KR20210045005A - Takeoff and landing system for aircraft having fixed wing and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고정익 비행체의 이착륙 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정익 비행체를 활주로 없이 이착륙시킬 수 있는 고정익 비행체의 이착륙 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for take-off and landing of a fixed-wing vehicle, and more particularly, to a system and method for take-off and landing of a fixed-wing vehicle capable of taking off and landing without a runway.
고정익 항공기와 같은 비행체는 많은 상업적, 군사적 및 민간 업무를 수행한다. 고정익 항공기는 장거리 순항 시에 효율적이고, 무인항공기의 경우 다중로터식의 항공기에 비해 상대적으로 적은 연료로 장거리 비행이 가능한 장점이 있다. 그러나, 고정익 항공기는 통상 이륙을 위해 가속하고 착륙을 위해 감속하는 데 충분히 긴 활주로 공간을 필요로 한다.Aircraft, such as fixed-wing aircraft, perform many commercial, military and civilian tasks. Fixed-wing aircraft are efficient for long-distance cruising, and unmanned aerial vehicles have the advantage of being able to fly long distances with relatively little fuel compared to multi-rotor aircraft. However, fixed-wing aircraft typically require runway space long enough to accelerate for take-off and decelerate for landing.
이러한 고정익 항공기의 단점을 극복하기 위해서, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이 이륙할 때에 레일 발사대에서 고무벨트, 공압, 로켓 등의 추진력으로 이륙하는 방법이 존재한다. 이는 기체에 순간적으로 급격한 가속도를 주어 기체가 발사대를 떠나기 전에 실속 속도 이상의 속도를 얻게 하여 이륙거리를 줄이는 방법이다.In order to overcome the shortcomings of the fixed-wing aircraft, as disclosed in
하지만, 레일 발사대를 이용하는 방법도 레일 발사대의 설치를 위한 공간이 많이 필요하고 차량 탑재도 곤란한 문제가 있다.However, the method of using the rail launcher also requires a lot of space for installation of the rail launcher, and it is difficult to mount a vehicle.
대안으로, 특허문헌 2에는 다중 로터 운반항공기에 발사대를 설치하여 고정익 무인항공기를 발사하는 구조를 가진 무인항공기에 대한 공중 발사 및/또는 회수, 그리고 이와 관련된 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2는 고정익 무인항공기의 발사를 위해 다중로터 운반 항공기가 필요하므로 운용이 복잡하고 고정익 무인항공기를 지상에서 신속히 이륙시키기 어려운 단점이 있다.Alternatively,
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 활주로나 레일 발사대 없이 고정익 비행체를 이륙시킬 수 있는 구조를 가진 고정익 비행체의 이착륙 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been invented in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a system and method for take-off and landing of a fixed-wing vehicle having a structure capable of taking off a fixed-wing vehicle without a runway or a rail launch pad.
본 발명의 다른 목적은 고정익 비행체를 이륙시키기 위한 엔진을 이륙 장소에 배치하여 고정익 비행체의 구조를 간소화하고 중량을 줄일 수 있는 고정익 비행체의 이착륙 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a system and method for take-off and landing of a fixed-wing vehicle capable of simplifying the structure of a fixed-wing vehicle and reducing its weight by arranging an engine for take-off at a take-off location.
본 발명의 또 다른 목적은 고정익 비행체의 이착륙 시에 연결줄에 연결되어 있는 리프트 프로펠러의 체공 안정성을 향상시킬 수 있는 구조를 가진 고정익 비행체의 이착륙 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a system and method for take-off and landing of a fixed-wing aircraft having a structure capable of improving the air stability of a lift propeller connected to a connecting line during take-off and landing of a fixed-wing aircraft.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 커플링부가 마련된 허브와, 상기 허브에 연결된 블레이드와, 상기 허브를 회전 가능하게 지지하는 연결부를 구비한 리프트 프로펠러; 이륙 장소에 배치되고, 동력발생기와 상기 동력발생기에 의해 회전하고 상기 커플링부와 서로 끼움결합할 수 있는 접속부가 마련된 회전부재를 구비한 발사장치; 및 상기 발사장치의 일측 또는 상기 이륙 장소의 일측에 고정되어 상기 연결부까지 연장된 연결줄;을 포함하고, 상기 커플링부와 상기 접속부가 서로 끼워진 상태에서 상기 회전부재에 의해 상기 리프트 프로펠러가 회전하고, 상기 리프트 프로펠러에서 발생한 양력에 의해 상기 리프트 프로펠러가 상기 회전부재로부터 분리되어 상기 연결줄이 팽팽하게 당겨지는 높이까지 공중으로 상승하여 고정익 비행체를 리프트하거나 상기 연결줄을 이용해 고정익 비행체를 포획하는 것을 특징으로 하는 고정익 비행체의 이착륙 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a lift propeller having a hub provided with a coupling part, a blade connected to the hub, and a connection part rotatably supporting the hub; A launch device having a rotating member disposed at a take-off location, rotating by a power generator and the power generator, and provided with a connecting portion capable of being fitted with the coupling portion; And a connection line fixed to one side of the launch device or one side of the take-off location and extending to the connection part, wherein the lift propeller rotates by the rotation member in a state where the coupling part and the connection part are fitted with each other, and the A fixed wing vehicle, characterized in that the lift propeller is separated from the rotating member by the lift generated from the lift propeller and ascends into the air to a height at which the connection line is pulled tightly to lift the fixed wing vehicle or capture the fixed wing vehicle using the connection line. Provides a take-off and landing system.
