KR20210019301A - Lift device for VTOL - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수직 이착륙기용 상승 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a lifting device for vertical takeoff and landing aircraft.
수직 이착륙기란 이착륙 시 수직으로 상승 또는 하강할 수 있는 비행체이다.A vertical takeoff and landing aircraft is a vehicle that can vertically ascend or descend during takeoff and landing.
수직 이착륙기 중 Fan-in-body 형의 수직 이착륙기는, 비행체의 동체에 설치된 덕트에 양력팬이 설치된 비행체로서, 양력팬이 회전하여 양력을 얻을 수 있는데 동체에 양력팬이 설치되기 때문에 비행 시 공기 저항을 줄일 수 있는 비행체이다. Among the vertical take-off and landing planes, the fan-in-body type vertical take-off and landing aircraft is an aircraft in which a lift fan is installed in a duct installed on the fuselage of the aircraft, and the lift fan can rotate to obtain lift. It is a vehicle that can reduce
수직 이착륙기의 안정적인 운용을 위해 수직 이착륙기의 피칭 모멘트, 롤링 모멘트, 요잉 모멘트를 제어하는 기술은 필수적이다.For the stable operation of the vertical take-off and landing aircraft, it is essential to control the pitching, rolling and yaw moment of the vertical take-off and landing aircraft.
일반적으로 Fan-in-body 형의 수직 이착륙기는 복수개의 덕트 시스템과 각 덕트 시스템에 설치된 가변 베인을 포함하고 있는데, 각 덕트 시스템을 통해 발생되는 공기 흐름을 가변 베인을 통해 제어함으로써 피칭 모멘트, 롤링 모멘트, 요잉 모멘트 등의 모멘트를 조절하게 된다. 그러한 모멘트 조절 기술은 수직 이착륙기의 제어 안정성 및 기동성에 중요한 기술이다.In general, fan-in-body vertical take-off and landing aircraft include a plurality of duct systems and variable vanes installed in each duct system. The pitching moment and rolling moment are controlled by controlling the air flow generated through each duct system through variable vanes. , And yaw moment and other moments are adjusted. Such moment control technology is an important technology for control stability and maneuverability of vertical takeoff and landing aircraft.
도 1에는 동체(11)에 2개의 상승 장치(12)가 설치된 종래의 수직 이착륙기(10)가 개시되어 있고, 도 2는 상승 장치(12)의 하방에 위치한 덕트 출구(13a)의 모습이 개시되어 있다.1 shows a conventional vertical take-off and
상승 장치(12)의 덕트(13)에는 양력팬(14)과 가변 베인 장치(15)가 설치되는데, 가변 베인 장치(15)는 덕트(13)의 하방에 위치한 덕트 출구(13a)에 설치된다.A
그런데, 도 2에 도시된 바와 같이, 덕트 출구(13a)의 안쪽 면의 테두리 형상은 원형인데, 그러한 원형 형상에 의해 중심의 B 부분에 흐르는 유량보다 가장자리의 A 부분의 유량이 더 적게 되므로, 덕트 출구(13a)로부터 배출되는 공기 유동이 일으키는 모멘트의 발생에 있어 제약이 존재하게 된다. 또한, 덕트 출구(13a)의 안쪽 면의 테두리 형상이 원형이므로, 가변 베인의 단부인 C 부분에서 누설 유량이 많게 되어 역시 모멘트 발생에 제약이 존재하게 된다.However, as shown in Fig. 2, the rim shape of the inner surface of the
개선된 성능을 가지는 수직 이착륙기용 상승 장치를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.The main task is to provide an ascending device for vertical take-off and landing aircraft with improved performance.
본 발명의 일 측면에 따르면, 양력 팬 장치;와, 상기 양력 팬 장치의 하방에 배치되는 적어도 하나의 가변 베인 장치;와, 상기 양력 팬 장치가 설치되며 안쪽 면이 원형의 테두리를 가지는 양력 팬 설치부와, 상기 양력 팬 설치부와 연통되고 상기 가변 베인 장치가 설치되며 안쪽 면이 사각형의 테두리를 가지는 적어도 하나의 가변 베인 설치부를 구비하는 덕트를 포함하는 수직 이착륙기용 상승 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, a lifting fan device; And, at least one variable vane device disposed under the lifting fan device; And, the lifting fan device is installed and the inner surface has a circular rim is installed It provides a lifting device for a vertical take-off and landing aircraft, including a duct, which communicates with the lift fan installation portion, the variable vane device is installed, and includes at least one variable vane installation portion having a rectangular rim on an inner surface.
