KR20190067190A - 접이식 프로펠러 - Google Patents

Abstract

플라잉 카와 같은 항공기는 차체 구조물, 양력 구조물(예를 들어, 날개), 제어 구조물(예를 들어, 핀, 엘리베이터 및 보조익), 및 모터; 상기 모터에 연결되고 추력을 제공하기 위해 구동 축을 중심으로 회전하도록 장착된 프로펠러로서, 상기 프로펠러는 복수의 블레이드가 연결된 허브를 포함하는, 상기 프로펠러; 및 상기 프로펠러에 인접하고 상기 구동 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 블레이드 하우징을 포함하고, 상기 블레이드는, 상기 블레이드가 상기 허브로부터 반경 방향으로 돌출하는 연장된 위치와, 각각의 블레이드가 상기 허브로부터 축 방향으로 연장되어 각각의 블레이드 하우징에 놓이는 접힌 위치 사이에서 이동 가능하도록 상기 허브에 장착된다.

Description

접이식 프로펠러

본 발명은 항공기에 사용하기에 적합한 접이식 프로펠러에 관한 것이다. 하나의 특정 실시예에서, 항공기는 비행 형태 및 도로 사용 형태를 갖는 컨버터블 차량(convertible vehicle)이다. 이러한 차량은 일반적으로 플라잉 카(flying car) 또는 도로에 사용 가능한 항공기(이하 "플라잉 카")로 알려져 있다.

플라잉 카 설계, 즉, 도로에 사용하고 비행에 사용하는데 적법하고 실용적인 요건에 완전히 순응할 수 있는 차량에 대해 이전에 다수의 제안이 있었다. 예로는 Terrafugia Transition(WO2007/114877), Carplane(http://carplane.de/), AeroMobil(WO2013/032409) 및 Moller Skycar(http://moller.com/)를 포함한다. 이들 중 처음 3개는 모두 비행 형태에서, 특히 푸셔 배열에서 추력을 제공하는 수단으로서 프로펠러를 포함한다.

플라잉 카에 프로펠러를 사용하는 것과 관련된 하나의 문제는 프로펠러 블레이드(propeller blade)가 상대적으로 날카롭고 도로 차량에 관한 많은 규제가 공공 도로에 사용되는 차량에 이와 같은 날카로운 구조물이 존재하는 것을 구체적으로 금지한다는 것이다. 본 발명은 이 문제를 해결하기 위한 시도이다.

본 발명의 제1 양태는, 플라잉 카와 같은 항공기로서, 차체(body) 구조물, (날개(wing)와 같은) 양력 구조물(lift structure), (핀(fin), 엘리베이터, 및 보조익과 같은) 제어 구조물, 및 모터; 상기 모터에 연결되고, 추력을 제공하기 위해 구동 축을 중심으로 회전하도록 장착된 프로펠러로서, 상기 프로펠러는 복수의 블레이드가 연결된 허브(hub)를 포함하는, 상기 프로펠러; 및 상기 프로펠러에 인접하고 상기 구동 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 블레이드 하우징을 포함하고; 상기 블레이드는, 상기 블레이드가 상기 허브로부터 반경 방향으로 돌출하는 연장된 위치와, 각각의 블레이드가 상기 허브로부터 축 방향으로 연장되어 각각의 블레이드 하우징 내에 놓이는 접힌 위치 사이에서 이동할 수 있도록 상기 허브에 장착된, 상기 항공기를 제공한다.

상기 프로펠러 블레이드를 하우징에 위치시킴으로써, 날카로운 에지(sharp edge) 및 팁(tip)에 접근하는 것이 제한되어 공공 도로에 사용하기 위한 안전 요건에 대한 해결책을 제공한다.

상기 프로펠러는 상기 항공기의 최선두(트랙터 형태) 또는 최후미(푸셔 형태)에 장착될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 항공기는 상기 프로펠러 허브에 인접한 수평 제어 표면 및/또는 수직 제어 표면을 포함한다. 이 경우, 블레이드 하우징은 적어도 하나의 제어 표면의 양측에 제공될 수 있다. 상기 제어 표면이 꼬리 구획(tail section)의 일부를 형성하고, 상기 꼬리 구획은 수평 제어 표면을 포함하고, 블레이드 하우징은 상기 수평 제어 표면의 위와 아래에 제공될 수 있다.