상기 연결부는, 상기 허브의 상단이 내륜에 끼워져서 고정되게 배치된 래디얼 베어링과, 상기 래디얼 베어링의 외륜에 고정된 연결링과, 상기 연결링으로부터 방사상으로 연장된 지지암과, 상기 지지암의 단부에 연결되어 상기 리프트 프로펠러의 회전경로 외곽에 배치된 가드링과, 상기 지지암에 설치되어 고정익 비행체와 결합되는 홀더를 포함할 수 있다.The connection portion includes a radial bearing in which an upper end of the hub is fitted to an inner ring and fixedly disposed, a connecting ring fixed to an outer ring of the radial bearing, a support arm extending radially from the connecting ring, and an end of the support arm It may include a guard ring connected to and disposed outside the rotation path of the lift propeller, and a holder installed on the support arm and coupled to the fixed wing aircraft.
상기 가드링의 양측면에는 수평위치와 수직위치 사이에서 회동 가능하게 설치된 반원형의 스윙 와이어가 설치되고, 상기 연결줄은 상기 스윙 와이어에 연결될 수 있다.Semicircular swing wires are installed on both sides of the guard ring so as to be rotatable between a horizontal position and a vertical position, and the connecting wire may be connected to the swing wire.
부가적으로, 상기 고정익 비행체 또는 상기 연결부의 일부에 걸릴 수 있게 설치되어 걸림 해제 시 상기 고정익 비행체의 이륙을 선택적으로 허용하는 록킹수단;을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a locking means that is installed so as to be caught on a part of the fixed wing vehicle or the connecting portion to selectively allow the take-off of the fixed wing vehicle when the jam is released.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 커플링부가 마련된 허브와, 상기 허브에 연결된 블레이드와, 상기 허브를 회전 가능하게 지지하고 상부에는 고정익 비행체와 결합 가능한 홀더가 설치된 연결부를 구비한 리프트 프로펠러를 준비하는 단계; (b) 동력발생기와 상기 동력발생기에 의해 회전하고 상기 커플링부와 서로 끼움결합할 수 있는 접속부가 마련된 회전부재를 구비한 발사장치를 준비하는 단계; (c) 상기 접속부와 상기 커플링부가 서로 끼워지도록 상기 발사장치 위에 상기 리프트 프로펠러를 셋팅하고, 상기 연결부와 상기 발사장치를 연결줄로 서로 연결하는 단계; (d) 상기 연결부 위에 고정익 비행체를 배치하는 단계; (e) 상기 발사장치를 구동하여 상기 리프트 프로펠러를 고속 회전시키는 단계; (f) 상기 리프트 프로펠러에서 발생한 양력에 의해 상기 리프트 프로펠러가 상기 회전부재로부터 분리되면서 상기 고정익 비행체가 공중으로 이륙하는 단계; 및 (g) 상기 고정익 비행체가 상기 리프트 프로펠러에서 분리되어 자체 추력 및 양력으로 비행하는 단계;를 포함하는 고정익 비행체의 이착륙 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (a) a lift propeller having a hub provided with a coupling part, a blade connected to the hub, and a connection part provided with a holder rotatably supporting the hub and capable of being coupled to a fixed-wing vehicle. Preparing; (b) preparing a launching device having a power generator and a rotating member provided with a connection part that rotates by the power generator and is fitted with the coupling part; (c) setting the lift propeller on the launching device so that the connecting portion and the coupling portion are fitted with each other, and connecting the connecting portion and the launching device to each other with a connecting line; (d) arranging a fixed wing vehicle on the connecting portion; (e) driving the launch device to rotate the lift propeller at high speed; (f) taking off into the air while the lift propeller is separated from the rotating member by the lift generated by the lift propeller; And (g) the fixed wing vehicle is separated from the lift propeller to fly with its own thrust and lift.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (1) 커플링부가 마련된 허브와, 상기 허브에 연결된 블레이드와, 상기 허브를 회전 가능하게 지지하는 연결부를 구비한 리프트 프로펠러를 준비하는 단계; (2) 동력발생기와 상기 동력발생기에 의해 회전하고 상기 커플링부와 서로 끼움결합할 수 있는 접속부가 마련된 회전부재를 구비한 발사장치를 준비하는 단계; (3) 상기 접속부와 상기 커플링부가 서로 끼워지도록 상기 발사장치 위에 상기 리프트 프로펠러를 셋팅하는 단계; (4) 상기 발사장치를 구동하여 상기 리프트 프로펠러를 고속 회전시키는 단계; (5) 상기 리프트 프로펠러에서 발생한 양력에 의해 상기 리프트 프로펠러가 상기 회전부재로부터 분리되면서 공중으로 이륙하여 상기 리프트 프로펠러와 상기 발사장치 사이의 공중에 수직으로 연결줄을 배치하는 단계; (6) 상기 연결줄에 걸리도록 상기 고정익 비행체를 조종하여 상기 고정익 비행체를 포획하는 단계; 및 (7) 상기 고정익 비행체를 회수하는 단계;를 포함하는 고정익 비행체의 이착륙 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (1) preparing a lift propeller having a hub provided with a coupling part, a blade connected to the hub, and a connection part rotatably supporting the hub; (2) preparing a launching device having a power generator and a rotating member provided with a connection part that rotates by the power generator and is fitted with the coupling part; (3) setting the lift propeller on the launch device so that the connecting portion and the coupling portion are fitted with each other; (4) driving the launch device to rotate the lift propeller at high speed; (5) taking off into the air while the lift propeller is separated from the rotating member by the lift generated by the lift propeller, and disposing a connecting line vertically in the air between the lift propeller and the launch device; (6) capturing the fixed wing aircraft by manipulating the fixed wing aircraft so as to be caught on the connecting line; And (7) recovering the fixed wing vehicle.