여기서, 상기 양력 팬 장치와 상기 가변 베인 장치 사이에 디스월 베인 장치가 배치되고, 상기 덕트는, 상기 양력 팬 설치부와 상기 가변 베인 설치부 사이에 배치되며 안쪽 면이 원형의 테두리를 가지는 디스월 베인 설치부를 구비하고, 상기 디스월 베인 장치는 상기 디스월 베인 설치부에 설치될 수 있다.Here, a diswall vane device is disposed between the lift fan device and the variable vane device, and the duct is disposed between the lift fan installation part and the variable vane installation part, and the inner surface has a circular edge. A vane installation unit may be provided, and the diswall vane device may be installed on the diswall vane installation unit.
여기서, 상기 디스월 베인 장치의 디스월 베인의 부분 중 상기 양력 팬 장치 쪽에 배치된 부분은 상기 양력 팬 장치에서 나오는 공기의 흐름을 받아들이도록 수직 방향에 대해 기울어진 형상을 가지고, 상기 디스월 베인 장치의 디스월 베인의 부분 중 상기 가변 베인 장치 쪽에 배치된 부분은 수직 방향을 향하는 형상을 가질 수 있다.Here, a portion of the diswall vane of the diswall vane device disposed on the side of the lift fan device has a shape inclined with respect to a vertical direction to receive the flow of air from the lift fan device, and the diswall vane device Among the portions of the diswall vanes of the, a portion disposed on the side of the variable vane device may have a shape facing a vertical direction.
여기서, 상기 가변 베인 장치는, 제1 베인과, 상기 제1 베인의 길이보다 짧은 길이를 가지는 제2 베인을 포함할 수 있다.Here, the variable vane device may include a first vane and a second vane having a length shorter than the length of the first vane.
여기서, 상기 제1 베인의 단부들 중 하방에 위치한 단부의 높이는, 상기 제2 베인의 단부들 중 하방에 위치한 단부의 높이와 동일할 수 있다.Here, the height of the lower end of the first vane may be the same as the height of the lower end of the second vane.
여기서, 상기 제1 베인과 상기 제2 베인은 번갈아 배치될 수 있다.Here, the first vane and the second vane may be alternately disposed.
여기서, 상기 가변 베인 장치의 가장자리에는 상기 제2 베인이 배치될 수 있다.Here, the second vane may be disposed at an edge of the variable vane device.
여기서, 상기 가변 베인 설치부의 개수는 4개일 수 있다.Here, the number of variable vane installation portions may be four.
본 발명의 일 측면에 따른 상승 장치는, 수직 이착륙기의 모멘트의 제어 기능을 향상시킬 수 있으므로, 수직 이착륙기의 제어 성능 및 기동 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다. The ascending device according to an aspect of the present invention has an effect of improving the control performance and maneuvering performance of the vertical take-off and landing aircraft, since the moment control function of the vertical take-off and landing aircraft can be improved.
도 1은 종래의 수직 이착륙기의 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 수직 이착륙기의 하면에 위치한 덕트 출구의 모습으로서 가변 베인 장치가 설치된 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 대한 수직 이착륙기의 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 수직 이착륙기의 저면을 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 도 3의 수직 이착륙기의 상승 장치를 분해하여 도시한 개략적인 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 대한 수직 이착륙기의 저면을 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은 도 3의 수직 이착륙기의 상승 장치의 덕트를 분리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 7의 덕트의 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 3의 수직 이착륙기의 상승 장치의 작동 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 10은 도 9의 D 부분을 도시한 도면으로서, 디스월 베인 장치의 디스월 베인에 흐르는 공기 유동의 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 11은 도 9의 E 부분을 도시한 도면으로서, 가변 베인 장치의 제1 베인과 제2 베인이 설치된 모습과, 가변 베인 장치에 흐르는 공기 유동의 모습을 도시한 개략적인 도면이다.1 is a schematic perspective view of a conventional vertical take-off and landing aircraft.
