121)이 측면에 형성되는 하우징(120);
상기 회전 팬(110)을 중심으로 하여 방사형으로 배치되고, 상기 복수 개의 통공(121)과 각각 연통되는 복수 개의 에어 노즐(130); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터.
In a helicopter having a single main rotor 100,
A rotating fan 110 provided below the main rotor 100 and rotating axially and forming a flow of air sideways;
A housing 120 in which a hollow is formed in which the rotary fan 110 is inserted, and a plurality of through holes 121 are formed in a side surface;
A plurality of air nozzles (130) radially arranged around the rotary fan (110) and communicating with the plurality of through holes (121); And the torque is canceled by discharging the air.
상기 복수 개의 통공(121)은,
하향 경사 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터.
The method according to claim 1,
The plurality of through holes (121)
Wherein the first helicopter is formed in a downward slanting direction, and the torque is canceled by discharging the air.
상기 복수 개의 에어 노즐(130)은,
각도 조절이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어를 토출하여 토크를 상쇄시키는 싱글 로터 헬리콥터.The method according to claim 1,
The plurality of air nozzles (130)
Wherein the angle adjusting means is configured to be able to adjust the angle of the helicopter.
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KR100822366B1 (en) | 2007-05-15 | 2008-04-16 | 한국항공우주연구원 | Tiltrotor aircraft |
KR20150073617A (en) | 2013-12-23 | 2015-07-01 | 이상현 | Multi rotor aerial vehicle |
KR20170058523A (en) | 2015-11-19 | 2017-05-29 | 하태훈 | Multicopter |
-
2017
- 2017-09-29 KR KR1020170126795A patent/KR102039790B1/en active IP Right Grant
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