상기 단계 (6)에서, 상기 고정익 비행체가 포획되었을 때 상기 리프트 프로펠러에 장착된 낙하산을 작동시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.In the step (6), the step of operating a parachute mounted on the lift propeller when the fixed wing aircraft is captured; may further include.
본 발명에 따른 고정익 비행체의 이착륙 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.The take-off and landing system and method of a fixed wing vehicle according to the present invention has the following effects.
첫째, 활주로나 레일 발사대 없이 고정익 비행체를 수직 이륙시키거나 공중을 향해 사선 방향으로 단시간에 이륙시킬 수 있으므로 이륙 시스템을 간소화할 수 있고, 협소한 장소나 열악한 환경에서도 고정익 비행체를 이륙시킬 수 있다.First, it is possible to vertically take off a fixed-wing vehicle without a runway or rail launch pad or take off in a short time in a diagonal direction toward the air, thus simplifying the take-off system, and it is possible to take off the fixed-wing vehicle even in a narrow place or in a poor environment.
둘째, 고정익 비행체를 이륙시키기 위한 엔진(동력발생기)이 이륙 장소에 위치하므로 리프트 프로펠러 및 고정익 비행체의 이륙 총중량을 줄일 수 있고, 이륙 총중량과는 무관하게 고정익 비행체의 이륙에 필요한 고출력의 에너지를 공급할 수 있다.Second, since the engine (power generator) for taking off the fixed wing aircraft is located at the take-off site, the total take-off weight of the lift propeller and the fixed wing aircraft can be reduced, and regardless of the take-off gross weight, the high-power energy required for the take-off of the fixed wing aircraft can be supplied. have.
셋째, 발사장치와 리프트 프로펠러를 서로 연결하는 연결줄의 끝부분이 스윙 와이어에 의해 리프트 프로펠러의 정중앙에 정렬될 수 있으므로 고정익 비행체의 이착륙 시 리프트 프로펠러의 자세를 안정적으로 유지할 수 있다.Third, since the ends of the connecting line connecting the launch device and the lift propeller can be aligned in the center of the lift propeller by the swing wire, the posture of the lift propeller can be stably maintained during takeoff and landing of the fixed wing vehicle.
넷째, 리프트 프로펠러의 체공을 위한 별도의 비행조종장치가 필요치 않으므로 운용이 편리하고 시스템 비용을 절감할 수 있다.Fourth, since a separate flight control device is not required for the flight of the lift propeller, operation is convenient and system cost can be reduced.
다섯째, 고정익 비행체의 착륙 시 리프트 프로펠러를 발사하여 공중에 고정익 비행체의 포획을 위한 연결줄을 신속하게 배치할 수 있다. 또한, 고정익 비행체가 포획된 후에는 리프트 프로펠러의 감속에 따른 자연 하강에 의해 자동으로 회수가 이루어질 수 있고, 리프트 프로펠러에서 전개된 낙하산 장치에 의해 고정익 비행체가 더욱 안정적으로 하강하여 회수될 수 있다.Fifth, when the fixed wing vehicle is landed, the lift propeller can be launched to quickly place a connecting line for capturing the fixed wing vehicle in the air. In addition, after the fixed-wing vehicle is captured, it can be automatically recovered by natural descending according to the deceleration of the lift propeller, and the fixed-wing vehicle can be more stably descended and recovered by the parachute device deployed from the lift propeller.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정익 비행체의 이착륙 시스템의 구성을 도시한 일부 단면도이다.
도 2의 변형예를 도시한 구성도이다.
도 3은 도 2에서 스윙 와이어가 회동된 상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3에서 리프트 프로펠러의 정면 구성도이다.
도 5는 도 1에서 허브에 중량체가 배치된 구성을 도시한 일부 단면도이다.
도 6은 발사장치에 록킹수단이 설치된 예를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따라 고정익 비행체가 이륙하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 변형예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따라 고정익 비행체를 포획하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later. It is limited to and should not be interpreted.
1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a take-off and landing system of a fixed wing aircraft according to a preferred embodiment of the present invention.
It is a configuration diagram showing a modified example of FIG.
3 is a block diagram schematically showing a state in which the swing wire is rotated in FIG. 2.
4 is a front configuration diagram of the lift propeller in FIG. 3.
5 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration in which a weight body is disposed on a hub in FIG. 1.
6 is a block diagram showing an example in which the locking means is installed in the launch device.
7 is a diagram schematically showing a process of taking off a fixed wing vehicle according to the present invention.
8 is a diagram illustrating a modified example of FIG. 7.