FIG. 2 is a schematic view showing a state in which a variable vane device is installed as a view of a duct exit located on the lower surface of the vertical takeoff and landing aircraft of FIG.
3 is a schematic perspective view showing a vertical take-off and landing aircraft according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing the bottom of the vertical take-off and landing aircraft of FIG.
5 is a schematic exploded perspective view showing an exploded elevation device of the vertical take-off and landing aircraft of FIG. 3.
6 is a schematic view showing the bottom of a vertical take-off and landing aircraft according to a variation of the embodiment of the present invention.
7 is a schematic perspective view showing the duct of the lifting device of the vertical take-off and landing aircraft of FIG. 3 separated.
8 is a schematic plan view of the duct of FIG. 7;
9 is a schematic view showing the operation of the lifting device of the vertical take-off and landing aircraft of FIG.
FIG. 10 is a view showing part D of FIG. 9 and is a schematic view showing a state of air flow flowing through the diswall vane of the diswall vane device.
FIG. 11 is a view showing part E of FIG. 9, and is a schematic view showing a state in which the first and second vanes of the variable vane device are installed and the state of air flow flowing through the variable vane device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다. 아울러 첨부된 도면에서는 설명을 위해 일부 부분 및 영역의 크기를 과장되게 나타낸 부분이 있을 수 있다.Hereinafter, the present invention according to a preferred embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in the present specification and drawings, redundant descriptions are omitted by using the same reference numerals for constituent elements having substantially the same configuration. In addition, in the accompanying drawings, there may be parts in which some parts and the sizes of the regions are exaggerated for description.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 대한 수직 이착륙기의 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 수직 이착륙기의 저면을 도시한 개략적인 도면이며, 도 5는 도 3의 수직 이착륙기의 상승 장치를 분해하여 도시한 개략적인 분해 사시도이다.3 is a schematic perspective view showing a state of the vertical take-off and landing aircraft according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic view showing the bottom of the vertical take-off and landing aircraft of FIG. 3, and FIG. It is a schematic exploded perspective view showing the lifting device exploded.
도 3에 도시된 본 실시예에 따른 수직 이착륙기(100)는, 본체(110), 날개부(120), 상승 장치(130), 추력 장치(140) 등을 구비하고 있다. The vertical take-off and
본 실시예에 따른 수직 이착륙기(100)는 본체(110)에 상승 장치(130)가 배치되어 있어, Fan-in-body 형의 수직 이착륙기이다. The vertical take-off and
날개부(120)는 본체(110)의 좌우 양쪽에 부착되어 있다. The
추력 장치(140)는 수직 이착륙기(100)의 전방 이동을 위한 추력을 제공하며, 이를 위해 프로펠러, 제트 엔진 등을 구비하고 있다.The
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상승 장치(130)는, 덕트(131), 양력 팬 장치(132), 가변 베인 장치(133), 디스월 베인 장치(134)를 포함한다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the
덕트(131)는 공기가 흐르는 통로의 기능을 수행하는데, 덕트(131)의 상부에는 입구부(131a)가 위치하며, 덕트(131)의 하부에는 4개의 출구부(131b)가 위치하고 있다.The