이동 가능한 하우징 커버가 상기 블레이드 하우징에 인접하여 제공될 수 있고, 각각의 커버는 각각의 하우징 공동을 폐쇄하는 폐쇄된 위치와, 각각의 블레이드 하우징이 개방되어 프로펠러 블레이드가 상기 블레이드 하우징 안팎으로 이동될 수 있는 개방된 위치 사이에서 이동 가능하다.

허브는 잠금 기구를 포함할 수 있고, 상기 잠금 기구는, 상기 블레이드가 상기 연장된 위치와 접힌 위치 사이에서 이동될 수 있게 하고, 상기 블레이드를 상기 연장된 위치에 잠그도록 동작 가능하다.

상기 항공기는 비행 형태 및 도로 사용 형태를 갖는 컨버터블 차량(플라잉 카)을 포함하고, 상기 도로 사용 형태는 상기 프로펠러 블레이드가 접힌 위치를 포함할 수 있다. 상기 컨버터블 차량은 상기 비행 형태를 위한 연장된 위치와, 상기 도로 사용 형태를 위한 접힌 위치 사이에서 이동 가능한 날개를 포함할 수 있고, 각 날개의 장축은 상기 접힌 위치에서 차체의 장축과 실질적으로 평행하게 놓일 수 있다. 이 경우, 상기 프로펠러는 수평 제어 표면과 수직 제어 표면, 및 지면 상에 있을 때 상기 차량을 지지하는 휠(wheel)을 포함하는 꼬리 구조물 상에 장착될 수 있다. 또한, 상기 프로펠러가 상기 접힌 위치에 있을 때, 상기 블레이드의 어느 부분도 상기 허브의 후방으로 연장되지 않는다.

상기 프로펠러는 3개의 블레이드를 갖고, 상기 프로펠러는 상기 블레이드를 상기 접힌 위치로 이동시키기 직전에 상기 블레이드 중 하나가 실질적으로 수직 상방으로 돌출되게 위치될 수 있고, 이에 상기 블레이드는 상기 접힌 위치에 있을 때 상기 차체 구조물의 상부 표면의 대응하는 블레이드 하우징 내에 놓일 수 있다.

프로펠러 샤프트가 상기 구동 축을 따라 연장되어 상기 허브를 상기 모터에 연결시킬 수 있고, 상기 접힘 위치에서 상기 블레이드는 상기 구동 샤프트에 실질적으로 평행하게 놓인다.

추가적인 변형이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있다.

도 1은 비행 형태의 플라잉 카의 전방 사시도;
도 2는 도로 사용 형태의 플라잉 카의 전방 사시도;
도 3은 프로펠러가 연장된 위치에 있는 도 2의 플라잉 카의 부분 후면도; 및
도 4는 프로펠러가 접힌 위치에 있는 도 2의 플라잉 카의 부분 후면도.

도 1 및 도 2를 참조하면, 비행 형태(도 1) 및 도로 사용 형태(도 2)를 갖는 컨버터블 차량(플라잉 카)을 포함하는 항공기가 도시되어 있다. 플라잉 카는 차체 구조물(10)을 포함하고, 이 차체 구조물은 승무원 격실(12)을 제공하고, 모터(도시되지 않음) 및 이 모터로부터 차체 구조물(10)의 후미(14)까지 연장된 프로펠러 샤프트(도시되지 않음)를 수용하는데, 이 후미에 아래에서 설명된 바와 같이 프로펠러가 장착된다. 양력 및 제어를 (보조익을 통해, 이는 도시되지 않음) 제공하기 위한 날개(16)가 승무원 격실(12) 바로 뒤 차체(10)의 상부에는 장착되어 있다. 날개(16)는 비행에 사용하기 위한 연장된 위치(도 1)와, 도로에 사용하기 위한 접힌 위치(도 2) 사이에서 이동될 수 있다. 접힌 위치에서, 날개는 차체(10)의 상부를 따라 놓이고, 날개의 장축은 차체(10)의 장축에 실질적으로 평행하게 놓인다. 접는 기구는 실질적으로 WO2013/032409에 기술되어 있다.