9 is a diagram schematically showing a process of capturing a fixed wing vehicle according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정익 비행체의 이착륙 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a take-off and landing system of a fixed wing vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정익 비행체의 이착륙 시스템은 리프트 프로펠러(10)와, 이륙 장소에 배치되어 리프트 프로펠러(10)를 공중으로 발사하는 발사장치(20)와, 발사장치(20)의 일측 또는 이륙 장소의 일측에 고정되어 리프트 프로펠러(10)까지 연장된 연결줄(40)을 포함한다.1, the take-off and landing system of a fixed wing vehicle according to a preferred embodiment of the present invention includes a
리프트 프로펠러(10)는 커플링부(11)가 마련된 허브(12)와, 허브(12)에 연결된 적어도 하나 이상의 블레이드(13)와, 허브(12)와 연결되고 고정익 비행체(1)와 결합 가능한 홀더(19)를 가진 연결부(14)를 구비한다.The
허브(12)와 블레이드(13)는 합성수지나, 나무, 금속 등의 소재에 의해 일체로 형성될 수 있다. 대안으로, 허브(12)와 블레이드(13)는 서로 착탈 조립이 가능한 별개의 부재로 구성될 수도 있다.The
리프트 프로펠러(10)는 발사장치(20)로부터 제공되는 회전력에 의해 허브(12) 및 블레이드(13)의 조립체가 회전하고 이에 따라 발생하는 양력에 의해 발사되어 고정익 비행체(1)를 공중으로 리프트(lift) 하거나, 후술하는 바와 같이 연결줄(40)을 이용해 고정익 비행체(1)를 포획할 수 있도록 공중에서 연결줄(40)을 지탱하는 역할을 한다.The
리프트 프로펠러(10)는 연결부(14)의 일측(상부)이 고정익 비행체(도 7의 1 참조)의 동체, 날개 및 무게중심 중 적어도 하나를 지지하도록 배치된다. 여기서, 고정익 비행체(1)는 적어도 하나 이상의 로터로 이루어진 추력발생부(2)와 고정익(3)을 가진 무인기(드론)나 항공기, 전투기, 완구용 비행기 등이 해당될 수 있다. 그밖에, 고정익 비행체(1)는 후미 일부에 고정익이 달린 원통형의 동체를 가진 로켓이나 미사일 등이 해당될 수도 있다. 고정익 비행체(1)에 구비되는 추력발생부(2)는 로터 외에 제트엔진이나 로켓 등으로 구성될 수도 있다.The
커플링부(11)는 허브(12)의 두께(높이) 방향으로 연장되고 내벽이 각형인 홈 또는 홀 형태로 형성된다. 이에 대응하여 발사장치(20)에 구비된 접속부(23)는 커플링부(11)에 길이방향으로 슬립 가능하게 끼워지는 횡단면이 각형인 핀 형태로 구성된다. 대안으로, 커플링부(11)는 적어도 둘 이상의 홀 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우 발사장치에 구비된 접속부(23)는 커플링부(11)에 길이방향으로 슬립 가능하게 끼워지는 적어도 둘 이상의 봉형 핀(또는 돌기) 형태로 구성된다. 다른 대안으로, 커플링부(11)와 접속부(23)의 홈/핀(돌기) 구조는 서로 바뀌는 것도 가능하다.The
연결부(14)는 허브(12)의 상단이 내륜에 끼워져서 고정되게 배치된 래디얼 베어링(15)과, 래디얼 베어링(15)의 외륜에 고정된 연결링(16)과, 일단이 연결링(16)에 연결되어 연결링(16)으로부터 방사상으로 연장된 복수개의 지지암(17)과, 지지암(17)의 타단에 연결되어 블레이드(13)의 회전경로 외곽에 배치된 가드링(18)과, 고정익 비행체(1)와 결합되는 홀더(19)를 포함한다. 연결부(14)는 허브(12) 및 블레이드(13)의 조립체를 지지함과 아울러 고정익 비행체(1)와 결합된다.The
리프트 프로펠러(10)의 상부에서 고정익 비행체(1)를 잡아주는 홀더(19)는 실질적으로 단면이 'U'자 또는 'V'자 형상으로 이루어진 금속 플레이트 또는 소정의 그리퍼 메카니즘에 의해 구현될 수 있다.The
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 가드링(18)의 양측면에는 수평위치와 수직위치 사이에서 상하로 회동 가능하게 설치되고 경질의 금속재로 이루어진 스윙 와이어(41)가 배치된다. 도 4에 도시된 바와 같이 스윙 와이어(41)는 반원형으로 구성되는 것이 바람직하다. 스윙 와이어(41)의 중간지점에는 후술하는 연결줄(40)의 상단이 연결된다.As shown in FIGS. 2 and 3,
스윙 와이어(41)는 가드링(18)의 측면에 접하도록 배치되었다가, 리프트 프로펠러(10)가 상승하여 연결줄(40)이 팽팽하게 당겨졌을 때 스윙 와이어(41)는 선택적으로 세로방향으로 회동하여 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하방으로 젖혀진다. 이러한 구성에 따르면, 리프트 프로펠러(10)의 발사 초기에 스윙 와이어(41)가 수평위치에 놓여 있으므로 리프트 프로펠러(10)의 하향풍에 의해 스윙 와이어(41) 및 연결줄(40)이 직접적으로 강한 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 스윙 와이어(41)가 수평위치에 놓인 상태를 더욱 견고하게 유지하여 스윙 와이어(41)가 불필요하게 회동하는 것을 방지하기 위해 스윙 와이어(41) 또는 가드링(18)의 일측에는 소정의 영구자석(43)이 배치될 수 있다.The
리프트 프로펠러(10)가, 연결줄(40)의 길이에 대응하는 높이까지 공중으로 상승하여 연결줄(40)이 팽팽하게 당겨졌을 때에는 스윙 와이어(41)가 젖혀져서 수직방향에 놓이게 되므로 리프트 프로펠러(10)의 자세를 안정적으로 유지할 수 있다. 즉, 리프트 프로펠러(10)에 양력이 작용하고 있는 상태에서 연결줄(40)과 스윙 와이어(41)가 서로 연결되는 부분이 리프트 프로펠러(10)의 정중앙에 위치하여 한쪽으로 쏠리는 것이 방지되므로 고정익 비행체(1)의 이착륙 시 리프트 프로펠러(10)의 자세를 안정적으로 유지할 수 있다.When the