도 7에 도시된 바와 같이, 입구부(131a)의 안쪽에는 양력 팬 설치부(131a_1)가 배치되는데, 양력 팬 설치부(131a_1)는 안쪽 면이 원형의 테두리를 가지고 있으며, 양력 팬 설치부(131a_1)에는 양력 팬 장치(132)가 설치된다. As shown in Figure 7, there is a lifting fan installation portion (131a_1) is disposed inside the inlet portion (131a), the lifting fan installation portion (131a_1) has a circular edge on the inner surface, and the lifting fan installation portion ( A
양력 팬 설치부(131a_1)의 하방에는 디스월 베인 설치부(131a_2)가 배치된다. 즉 디스월 베인 설치부(131a_2)는 양력 팬 설치부(131a_1)와 가변 베인 설치부(131b_1) 사이에 배치되고, 안쪽 면이 원형의 테두리를 가지고 있으며, 디스월 베인 설치부(131a_2)에는 디스월 베인 장치(134)가 설치된다. A diswall vane installation portion 131a_2 is disposed below the lifting fan installation portion 131a_1. That is, the diswall vane installation portion (131a_2) is disposed between the lift fan installation portion (131a_1) and the variable vane installation portion (131b_1), the inner surface has a circular rim, the diswall vane installation portion (131a_2) A
4개의 출구부(131b)는 각각 입구부(131a)와 연통되어 있으며, 출구부(131b)에는 각각 가변 베인 설치부(131b_1)가 배치되어 있다. 가변 베인 설치부(131b_1)는 양력 팬 설치부(131a_1)와 연통되고 안쪽 면이 사각형의 테두리를 가지고 있으며, 가변 베인 설치부(131b_1)에는 가변 베인 장치(133)가 설치된다.Each of the four
가변 베인 설치부(131b_1)는 안쪽 면이 사각형의 테두리를 가지고 있으므로, 가변 베인 설치부(131b_1)의 중심에 흐르는 유량과 가장자리에 흐르는 유량이 거의 동일하게 된다. 즉 도 2에 도시된 종래의 덕트 출구(13a)의 경우에는 안쪽 면의 테두리 형상이 원형이므로 중심 부분과 가장자리 부분을 따라 통과하는 유량이 달라져 모멘트 발생에 제약이 존재하지만, 그와 달리 본 실시예의 가변 베인 설치부(131b_1)는 안쪽 면이 사각형의 테두리를 가지고 있으므로, 가변 베인 설치부(131b_1)의 가장자리 부분을 통과하는 유량이, 가변 베인 설치부(131b_1)의 중심 부분을 통과하는 유량과 비교하여 크게 달라지지 않게 된다. 따라서 본 실시예의 가변 베인 설치부(131b_1)의 구조는 모멘트 발생에 도움이 된다.Since the variable vane installation portion 131b_1 has a rectangular rim on its inner surface, the flow rate flowing in the center of the variable vane installation portion 131b_1 and the flow rate flowing at the edge are substantially the same. That is, in the case of the
도 4, 도 5, 도 7, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 덕트(131)는 4개의 출구부(131b)를 가지고 있고, 각각의 출구부(131b)에는 가변 베인 설치부(131b_1) 및 가변 베인 장치(133)가 설치되어 있으므로, 좌우 및 전후 각각 독립적으로 모멘트를 발생시킬 수 있으므로, 하나의 상승 장치(130)로도 수직 이착륙기(100)의 피칭 모멘트, 롤링 모멘트, 요잉 모멘트를 모두 조절할 수 있게 된다.4, 5, 7 and 8, the
본 실시예의 덕트(131)는 4개의 출구부(131b)를 가지고 있어 하나의 상승 장치(130)로도 수직 이착륙기(100)의 피칭 모멘트, 롤링 모멘트, 요잉 모멘트를 모두 조절할 수 있도록 구성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 덕트(131)의 출구부의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면 본 발명에 따른 덕트(131)의 출구부의 개수는 1개, 2개, 3개, 5개 등이 될 수 있는데, 그 경우 수직 이착륙기(100)에 필요한 상승 장치(130)의 개수 또는 부가되는 자세 조절 장치의 개수도 함께 적절히 조절하여야 한다. 예를 들어, 도 6은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 대한 수직 이착륙기의 저면을 도시한 개략적인 도면인데, 덕트의 출구부(131b')의 개수가 2개인 경우이며, 그 경우 별도의 자세 조정 팬 장치들(미도시)이 수직 이착륙기에 설치될 수 있다.The
한편, 양력 팬 장치(132)는, 양력 팬(132a)과 팬 구동부(132b)를 포함한다. Meanwhile, the
양력 팬 장치(132)는 덕트(131)의 상부에 위치한 양력 팬 설치부(131a_1)에 배치된다. The
양력 팬(132a)이 회전하면 덕트(131)를 통해 공기 흐름을 만들어 내는데, 양력 팬(132a)의 회전을 위해서 팬 구동부(132b)는 모터, 엔진 등의 구동 장치를 포함하고 동력을 발생시켜 양력 팬(132a)으로 동력을 전달한다.When the
가변 베인 장치(133)는 양력 팬 장치(132)의 하방에 배치되어 양력 팬 장치(132)가 만들어 낸 공기 흐름의 방향을 조절한다. The