꼬리 구조물(18)은 차체(10)의 후미에 위치되고, 수직 제어 표면(20)(핀 및 방향키(rudder)) 및 수평 제어 표면(22)(꼬리 날개(tail plane) 및 엘리베이터)을 포함한다. 핀(20)의 하부 단부에는 후미 휠(24)이 제공된다.

전방 휠(26)은 차체 구조물(10)에 장착된다. 전방 휠은 조향 가능하고 구동 가능하다. 또한, 전방 휠(26)은 비행 시의 항력을 감소시키기 위해 차체에 근접 위치된 후퇴된 위치(도 1)와, 개선된 견인 및 도로에 사용하기 위한 제어를 위해 위치된 개방된 위치(도 2) 사이에서 이동될 수 있다.

이제 도 3 및 도 4를 참조하면, 도시된 플라잉 카는 본 발명의 일 실시예에 따른 접이식 프로펠러 배열체를 포함한다. 도 3 및 도 4의 도시는 도 2에 도시된 것에 일반적으로 대응하지만, 날개는 명확화를 위해 생략되어 있다.

도 3은 프로펠러(28)가 비행 모드에서 사용하기 위한 연장된 위치에 있는 플라잉 카의 배면도를 도시한다. 프로펠러는 허브(30) 및 3개의 블레이드(32)를 포함한다. 프로펠러(28)는 수평 제어 표면(22) 뒤에 차체 구획(14)의 후미에 장착되고, 차체의 상부 부분을 따라 이어지는 프로펠러 샤프트에 의해 모터에 연결된다.

날카로운 에지 및 팁을 갖는 블레이드(32)는 비행 형태에서 차량의 후미에 노출된다. 공공 도로에서 차량을 보다 안전하게 사용할 수 있게 하기 위해, 프로펠러(28)는 접힐 수 있도록 구성된다. 도 4는 접힐 때의 프로펠러를 도시한다. 이 경우, 프로펠러는 초기에 하나의 블레이드가 상방을 향하게 배열된다. 허브(30)에 인접한 차체 구획(14)의 후미 부분에 세장형 블레이드 하우징(34)이 제공되고, 이들 블레이드 하우징은 블레이드(32)의 배열에 대응하도록 120도 간격으로 배열된다. 이들 하우징은 프로펠러 샤프트에 대략 평행하게 놓인다. 도면에 도시된 형태에서, 하나의 하우징(34)은 상부 수평 제어 표면(22') 위에 제공되고, 2개의 하우징은 수직 제어 표면(20')의 양측에 하나씩 수평 제어 표면(22') 아래에 제공된다.

각각의 하우징에 대해 하우징 커버(36)가 제공되고, 이 하우징 커버는 하나의 에지를 따라 힌지식으로 결합된다. 프로펠러를 접기 위해, 커버(36)는 (도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이) 힌지식으로 개방된다. 허브는 잠금 기구를 포함하고, 이 잠금 기구는 사용자에 의해 작동되어 블레이드(32)를 반경 방향으로 연장된 위치로부터 방출하고 이 블레이드를 하우징(32)(도 4 참조) 내로 다시 접히도록 할 수 있다. 블레이드는 도로에 사용하기 위해 더욱 안전하도록 완전히 커버되도록 커버(36)는 폐쇄될 수 있다.

이 동작은 차량을 도로 사용 모드로부터 비행 모드로 변경하기 위해 실질적으로 역전된다. 커버(36)는 개방되고, 프로펠러 블레이드(32)는 반경 방향으로 연장된 위치로 이동되고, 허브 기구는 잠겨지고, 하우징 커버는 폐쇄된다.

본 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어 프로펠러 날개의 수는 요건에 따라 선택될 수 있다. 또한 꼬리 구획의 형태는 수직 제어 표면과 수평 제어 표면의 배치 상태와 수, 위치 및 기능 면에서 설계 선택에 따라 변경될 수 있다. 수평 제어 및 수직 제어를 제공하는 각진 제어 표면이 사용될 수 있다.