도 5에 도시된 바와 같이 리프트 프로펠러(10)에는, 허브(12)에 장착되어 허브(12)와 일체로 회전함으로써 회전 관성모멘트를 높여서 리프트 프로펠러(10)의 체공 시간을 증대시키는 중량체(54)가 부가될 수 있다. 중량체(54)는 래디얼 베어링(15)의 내륜과 허브(12) 사이에 개재된 링 형상의 납(Pb) 소재로 이루어질 수 있다. 변형예로는, 허브(12) 자체를 납 재질로 구성하는 방안도 고려될 수 있다. 다만, 허브(12) 자체가 납 재질로 이루어진 경우에는 허브(12)에 형성되는 커플링부(11)가 쉽게 마모될 우려가 있으므로 허브(12)는 합성수지나 나무, 알루미늄 등의 소재로 이루어지고, 중량체(54)는 래디얼 베어링(15)의 내륜과 허브(12) 사이에 개재되는 링 형상의 납 소재로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 대안으로, 중량체(54)는 허브(12)의 상면을 덮도록 고정되는 원반 형태로 구성되어 허브(12)와 일체로 회전하는 것도 가능하다.5, the
도 6에 도시된 바와 같이, 록킹수단(51)은 연결부(14)의 일부에 끼워질 수 있는 핀(pin) 형태로 구성된다. 록킹수단(51)은 동력발생기(21)에 연결된 소정 형상의 프레임(53)을 통하여 선택적으로 연결부(14)에 끼워지게 설치된다. 따라서, 록킹수단(51)에 연결된 줄(52)을 당기는 조작에 의해 록킹수단(51)은 간편하게 연결부(14)에서 분리될 수 있다. 록킹수단(51)은 걸림 해제 시 고정익 비행체의 이륙을 선택적으로 허용한다. 구체적으로, 록킹수단(51)은 접속부(23)와 커플링부(11)가 서로 끼워진 상태에서 연결부(14)에 걸려서 고정익 비행체(1)의 이륙을 억제하고, 해제 시에는 고정익 비행체(1)에서 분리되어 고정익 비행체의 이륙을 허용한다. 대안으로, 록킹수단(51)은 회동 가능하게 설치된 소정의 바(bar), 또는 후크 형태로 구성될 수도 있다.As shown in Figure 6, the locking means 51 is configured in the form of a pin (pin) that can be fitted to a part of the connecting portion (14). The locking means 51 is installed to be selectively fitted to the
부가적으로, 스윙 와이어(41)의 회동을 위한 피봇부는 가드링(18)의 높이방향으로 형성된 장공(미도시)을 따라 상하 슬라이딩 가능하게 설치되고, 상기 피봇부의 하강에 연동하여 홀더(19)가 벌어져서 고정익 비행체(1)가 분리되도록 구성될 수 있다.In addition, the pivot part for the rotation of the
바람직하게, 리프트 프로펠러(10)의 가드링(18) 일측에는 낙하산 장치(50)가 부가적으로 설치될 수 있다. 낙하산 장치(50)는, 후술하는 바와 같이 고정익 비행체(1)가 연결줄(40)에 걸려서 포획된 상태에서는 급격한 하중 변화에 의해 리프트 프로펠러(10)에 순간적으로 요동이 발생했을 때 가속도센서 등으로 이를 감지하여 자동으로 펼쳐지게 작동하여 리프트 프로펠러(10)와 고정익 비행체(1)를 안전하게 회수할 수 있는 기능을 제공한다. 대안으로, 낙하산 장치(50)는 소정의 리모콘 장치에 의해 수동으로 작동되도록 구성될 수도 있다.Preferably, a
발사장치(20)는 이륙 장소의 지지부(30)에 배치되고, 동력발생기(21)와 상기 동력발생기(21)에 의해 회전하고 커플링부(11)에 길이방향으로 슬립 가능하게 끼워질 수 있는 핀과 같이 돌출된 구조로 이루어진 접속부(23)가 마련된 회전부재(22)를 구비한다. 지지부(30)는 지면(또는 바닥면) 자체일 수 있으며, 대안으로는 지면(또는 바닥면) 위에 놓인 소정 형상의 프레임 구조물일 수 있다. 대안으로, 지지부(30)는 차량이나 선박, 항공기 등에 탑재된 소정 형상의 프레임 구조물일 수도 있다. 다른 대안으로, 지지부(30)는 소정 크기의 금속정반이나, 콘테이너, 또는 소정 크기의 캐리어 박스의 일부일 수도 있다.The
동력발생기(21)는 배터리나 상용 전원에 의해 수 천 내지 수 만 rpm의 고속 회전력을 발생시키는 고출력 모터로 이루어질 수 있다. 대안으로, 동력발생기(21)는 가솔린 등과 같은 연료를 사용하는 엔진이나 공압 발생장치로 이루어질 수도 있다. 본 발명에서 리프트 프로펠러(10)에 구동력을 제공하는 동력발생기(21)는 고정익 비행체(1)에 탑재되지 않고 이륙 장소에 위치하는 특성상 동력발생기(21)의 중량은 고정익 비행체(1)의 총 이륙중량에 더해지지 않으므로 대용량의 동력장치(모터 또는 엔진)가 채용되어도 무방하다.The
회전부재(22)는 동력발생기(21)의 회전축에 연결되어 회전하는 부재로서 바람직하게 원형 블록에 의해 구성될 수 있다. 회전부재(22)의 상단에는 리프트 프로펠러(10)의 커플링부(11)에 길이방향으로 슬립 가능하게 끼워질 수 있는 핀 형태의 접속부(23)가 마련되어 있다.The rotating
접속부(23)와 커플링부(11)가 서로 끼워지도록 발사장치(20) 위에 고정익 비행체(1)가 배치(셋팅)된 상태에서, 동력발생기(21)를 이용해 회전부재(22)를 회전시키면 리프트 프로펠러(10)가 고속으로 회전하게 된다. 리프트 프로펠러(10)가 회전하여 리프트 프로펠러(10)에 충분한 양력이 발생하면 접속부(23)가 커플링부(11)에서 빠지면서 리프트 프로펠러(10)가 회전부재(22)로부터 분리되어 리프트 프로펠러(10)와 함께 고정익 비행체(1)가 공중으로 이륙하게 된다.In a state in which the fixed-
발사장치(20)에 연결줄(40)의 하단이 연결되는 경우, 연결줄(40)에 의해 리프트 프로펠러(10)의 발사가 방해되는 것을 방지하기 위해 동력발생기(21)의 양측면에는 소정의 마운트를 경유하여 전술한 스윙 와이어(41)와 동일한 작동을 하는 스윙 와이어(42)가 배치될 수 있다.When the lower end of the
