KR20220068551A - 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터 - Google Patents

고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저비용으로 실제와 유사한 구조의 항공기 콕핏 외관을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 가벼운 하중으로 시뮬레이터의 모션 동작에 부담이 없으며, 실제와 유사한 조종반력을 제공하여 사용자가 증대된 체감 효과를 느낄 수 있는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에 관한 것으로, 경량콕핏부의 내부는 콕핏프레임으로 골조를 형성하고, 외부를 3D프린터로 출력된 콕핏스킨으로 형성함으로써, 강도를 강하게 유지하면서 저비용으로 실제 항공기와 유사한 구조의 콕핏 외관을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터 {Experience Aircraft Simulator with High Strength Lightweight Cockpit}
본 발명은 항공기 시뮬레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 저비용으로 실제와 유사한 구조의 항공기 콕핏 외관을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 가벼운 하중으로 시뮬레이터의 모션 동작에 부담이 없으며, 실제와 유사한 조종반력을 제공하여 사용자가 증대된 체감 효과를 느낄 수 있는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에 관한 것이다.
일반적으로 시뮬레이터는 훈련하고자 하는 운송수단과 유사하게 만들어져 운송수단의 움직임이나 엔진의 소리 등 실제 운행 상황을 인공적으로 만들어내어 운송수단의 실물 대신 사용자의 훈련을 위한 목적으로 사용된다.
시뮬레이터는 운송수단에 따라 우주선, 선박, 항공기, 버스, 트럭 등 다양한 종류가 운용되고 있으며, 사용자의 몰입감을 위해 내부 조종장치와 외관을 실제 운송수단과 유사하게 제작하고 있다.
4차 산업혁명 시대가 도래함에 따라 VR(Virtual Reality)을 이용한 가상체험 욕구가 증가함에 따라 직업 체험 학교 등에서 시뮬레이터에 대한 수요가 증가하고 있으며, 실제 항공기 형상으로 제작한 비행 시뮬레이터의 개발 필요성이 증가하고 있다.
항공기 시뮬레이터의 경우 내부는 항공기 조종석과 유사하게 조정 장치들이 배치되며, 외관은 실제 항공기의 콕핏 형상과 유사하도록 자유로운 유선형의 곡면 형상으로 제작된다.
그러나 실제 항공기 형상의 시뮬레이터 장비는 매우 고가이기 때문에 군수용 또는 대형민항기 훈련용으로만 소수 존재하고 있다. 그래서 일반인이 이러한 시뮬레이터를 체험할 수 있는 기회가 극히 제한적이다.
일반인을 위한 비행 시뮬레이터의 경우 원가 절감을 위해 항공기 외형 형상의 구현 없이 단순 컴퓨터 게임기 수준으로 제작되고 있으며, 실제 비행과 유사하게 비행기 조종을 체험할 수 있는 조종력 장치 대신 단순 조이스틱이 구비된 형태이다. 아울러 대중화를 위해 실제 항공기를 운항하는 것과 같이 사용자에게 체감을 줄 수 있는 모션을 제공하거나, 모션과 동기화된 영상을 제공하기도 어렵다.
따라서 일반인은 가격이 저렴하면서 실제 항공기 형상의 외형을 가지고, 실제 항공기를 운행하는 체감을 할 수 있는 조종력 장치를 제공하며, 실제 항공기의 운동감을 느낄 수 있는 항공기 시뮬레이터를 접하기 어렵다는 문제가 있다.
아울러 군수용 시뮬레이터와 같은 제작 공법으로 금속 프레임과 금속 철판의 조합하여 항공기 시뮬레이터를 제작할 경우 비용이 과다하게 소요되고, 금속재질로만 제작되기 때문에 실제 항공기의 콕핏의 형상과 유사한 곡면 형상을 원활하게 제작하지 못한다는 문제가 있다.
나아가 이렇게 금속재질로만 콕핏이 제작된 경우 하중이 과도하게 나가기 때문에 시뮬레이터가 모션에 따른 동작을 수행하기에 부담 스럽고, 과도한 하중이 나가는 시뮬레이터를 작동시키기 위해 장치가 복잡해지고, 시뮬레이터의 내구성이 약하다는 문제가 있다.
따라서 저비용으로 실제 항공기와 유사한 콕핏의 외관을 가지면서, 가벼운 하중으로 시뮬레이터의 모션 동작에 따른 부담도 없고, 내구성도 강한 체험형 항공기 시뮬레이터가 필요하다.
아울러 사용자가 실제 항공기를 조종하는 것과 유사하게 항공기 조종을 체험할 수 있는 조종력 장치가 구비된 항공기 시뮬레이터가 필요하다.