가변 베인 장치(133)는 가변 베인 설치부(131b_1)에 배치되는데, 전술한 바와 같이 가변 베인 설치부(131b_1)는 안쪽 면이 사각형의 테두리를 가지고 있으므로, 가변 베인 설치부(131b_1)의 가장자리 부분을 통과하는 유량이, 가변 베인 설치부(131b_1)의 중심 부분을 통과하는 유량과 비교하여 크게 달라지지 않게 된다. The
가변 베인 장치(133)는 가변 베인 구동부(133a), 가변 베인부(133b)를 포함하는데, 가변 베인부(133b)는 제1 베인(133b_1), 제2 베인(133b_2)을 포함한다.The
가변 베인 구동부(133a)는 가변 베인부(133b)를 회전시키는 기능을 수행한다. 이를 위해 가변 베인 구동부(133a)는 모터, 동력 전달 장치 등을 구비할 수 있다.The variable
본 실시예에 따르면 가변 베인부(133b)는 서로 길이가 다른 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)의 두 가지 종류로 이루어지는데, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 가변 베인부(133b)는 길이가 동일한 베인들로만 이루어질 수 있고, 길이가 서로 다른 3가지 이상의 베인들로 이루어질 수 있다. According to the present exemplary embodiment, the
도 11에 도시된 바와 같이, 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)은 그 길이가 다른데, 제2 베인(133b_2)의 길이는 제1 베인(133b_1)의 길이보다 짧다. 또한 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)은 번갈아 배치되고, 제1 베인(133b_1)의 단부들 중 하방에 위치한 단부(133b_11)는, 제2 베인(133b_2)의 단부들 중 하방에 위치한 단부(133b_21)와 동일한 높이(H1)를 가진다.As shown in FIG. 11, the first vane 133b_1 and the second vane 133b_2 have different lengths, but the length of the second vane 133b_2 is shorter than the length of the first vane 133b_1. In addition, the first vane 133b_1 and the second vane 133b_2 are alternately arranged, and the end 133b_11 located below the ends of the first vane 133b_1 is located below the end of the second vane 133b_2. It has the same height H1 as the positioned end portion 133b_21.
이러한 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)의 배치 구성은, 베인 각도의 변경 시 제2 베인(133b_2)의 길이가 제1 베인(133b_1)의 길이보다 짧아서 베인의 회전이 용이하게 하기 위함이다. 즉, 모멘트 제어를 위해 베인 각도를 변경하려 하면 베인과 유동의 각도의 차이(Incidence angle)가 증가하여 공기의 유입 흐름이 원만하지 않은데, 본 실시예의 경우에는 제2 베인(133b_2)의 길이가 짧아 그 높이(H3)도 제1 베인(133b_1)의 높이(H2)보다 낮기 때문에, 그만큼 공기의 유동 입구가 넓어져 공기 유입 흐름이 원만하여 유동 방향의 전환이 용이하게 된다.The arrangement of the first vane 133b_1 and the second vane 133b_2 is such that when the vane angle is changed, the length of the second vane 133b_2 is shorter than the length of the first vane 133b_1 to facilitate the rotation of the vane. It is for sake. That is, when the vane angle is changed for moment control, the difference between the vane and the flow angle increases, and the inflow of air is not smooth.In this embodiment, the length of the second vane 133b_2 is short. Since the height H3 is also lower than the height H2 of the first vane 133b_1, the flow inlet of the air is widened so that the inflow of air is smooth, and the flow direction can be easily switched.
본 실시예에 따른 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)은 번갈아 배치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)이 고루 배치되기만 하면 되고, 반드시 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)이 순서대로 번갈아 배치되지 않아도 된다. The first vane 133b_1 and the second vane 133b_2 according to the present embodiment are alternately arranged, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, the first vanes 133b_1 and the second vanes 133b_2 need only be evenly arranged, and the first vanes 133b_1 and the second vanes 133b_2 need not be alternately arranged in order.