연결줄(40)은 발사장치(20)의 일측 또는 이륙 장소의 일측에 고정되어 연결부(14)에 구비된 스윙 와이어(41)까지 연장된다. 연결줄(40)은 이륙 시 리프트 프로펠러(10)의 상승 높이를 제한하는 동시에 리프트 프로펠러(10)의 상승을 정지시킴으로써 관성에 의해 리프트 프로펠러(10)에서 고정익 비행체(1)를 분리되도록 하는 작용을 한다. 또한, 연결줄(40)은 리프트 프로펠러(10)의 분실을 방지하고, 고정익 비행체(1)의 착륙 시에는 고정익 비행체(1)를 포획하는 용도로 사용된다. 연결줄(40)의 적어도 일부에는 스프링이나 고무줄로 이루어진 탄성부재가 연결되어 연결줄에 길이방향으로의 신축성을 제공할 수 있다. 변형예로서, 연결줄(40)은 신축성을 가진 소재로 구성될 수도 있다.The connecting
도 7에는 본 발명에 따라 고정익 비행체가 이륙하는 과정이 개략적으로 도시되어 있다.7 schematically shows a process of taking off a fixed wing vehicle according to the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정익 비행체의 이착륙 방법은 전술한 구성을 가진 리프트 프로펠러(10)와 발사장치(20)를 준비하는 과정과, 발사장치(20) 위에 리프트 프로펠러(10)를 셋팅하는 과정과, 리프트 프로펠러(10)의 연결부(14) 위에 고정익 비행체(1)를 배치하는 과정과, 발사장치(20)를 구동하여 리프트 프로펠러(10)를 고속 회전시키는 과정과, 리프트 프로펠러(10)에서 발생한 양력에 의해 리프트 프로펠러(10)가 발사장치(20)의 회전부재(22)로부터 분리되면서 리프트 프로펠러(10)와 함께 고정익 비행체(1)가 공중으로 이륙하는 과정과, 연결줄(40)이 팽팽해지는 최대점까지 상승했을 때 고정익 비행체(1)가 리프트 프로펠러(10)에서 분리되어 자체 추력 및 양력으로 비행하는 과정을 포함한다.Referring to FIG. 7, the method of taking off and landing a fixed wing vehicle according to a preferred embodiment of the present invention includes a process of preparing a
리프트 프로펠러(10)와 함께 고정익 비행체(1)가 공중으로 이륙하는 과정은 발사장치(20)은 수직방향으로 배치하여 정수직으로 이루어질 수 있다. 대안으로, 발사장치(20)를 정해진 각도만큼 경사지게 기울여서 리프트 프로펠러(10)를 발사함으로써 도 8에 도시된 바와 같이 고정익 비행체(2)를 사선 형태의 경로를 따라 이륙시키는 것도 가능하다. 이 경우에는 리프트 프로펠러(10)와 함께 고정익 비행체(1)를 발사하는 과정에서 고정익 비행체(1)에서 소정의 양력이 발생할 수 있는 장점이 있다.The process of taking off the fixed-
도 9에는 본 발명에 따라 고정익 비행체(1)의 착륙 과정에서 고정익 비행체(1)를 포획하는 예가 도시되어 있다.9 shows an example of capturing the fixed
도 9를 참조하면, 고정익 비행체(1)의 착륙 방법은 고정익 비행체(1)의 접근 전에 미리 발사장치(20)를 이용해 리프트 프로펠러(10)를 공중으로 발사하여 연결줄(40)을 공중에 수직으로 배치하고, 리프트 프로펠러(10)의 체공 시간 동안에 고정익 비행체(1)가 연결줄(4)을 지나가도록 조종하여 고정익(3)의 끝부분이 연결줄(40)에 걸리게 하는 방식으로 수행된다.9, the landing method of the fixed
즉, 고정익 비행체(1)의 착륙 방법은 접속부(23)와 커플링부(11)가 서로 끼워지도록 발사장치(20) 위에 리프트 프로펠러(10)를 셋팅하는 과정과, 발사장치(20)를 구동하여 리프트 프로펠러(10)를 고속 회전시키는 과정과, 리프트 프로펠러(10)에서 발생한 양력에 의해 리프트 프로펠러(10)가 회전부재(22)로부터 분리되면서 공중으로 이륙하여 리프트 프로펠러(10)와 발사장치(20) 사이의 공중에 수직으로 연결줄(40)을 배치하는 과정과, 고정익(3)의 끝부분이 연결줄(40)에 걸리도록 고정익 비행체(1)를 조종하여 고정익 비행체(10)를 포획하는 과정과, 고정익 비행체(10)를 회수하는 과정을 포함한다.That is, the landing method of the fixed
고정익 비행체(1)가 연결줄(40)에 걸려서 포획된 상태에서는 급격한 하중 변화에 의해 연결줄(40)을 통하여 리프트 프로펠러(10)에 순간적으로 요동이 발생하므로 이 움직임을 이용하여 리프트 프로펠러(10)에 장착된 낙하산 장치(50)를 작동시키면 리프트 프로펠러(10)와 고정익 비행체(1)를 더욱 안전하게 회수할 수 있다.In the state where the fixed-
고정익 비행체(1)의 이륙과 착륙을 위한 리프트 프로펠러(10)의 이륙 동작은 고정익 비행체(1) 또는 연결부(14)의 일부에 걸릴 수 있게 설치된 록킹수단을 작동시켜서 선택적으로 허용할 수 있다. The take-off operation of the
상기와 같은 구성을 가진 본 발명은 활주로나 레일 발사대 없이 고정익 비행체(1)를 이륙시킬 수 있으므로 이륙 시스템을 간소화할 수 있고, 고정익 비행체를 이륙시키기 위한 동력발생기(21)가 이륙 장소에 위치하므로 리프트 프로펠러(10) 및 고정익 비행체(1)의 이륙 총중량을 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention having the above configuration can simplify the take-off system since the fixed
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and within the scope of the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible.