KR 10-2018-0055535 A
본 발명의 목적은 콕핏의 내부는 금속재 프레임으로 구성하고, 외부는 3D 프린팅으로 제작하여 강도를 강하게 유지하여, 저비용으로 실제 항공기 콕핏과 유사한 구조의 외관을 구현할 수 있는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 제공하는 것이다.
아울러 본 발명의 목적은 콕핏의 내부 중 골조를 이루는 부분만 금속재 프레임으로 구성되며, 외부는 가벼운 재질로 구성됨으로써, 그 하중이 가벼우므로 시뮬레이터의 모션 동작 시 가해지는 하중에 의한 부담이 경감되어 내구성이 강한 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 제공하는 것이다.
나아가 본 발명의 목적은 조종 장치에서 VR 영상 및 사용자의 조작과 연동되는 조종반력을 제공함으로써, 사용자가 실제 항공기를 운항하는 것과 유사한 체감 효과를 느낄 수 있는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 제공하는 것이다.
본 발명은 바닥면에 이격되게 설치되는 베이스판(110)이 포함된 베이스프레임(100); 상기 베이스판(110)의 상부에서 수직으로 세워지되, 한 쌍이 서로 이격되게 설치되는 피치하우징(210)과, 상기 피치하우징(210)을 가로지르며 제자리에서 회전가능하게 설치되는 피치회전축(230)과, 상기 피치회전축(230)에서 한 쌍 이상이 서로 이격되게 수직으로 돌출되도록 형성되는 피치회전지지대(240)와, 상기 피치회전지지대(240)의 상부에서 판형상으로 형성되는 피치회전판(250)과, 상기 피치회전축(230)과 축결합되어 상기 피치회전판(250)에 대하여 피치 방향의 구동력을 제공하는 피치모터(270)가 포함된 피치구동부(200); 상기 피치회전판(250)의 상부에서 상기 피치하우징(210)과 직교하도록 수직으로 세워지되, 한 쌍이 서로 이격되게 설치되는 롤하우징(310)과, 상기 롤하우징(310)을 가로지르며 제자리에서 회전가능하게 설치되는 롤회전축(330)과, 상기 롤회전축(330)에서 한 쌍 이상이 서로 이격되게 수직으로 돌출되도록 형성되는 롤회전지지대(340)와, 상기 롤회전지지대(340)의 상부에서 판형상으로 상기 피치회전판(250)보다 넓게 형성되는 롤회전판(350)과, 상기 롤회전축(330)과 축결합되어 상기 롤회전판(350)에 대하여 롤 방향의 구동력을 제공하는 롤모터(360)와, 상기 롤회전판(350)의 상부 중앙측에 설치되어 사용자가 탑승할 수 있는 의자(370)가 포함된 롤구동부(300); 상기 롤회전판(350)의 상부 외측 둘레에 설치되는 콕핏프레임(410)과, 상기 콕핏프레임(410)의 외부를 감싸도록 설치되는 콕핏스킨(420)이 포함된 경량콕핏부(400); 상기 콕핏스킨(420)의 내부에 설치되어 사용자의 조작에 의해 항공기 조종 신호를 생성하는 조종부(500); 및 한 쌍의 이격된 호 형상의 탄성력을 가진 판으로 중앙이 상기 베이스판에 고정되며, 양단이 상기 피치회전지지대(240)의 양단과 인접하게 위치하여 상기 피치구동부(200)에 가해지는 하중을 분산시켜주는 하중분산부(600);를 포함한다.
아울러 본 발명의 상기 피치구동부(200)는, 상기 피치회전지지대(240)의 양단 모서리에 설치되는 실리콘고무(280)를 더 포함한다.
또한 본 발명의 상기 피치구동부(200)는, 상기 피치회전판(250)의 상부에서 상기 롤회전축(330)을 따라 복수가 이격되도록 배치되어 상기 롤구동부(300)가 회전 시 롤회전지지대(340)와 접촉되어 회전 반경을 제한하는 스토퍼(290)를 더 포함한다.
나아가 본 발명의 상기 경량콕핏부(400)는, 상기 콕핏스킨(420)이 3D 프린터로 출력한 물체 또는 플라스틱 사출 성형물 중 어느 하나로 형성된다.
한편, 본 발명의 상기 조종부(500)는, 상기 롤회전판(350)의 상부에 설치되는 피치조종모터(530)와, 상기 피치조종모터(530)의 상부에서 직교하게 배치되는 롤조종모터(580)와, 상기 롤조종모터(580)에 축결합되는 조종컨트롤조립체(570)와, 상기 피치조종모터(530)와 상기 조종컨트롤조립체(570)를 동력이 전달되도록 연결해주는 피치링크조립체(550)와, 상기 조종컨트롤조립체(570)와 연결되어 사용자가 조작하는 조종그립조립체(590)를 더 포함한다.