또한, 본 실시예에 따르면 가변 베인 장치(133)의 가장자리에는 제2 베인(133b_2)이 배치된다. 이는 제2 베인(133b_2)이 가변 베인 장치(133)의 가장자리에 배치되게 되면 제2 베인(133b_2)의 길이가 짧기 때문에, 가장자리에 제1 베인(133b_1)이 배치되는 경우에 비하여 제2 베인(133b_2)과 가변 베인 설치부(131b_1)의 안쪽 면의 사이의 간격이 더 넓어지게 되므로 유동 흐름을 원활하게 할 수 있게 된다. 이는 가변 베인 장치(133)의 가장자리에서의 공기 흐름에 의한 모멘트의 발생을 도와 모멘트 제어 성능을 향상시키게 된다. In addition, according to the present embodiment, a second vane 133b_2 is disposed at an edge of the
본 실시예에 따르면 가변 베인부(133b)는 서로 길이가 다른 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)의 두 가지 종류로 이루어지는데, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 가변 베인부(133b)는 길이가 동일한 베인들로만 이루어질 수 있고, 길이가 서로 다른 3가지 이상의 베인들로 이루어질 수 있다. 여기서 가변 베인부(133b)가 길이가 서로 다른 3가지 이상의 베인들로 이루어질 경우 제일 길이가 짧은 베인을 제일 가장자리에 배치시킨다면 유동 흐름을 향상시킬 수 있다. According to the present exemplary embodiment, the
한편, 디스월 베인 장치(134)는 양력 팬 장치(132)와 가변 베인 장치(133) 사이에 배치되는데, 안쪽 면이 원형의 테두리를 가지고 있는 디스월 베인 설치부(131a_2)에 설치된다.Meanwhile, the
디스월 베인 장치(134)는 양력 팬 장치(132)로부터 유입된 공기 유동을 원활하게 하는 장치이다. 즉 양력 팬 장치(132)에서 나온 공기 유동은, 양력 팬(132a)의 회전에 따라 대략 사선 방향을 가지는데, 그러한 공기 유동이 바로 가변 베인 장치(133)로 유입되면 베인과 유동의 충돌 각도가 크게 되어 성능이 감소될 수 있는데, 그러한 성능 감소를 방지하기 위한 장치이다.The
디스월 베인 장치(134)는 복수개의 디스월 베인(134a)을 구비하고 있는데, 도 10에 도시된 바와 같이, 디스월 베인(134a)의 상부 부분(134a_1), 즉 양력 팬 장치(132) 쪽에 배치된 부분은 양력 팬 장치(132)에서 나오는 공기의 흐름을 받아들이도록 수직 방향(N)에 대해 소정의 각도(θ)로 기울어진 형상을 가진다. 또한, 디스월 베인(134a)의 하부 부분(134a_2), 즉 가변 베인 장치(133) 쪽에 배치된 부분은 수직 방향(N)을 향하는 형상을 가진다. 이러한 디스월 베인(134a)의 형상은 양력 팬 장치(132)에서 나오는 공기의 흐름을 원활히 받아들인 후 가변 베인 장치(134) 쪽으로 보내기 위한 구조로서, 유동 손실을 최소화시키기 위한 것이다. The
본 실시예에 따른 상승 장치(100)는 디스월 베인 장치(134)를 포함하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 상승 장치(100)는 디스월 베인 장치(134)를 포함하지 않을 수도 있다. 다만 그 경우 유동 손실을 줄이기 위해 덕트(110)의 내부 구조를 적절히 변경하거나, 별도의 베인을 설치하는 것이 바람직하다.The
이하, 도 9 내지 도 11을 참조로 하여, 본 실시예에 따른 수직 이착륙기(100)의 상승 장치(130)가 작동되는 모습을 설명한다.Hereinafter, a state in which the
수직 이착륙기(100)의 상승을 위해 상승 장치(130)가 작동되게 되면, 양력 팬 장치(132)의 팬 구동부(132b)가 작동하여 양력 팬(132a)이 회전하게 된다.When the
양력 팬(132a)이 회전하면 덕트(131)의 입구부(131a)로 공기가 유입되고, 유입된 공기는 양력 팬(132a)으로부터 회전 운동에너지를 전달받고, 하방으로 이동하여 디스월 베인 장치(134)로 유입되게 된다. When the
디스월 베인 장치(134)로 유입되는 공기는, 먼저 수직 방향(N)에 대해 기울어진 형상을 가지는 디스월 베인(134a)의 상부 부분(134a_1)에 의해 안내된 후, 디스월 베인(134a)의 하부 부분(134a_2)으로 이동하여 수직 방향(N)으로 배출된다. Air introduced into the