1: 고정익 비행체 10: 리프트 프로펠러
11: 커플링부 12: 허브
13: 블레이드 14: 연결부
15: 래디얼 베어링 16: 연결링
17: 지지암 18: 가드링
19: 홀더 20: 발사장치
21: 동력발생기 22: 회전부재
23: 접속부 30: 지지부
40: 연결줄 41,42: 스윙 와이어
50: 낙하산 장치 51: 록킹수단1: fixed wing vehicle 10: lift propeller
11: coupling part 12: hub
13: blade 14: connection
15: radial bearing 16: connecting ring
17: support arm 18: guard ring
19: holder 20: launch device
21: power generator 22: rotating member
23: connection part 30: support part
40: connecting
50: parachute device 51: locking means
Claims (7)
커플링부가 마련된 허브와, 상기 허브에 연결된 블레이드와, 상기 허브를 회전 가능하게 지지하는 연결부를 구비한 리프트 프로펠러;
이륙 장소에 배치되고, 동력발생기와 상기 동력발생기에 의해 회전하고 상기 커플링부와 서로 끼움결합할 수 있는 접속부가 마련된 회전부재를 구비한 발사장치; 및
상기 발사장치의 일측 또는 상기 이륙 장소의 일측에 고정되어 상기 연결부까지 연장된 연결줄;을 포함하고,
상기 커플링부와 상기 접속부가 서로 끼워진 상태에서 상기 회전부재에 의해 상기 리프트 프로펠러가 회전하고, 상기 리프트 프로펠러에서 발생한 양력에 의해 상기 리프트 프로펠러가 상기 회전부재로부터 분리되어 상기 연결줄이 팽팽하게 당겨지는 높이까지 공중으로 상승하여 고정익 비행체를 리프트하거나 상기 연결줄을 이용해 고정익 비행체를 포획하는 것을 특징으로 하는 고정익 비행체의 이착륙 시스템.In the system for taking off and landing a fixed wing aircraft having a fixed wing and a thrust generating unit,
A lift propeller having a hub provided with a coupling part, a blade connected to the hub, and a connection part rotatably supporting the hub;
A launch device having a rotating member disposed at a take-off location, rotating by a power generator and the power generator, and provided with a connecting portion capable of being fitted with the coupling portion; And
Includes; a connection line fixed to one side of the launch device or one side of the take-off site and extending to the connection part,
The lift propeller is rotated by the rotating member while the coupling part and the connecting part are inserted into each other, and the lift propeller is separated from the rotating member by the lift generated by the lift propeller to a height at which the connecting line is pulled tightly. A take-off and landing system for a fixed-wing vehicle, characterized in that ascending into the air to lift a fixed-wing vehicle or capturing a fixed-wing vehicle using the connecting line.
상기 허브의 상단이 내륜에 끼워져서 고정되게 배치된 래디얼 베어링과, 상기 래디얼 베어링의 외륜에 고정된 연결링과, 상기 연결링으로부터 방사상으로 연장된 지지암과, 상기 지지암의 단부에 연결되어 상기 리프트 프로펠러의 회전경로 외곽에 배치된 가드링과, 상기 지지암에 설치되어 고정익 비행체와 결합되는 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정익 비행체의 이착륙 시스템.The method of claim 1, wherein the connection part,
A radial bearing in which the upper end of the hub is fitted to the inner ring and fixedly disposed, a connecting ring fixed to the outer ring of the radial bearing, a support arm extending radially from the connecting ring, and connected to an end of the support arm. A system for taking off and landing a fixed wing aircraft, comprising: a guard ring disposed outside a rotation path of a lift propeller, and a holder installed on the support arm and coupled to a fixed wing aircraft.
상기 가드링의 양측면에는 수평위치와 수직위치 사이에서 회동 가능하게 설치된 반원형의 스윙 와이어가 설치되고,
상기 연결줄이 상기 스윙 와이어에 연결된 것을 특징으로 하는 고정익 비행체의 이착륙 시스템.The method of claim 2,
Semicircular swing wires are installed on both sides of the guard ring so as to be rotatable between a horizontal position and a vertical position,
Take-off and landing system of a fixed wing aircraft, characterized in that the connecting line is connected to the swing wire.