본 발명은 경량콕핏부(400)의 내부는 콕핏프레임(410)으로 골조를 형성하고, 외부를 3D프린터로 출력된 콕핏스킨(420)으로 형성함으로써, 강도를 강하게 유지하면서 저비용으로 실제 항공기와 유사한 구조의 콕핏 외관을 구현할 수 있는 효과가 있다.
나아가 본 발명은 경량콕핏부(400)에서 골조를 이루는 콕핏프레임(410)만 금속재로 구성되고, 외부에 위치한 콕핏스킨(420)은 가벼운 재질로 구성됨으로써, 피치 모션 또는 롤 모션에 따라 피치구동부(200)와 롤구동부(300)가 구동하는데 가해지는 하중 부담이 경감되고, 그에 따라 시뮬레이터의 내구성이 강하다는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 피치조종모터(530)와 롤조종모터(580)의 축이 피치링크조립체(550) 및 조종컨트롤조립체(570)를 통해 일체형으로 형성되고, 피치조종모터(530)에 피치감속기어(540)가 설치되고 이들이 전자 제어됨으로써, 조종사가 느끼는 조종간(594)의 힌지모멘트 반력과 거동범위를 실제와 유사하게 재현함으로써, 사용자가 증대된 체감 효과를 느낄 수 있는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 사시도.
도 2는 도 1에서 HMD(10), 모니터(20), 모니터프레임(30), 계단프레임(40), 모션커버(140) 및 경량콕핏부(400)를 제외하여 나타낸 이등각 투시도.
도 3은 도 2의 배면도.
도 4는 도 2의 좌측면도.
도 5는 도 2의 분해사시도.
도 6은 도 5를 뒤집어서 나타낸 분해사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에서 경량콕핏부(400)와 조종부(500)를 나타낸 사시도.
도 8은 도 7의 평명도.
도 9는 도 7의 분해사시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에서 조종부(500)를 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 작동을 나타낸 배면도.
도 12은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 작동을 나타낸 우측면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 사시도, 도 2는 도 1에서 HMD(10), 모니터(20), 모니터프레임(30), 계단프레임(40), 모션커버(140) 및 경량콕핏부(400)를 제외하여 나타낸 이등각 투시도, 도 3은 도 2의 배면도, 도 4는 도 2의 좌측면도, 도 5는 도 2의 분해사시도, 도 6은 도 5를 뒤집어서 나타낸 분해사시도, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에서 경량콕핏부(400)와 조종부(500)를 나타낸 사시도, 도 8은 도 7의 평명도, 도 9는 도 7의 분해사시도, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에서 조종부(500)를 나타낸 사시도이다.
베이스프레임(100)은 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 특정 장소의 바닥면에 고정 및 설치하기 위한 것이다. 베이스프레임(100)은 장방형의 판 형상으로 형성된 베이스판(110)과, 베이스판(110)의 하부 둘레에 고정되는 'ㅁ'자 형상의 베이스외곽프레임(120)과, 베이스판(110)의 하부에서 베이스외곽프레임(120)과 연결되어 보강대 역할을 하는 격자 형상의 베이스격자프레임(130)이 포함된다. 베이스프레임(100)은 베이스판(110)에 베이스외곽프레임(120)과 베이스격자프레임(130)이 용접 및 나사 체결되어 하나의 몸체를 이룬다.
베이스판(110)의 상부 중앙에서 전방과 후방에는 각종 전원선과 신호선의 인입을 위한 베이스판인입구(112)가 관통 형성된다. 이때 베이스판인입구(112)는 사각 또는 원형으로 절개된다.
아울러 베이스판(110)의 상부에는 전후면이 폐쇄된 'ㄷ'자 형태로 모션커버(140)가 나사 체결로 고정된다. 모션커버(140)는 후술할 피치구동부(200)를 중심으로 한 쌍이 서로 마주보되, 중앙에는 모션절개구(142)가 형성된다. 모션커버(140)는 후술할 피치구동부(200)가 외부에 노출되지 않도록 가려주는 역할을 함과 동시에, 피치구동부(200)에 먼지나 이물질이 들어가지 않도록 보호해주는 역할을 한다. 이때 피치구동부(200)의 구동을 위한 피치하우징(210)은 모션절개구(142)에서 상부 방향으로 노출된다.