디스월 베인 장치(134)으로부터 배출된 공기는 4개의 출구부(131b)로 나누어 이동되어, 각각의 출구부(131b)에 설치된 가변 베인 장치(133)로 이동하게 된다.The air discharged from the
가변 베인 장치(133)로 공기가 이동하게 되면, 이동된 공기는 제1 베인(133b_1) 및 제2 베인(133b_2)에 의해 유도되어 하방으로 배출되게 된다. 이 때 출구부(131b)의 가변 베인 설치부(131b_1)는 안쪽 면이 사각형의 테두리를 가지고 있어, 가변 베인 설치부(131b_1)의 가장자리 부분을 통과하는 유량은, 가변 베인 설치부(131b_1)의 중심 부분을 통과하는 유량과 비교하여 크게 달라지지 않게 되므로, 모멘트 발생에 도움이 되게 된다. When the air moves to the
본 실시예의 상승 장치(130)의 덕트(131)는 4개의 출구부(131b)를 가지고 있고, 각각의 출구부(131b)에는 가변 베인 장치(133)가 설치되어 있으므로, 좌우 및 전후 각각 독립적으로 모멘트를 발생시킬 수 있으므로, 하나의 상승 장치(130)로도 수직 이착륙기(100)의 피칭 모멘트, 롤링 모멘트, 요잉 모멘트를 모두 조절할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에 따른 상승 장치(130)는, 각각의 모멘트 조절을 위해 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)을 회전시키는 경우, 제2 베인(133b_2)의 높이가 제1 베인(133b_1)의 높이보다 낮아서 공기 유동 방향의 전환이 용이하게 된다.The
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 상승 장치(100)의 덕트(131)의 출구부(131b)는 안쪽 면이 사각형의 테두리를 가지고 있으므로 가변 베인 설치부(131b_1)의 가장자리 부분을 통과하는 유량은, 가변 베인 설치부(131b_1)의 중심 부분을 통과하는 유량과 비교하여 크게 달라지지 않게 된다. 따라서 본 실시예의 가변 베인 설치부(131b_1)의 구조는 모멘트 발생에 도움이 된다.As described above, since the
또한, 본 실시예에 따른 상승 장치(100)의 덕트(131)는 4개의 출구부(131b)를 가지고 있고, 각각의 출구부(131b)에는 가변 베인 장치(133)가 설치되어 있으므로, 좌우 및 전후 각각 독립적으로 모멘트를 발생시킬 수 있으므로, 하나의 상승 장치(130)로도 수직 이착륙기(100)의 피칭 모멘트, 롤링 모멘트, 요잉 모멘트를 모두 조절할 수 있게 된다.In addition, since the
또한, 본 실시예에 따른 가변 베인 장치(133)의 제1 베인(133b_1)과 제2 베인(133b_2)의 배치 구성은, 제2 베인(133b_2)의 길이가 제1 베인(133b_1)의 길이보다 짧아 그 높이도 제1 베인(133b_1)보다 낮기 때문에 베인 각도의 변경 시 그만큼 유동 입구가 넓어져 공기 유동 방향의 전환이 용이하게 된다.In addition, in the arrangement of the first vane 133b_1 and the second vane 133b_2 of the
또한, 본 실시예에 따르면 가변 베인 장치(133)의 가장자리에는 제2 베인(133b_2)이 배치됨으로써, 제2 베인(133b_2)과 가변 베인 설치부(131b_1)의 안쪽 면의 사이의 간격을 크게 하여 유동 흐름을 원활하게 하여 가장자리에서의 공기 흐름에 의한 모멘트의 발생을 도와 모멘트 제어 성능을 향상시키게 된다. In addition, according to the present embodiment, the second vane 133b_2 is disposed at the edge of the
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. I will be able to. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
본 실시예의 수직 이착륙기용 상승 장치는, 수직 이착륙기에 이용되는 상승 장치를 제조하거나 시험, 운용하는 산업에 사용될 수 있다. The lifting device for a vertical take-off and landing aircraft of this embodiment can be used in an industry that manufactures, tests, and operates a lifting device for use in a vertical take-off and landing aircraft.