상기 고정익 비행체 또는 상기 연결부의 일부에 걸릴 수 있게 설치되어 걸림 해제 시 상기 고정익 비행체의 이륙을 선택적으로 허용하는 록킹수단;을 더 포함하는 고정익 비행체의 이착륙 시스템.The method of claim 3,
The fixed wing aircraft take-off and landing system further comprising a; locking means installed so as to be caught on a part of the fixed wing aircraft or the connecting portion to selectively allow the take-off of the fixed wing aircraft when the jam is released.
(b) 동력발생기와 상기 동력발생기에 의해 회전하고 상기 커플링부와 서로 끼움결합할 수 있는 접속부가 마련된 회전부재를 구비한 발사장치를 준비하는 단계;
(c) 상기 접속부와 상기 커플링부가 서로 끼워지도록 상기 발사장치 위에 상기 리프트 프로펠러를 셋팅하고, 상기 연결부와 상기 발사장치를 연결줄로 서로 연결하는 단계;
(d) 상기 연결부 위에 고정익 비행체를 배치하는 단계;
(e) 상기 발사장치를 구동하여 상기 리프트 프로펠러를 고속 회전시키는 단계;
(f) 상기 리프트 프로펠러에서 발생한 양력에 의해 상기 리프트 프로펠러가 상기 회전부재로부터 분리되면서 상기 고정익 비행체가 공중으로 이륙하는 단계; 및
(g) 상기 고정익 비행체가 상기 리프트 프로펠러에서 분리되어 자체 추력 및 양력으로 비행하는 단계;를 포함하는 고정익 비행체의 이착륙 방법.(a) preparing a lift propeller having a hub provided with a coupling part, a blade connected to the hub, and a connecting part provided with a holder rotatably supporting the hub and capable of being coupled to a fixed-wing vehicle;
(b) preparing a launching device having a power generator and a rotating member provided with a connection part that rotates by the power generator and is fitted with the coupling part;
(c) setting the lift propeller on the launching device so that the connecting portion and the coupling portion are fitted with each other, and connecting the connecting portion and the launching device with a connecting line;
(d) arranging a fixed wing vehicle on the connecting portion;
(e) driving the launch device to rotate the lift propeller at high speed;
(f) taking off into the air while the lift propeller is separated from the rotating member by the lift generated by the lift propeller; And
(G) the fixed wing vehicle is separated from the lift propeller to fly with its own thrust and lift; the take-off and landing method of a fixed wing vehicle comprising.
(2) 동력발생기와 상기 동력발생기에 의해 회전하고 상기 커플링부와 서로 끼움결합할 수 있는 접속부가 마련된 회전부재를 구비한 발사장치를 준비하는 단계;
(3) 상기 접속부와 상기 커플링부가 서로 끼워지도록 상기 발사장치 위에 상기 리프트 프로펠러를 셋팅하는 단계;
(4) 상기 발사장치의 일측 또는 이륙 장소의 일측으로부터 상기 리프트 프로펠러의 상기 연결부까지 연장되도록 연결줄을 설치하는 단계;
(5) 상기 발사장치를 구동하여 상기 리프트 프로펠러를 고속 회전시키는 단계;
(6) 상기 리프트 프로펠러에서 발생한 양력에 의해 상기 리프트 프로펠러가 상기 회전부재로부터 분리되면서 공중으로 이륙하여 상기 리프트 프로펠러와 상기 발사장치 사이의 공중에 수직으로 연결줄을 배치하는 단계;
(7) 상기 연결줄에 걸리도록 상기 고정익 비행체를 조종하여 상기 고정익 비행체를 포획하는 단계; 및
(8) 상기 고정익 비행체를 회수하는 단계;를 포함하는 고정익 비행체의 이착륙 방법.(1) preparing a lift propeller having a hub provided with a coupling part, a blade connected to the hub, and a connection part rotatably supporting the hub;
(2) preparing a launching device having a power generator and a rotating member provided with a connection part that rotates by the power generator and is fitted with the coupling part;
(3) setting the lift propeller on the launch device so that the connecting portion and the coupling portion are fitted with each other;
(4) installing a connecting line so as to extend from one side of the launch device or one side of the take-off site to the connecting portion of the lift propeller;
(5) driving the launch device to rotate the lift propeller at high speed;
(6) taking off into the air while the lift propeller is separated from the rotating member by the lift generated by the lift propeller, and disposing a connecting line vertically in the air between the lift propeller and the launch device;
(7) capturing the fixed wing vehicle by manipulating the fixed wing vehicle so as to be caught on the connecting line; And
(8) the step of recovering the fixed wing aircraft; the take-off and landing method of the fixed wing aircraft comprising a.
상기 고정익 비행체가 포획되었을 때 상기 리프트 프로펠러에 장착된 낙하산을 작동시키는 단계;를 더 포함하는 고정익 비행체의 이착륙 방법.The method of claim 6, wherein in step (7),
The step of operating a parachute mounted on the lift propeller when the fixed wing vehicle is captured; take-off and landing method of the fixed wing vehicle further comprising.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190128186A KR20210045005A (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Takeoff and landing system for aircraft having fixed wing and method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20230091525A (en) | 2021-12-16 | 2023-06-23 | 조선대학교산학협력단 | Foldable fixed-wing unmmaned aerial system based on small rocket propulsion system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101013851B1 (en) | 2010-10-21 | 2011-02-14 | (주)경안전선 | Shuttle device for unmanned aerial vehicle launcher |
KR20170040103A (en) | 2015-10-02 | 2017-04-12 | 인시투, 인크. | Aerial launch and/or recovery for unmanned aircraft, and associated systems and methods |
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2019
- 2019-10-16 KR KR1020190128186A patent/KR20210045005A/en unknown
Patent Citations (2)
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