추가적으로, 본 발명은 차량의 후미에 프로펠러를 위치 설정하는 것과 관련하여 설명되었지만, 프로펠러는 차량의 선두와 같은 다른 곳에 장착될 수도 있고, 측면 차체 또는 엔진 포드에 장착될 수도 있다. 이러한 변형 및 다른 변형은 본 발명의 범위 내에 있다.

Claims (13)

1. 항공기로서,
   차체 구조물, 양력 구조물(lift structure), 제어 구조물, 및 모터;
   상기 모터에 연결되고, 추력을 제공하기 위해 구동 축을 중심으로 회전하도록 장착된 프로펠러로서, 복수의 블레이드가 연결된 허브(hub)를 포함하는, 상기 프로펠러; 및
   상기 프로펠러에 인접하고 상기 구동 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 블레이드 하우징을 포함하되;
   상기 블레이드는, 상기 블레이드가 상기 허브로부터 반경 방향으로 돌출하는 연장된 위치와, 각각의 블레이드가 상기 허브로부터 축 방향으로 연장되어 각각의 블레이드 하우징 내에 놓이는 접힌 위치 사이에서 이동할 수 있도록 상기 허브에 장착된, 항공기.
2. 제1항에 있어서, 상기 프로펠러는 상기 차체 구조물의 최선두 또는 최후 미에 장착된, 항공기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프로펠러 허브에 인접한 수평 제어 표면 및/또는 수직 제어 표면을 포함하는, 항공기.
4. 제3항에 있어서, 블레이드 하우징은 적어도 하나의 제어 표면의 양측에 제공되는, 항공기.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어 표면은 꼬리 구획(tail section)의 일부를 형성하고, 상기 프로펠러는 상기 차체 구조물의 최후미에 장착되며, 상기 꼬리 구획은 수평 제어 표면을 포함하고, 블레이드 하우징은 상기 수평 제어 표면의 위와 아래에 제공된, 항공기.
6. 제5항에 있어서, 상기 프로펠러가 상기 접힌 위치에 있을 때, 상기 블레이드의 어느 부분도 상기 허브의 후방으로 연장되지 않는, 항공기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 이동 가능한 하우징 커버가 상기 블레이드 하우징에 인접하여 제공되되, 각각의 커버는 각각의 하우징 공동을 폐쇄하는 폐쇄된 위치와, 상기 각각의 블레이드 하우징이 개방되어 상기 하우징 블레이드가 상기 블레이드 하우징 안팎으로 이동될 수 있는 개방된 위치 사이에서 이동 가능한, 항공기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허브는 잠금 기구를 포함하되, 상기 잠금 기구는, 상기 블레이드가 상기 연장된 위치와 접힌 위치 사이에서 이동될 수 있게 하고, 상기 블레이드를 상기 연장된 위치에 잠그도록 동작 가능한, 항공기.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 비행 형태 및 도로 사용 형태를 갖는 컨버터블 차량을 포함하되, 상기 도로 사용 형태는 상기 프로펠러 블레이드가 접힌 위치를 포함하는, 항공기.
10. 제9항에 있어서, 상기 컨버터블 차량은 상기 비행 형태를 위한 연장된 위치와, 상기 도로 사용 형태를 위한 접힌 위치 사이에서 이동 가능한 날개(wing)를 포함하되, 각 날개의 장축은 상기 접힌 위치에서 상기 차체 구조물의 장축과 실질적으로 평행하게 놓이는, 항공기.
11. 제10항에 있어서, 상기 프로펠러는 수평 제어 표면과 수직 제어 표면, 및 지면 상에 있을 때 상기 차량을 지지하는 휠을 포함하는 꼬리 구조물 상에 장착된, 항공기.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로펠러는 3개의 블레이드를 갖되, 상기 프로펠러는, 상기 블레이드를 상기 접힌 위치로 이동시키기 직전에, 상기 블레이드 중 하나가 실질적으로 수직 상방으로 돌출되게 위치되고, 상기 블레이드는 상기 접힌 위치에 있을 때 상기 차체 구조물의 상부 표면의 블레이드 하우징 내에 놓이는, 항공기.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 축을 따라 연장되고 상기 허브를 상기 모터에 연결시키는 프로펠러 샤프트를 포함하되, 상기 접힘 위치에서 상기 블레이드는 상기 구동 샤프트에 실질적으로 평행하게 놓이는, 항공기.

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