100: 수직 이착륙기
110: 본체
120: 날개부
130: 상승 장치
131: 덕트
132: 양력 팬 장치
133: 가변 베인 장치
134: 디스월 베인 장치
140: 추력 장치100: vertical take-off and landing aircraft 110: main body
120: wing 130: lifting device
131: duct 132: lifting fan device
133: variable vane device 134: diswall vane device
140: thrust device
Claims (8)
상기 양력 팬 장치의 하방에 배치되는 적어도 하나의 가변 베인 장치; 및
상기 양력 팬 장치가 설치되며 안쪽 면이 원형의 테두리를 가지는 양력 팬 설치부와, 상기 양력 팬 설치부와 연통되고 상기 가변 베인 장치가 설치되며 안쪽 면이 사각형의 테두리를 가지는 적어도 하나의 가변 베인 설치부를 구비하는 덕트를 포함하는 수직 이착륙기용 상승 장치.Lift fan device;
At least one variable vane device disposed below the lifting fan device; And
At least one variable vane is installed in which the lifting fan device is installed and the inner surface has a circular rim, and is in communication with the lifting fan installation unit and the variable vane device is installed Lifting device for vertical take-off and landing aircraft comprising a duct having a portion.
상기 양력 팬 장치와 상기 가변 베인 장치 사이에 디스월 베인 장치가 배치되고,
상기 덕트는, 상기 양력 팬 설치부와 상기 가변 베인 설치부 사이에 배치되며 안쪽 면이 원형의 테두리를 가지는 디스월 베인 설치부를 구비하고,
상기 디스월 베인 장치는 상기 디스월 베인 설치부에 설치되는 수직 이착륙기용 상승 장치. The method of claim 1,
A diswall vane device is disposed between the lift fan device and the variable vane device,
The duct includes a diswall vane installation portion disposed between the lifting fan installation portion and the variable vane installation portion and having a circular rim on an inner surface thereof,
The diswall vane device is a vertical take-off and landing device ascending device installed in the diswall vane installation unit.
상기 디스월 베인 장치의 디스월 베인의 부분 중 상기 양력 팬 장치 쪽에 배치된 부분은 상기 양력 팬 장치에서 나오는 공기의 흐름을 받아들이도록 수직 방향에 대해 기울어진 형상을 가지고,
상기 디스월 베인 장치의 디스월 베인의 부분 중 상기 가변 베인 장치 쪽에 배치된 부분은 수직 방향을 향하는 형상을 가지는 수직 이착륙기용 상승 장치.The method of claim 2,
A portion of the diswall vane of the diswall vane device disposed on the side of the lift fan device has a shape inclined with respect to a vertical direction to receive the flow of air from the lift fan device
The lifting device for vertical take-off and landing aircraft has a shape in which a portion of the diswall vane of the diswall vane device is disposed toward the variable vane device.
상기 가변 베인 장치는, 제1 베인과, 상기 제1 베인의 길이보다 짧은 길이를 가지는 제2 베인을 포함하는 수직 이착륙기용 상승 장치. The method of claim 1,
The variable vane device includes a first vane and a second vane having a length shorter than the length of the first vane.
상기 제1 베인의 단부들 중 하방에 위치한 단부의 높이는, 상기 제2 베인의 단부들 중 하방에 위치한 단부의 높이와 동일한 수직 이착륙기용 상승 장치. The method of claim 4,
The height of the lower end of the first vane is equal to the height of the lower end of the second vane.
상기 제1 베인과 상기 제2 베인은 번갈아 배치되는 수직 이착륙기용 상승 장치.The method of claim 4,
The first vane and the second vane are alternately arranged for vertical take-off and landing aircraft ascending device.
상기 가변 베인 장치의 가장자리에는 상기 제2 베인이 배치되는 수직 이착륙기용 상승 장치.The method of claim 4,
The lifting device for vertical take-off and landing aircraft in which the second vane is disposed at the edge of the variable vane device.
상기 가변 베인 설치부의 개수는 4개인 수직 이착륙기용 상승 장치.The method of claim 1,
The number of the variable vane installation portion is four vertical lift device for take-off and landing aircraft.
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