나아가 베이스판(110)의 하부에는 각 모서리 마다 베이스조절좌(150)가 설치된다. 베이스조절좌(150)는 바닥면에 설치되는 베이스판(110)의 높이 조절과 수평을 맞춰주기 위한 것이다. 아울러 베이스조절좌(150)는 바퀴도 구비되는데, 이 바퀴를 통해 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 손쉽게 이동시킬 수 있다.
피치구동부(200)는 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에서 피치 방향(y축)의 구동력을 제공하기 위한 것이다. 피치구동부(200)는 베이스판(110)의 상부에 수직으로 세워지게 설치되는 피치하우징(210)과, 피치하우징(210)의 사이를 가로지르도록 축결합되어 제자리에서 회전하는 피치회전축(230)과, 피치회전축(230)에서 수직으로 돌출되는 피치회전지지대(240)와, 피치회전지지대(240)의 상부에 결합되는 장방형의 판 형상으로 형성된 피치회전판(250)과, 피치회전축(230)과 축결합되는 피치모터(270)를 포함한다.
피치하우징(210)은 피치회전축(230)이 제자리에서 회전할 수 있도록 지지해주는 역할을 하는 것으로, 뒤집어진 'U'자 형상으로 형성되어 베이스판(110)의 중앙측에 한 쌍이 일직선상으로 이격되도록 나사 체결로 고정된다. 피치하우징(210)에는 피치베어링(220)이 설치되며, 피치베어링(220)에 피치회전축(230)이 삽입되어 제자리에서 회전하게 된다. 피치베어링(220)은 구름베어링 또는 미끄럼베어링이 사용될 수 있다.
피치회전축(230)은 원형의 긴 막대 형상으로 피치하우징(210)의 사이를 가로지르도록 설치된다. 이때 피치회전축(230)의 양단은 피치베어링(220)에 삽입된다. 그래서 피치회전축(230)은 피치베어링(220)에 의해 마찰력이 최소화된 상태로 제자리에서 회전할 수 있다.
피치회전지지대(240)는 얇고 긴 판 형상으로 피치회전축(230)에 대하여 직교된 상태로 배치되며, 피치회전축(230)과 하나의 몸체를 이룬다. 또한 피치회전지지대(240)는 중앙측이 피치회전축(230)에 고정되고, 양단이 외측으로 돌출된 형태를 이룬다. 그리고 피치회전지지대(240)는 피치회전축(230)에서 상부 방향으로 평탄하게 돌출된 형태이다. 아울러 피치회전지지대(240)는 피치회전축(230)에서 양단에 서로 이격되게 한 쌍이 배치되며, 한 쌍 이상이 배치될 수 있다. 이때 피치회전지지대(240)와 피치회전축(230)은 한 몸체를 이루도록 주물 또는 용접으로 제작된다.
한편, 피치회전지지대(240)는 금속재질로 이루어지는데, 강도는 그대로 유지하면서 재료를 절감하기 위하여 복수의 통공(242)이 형성될 수 있다. 통공(242)의 형상은 원형, 사각 또는 다각으로 형성될 수 있다. 아울러 피치회전지지대(240)는 하부가 유선형의 곡면을 가지도록 형성될 수 있다.
피치회전판(250)은 복수의 피치회전지지대(240)의 상부에 고정된 것으로 장방형의 얇은 판 형상으로 형성된다. 피치회전판(250)은 피치회전지지대(240)의 모양에 맞춰 긴 직사각형 형태로 형성된다. 피치회전판(250)은 피치회전지지대(240)와 한 몸체를 이루도록 주물 또는 용접으로 제작된다.
피치회전판(250)의 중앙측과 양단에는 각종 전원선과 신호선의 인입을 위한 피치회전판인입구(252)가 관통 형성된다. 이때 피치회전판인입구(252)는 사각 또는 원형으로 절개된다.
피치모터(270)는 피치회전축(230)의 양단 중 어느 한쪽 단과 축결합되어 피치 방향의 구동력을 제공한다. 피치모터(270)의 피치 방향 움직임 각도 범위는 ± 11°이상을 가지며, 정밀한 제어를 위해 서보모터가 사용된다.
피치모터(270)에 의해 피치회전축(230)이 회전하고, 피치회전판(250)이 y축 방향으로 정역 방향 회전할 수 있다. 이를 위해 피치모터(270)는 피치하우징(210)과 이격된 채로 동일 선상에 나란하게 배치된다.
한편, 피치모터(270)는 베이스판(110)의 상부에 고정하기 위해 피치모터프레임(272)에 의해 고정된다. 피치모터프레임(272)은 'ㄴ'자 형상으로 형성된다. 피치모터프레임(272)이 피치하우징(210)에 이격되도록 베이스판(110)의 상부에 나사 체결고 고정되고, 피치모터프레임(272)에 피치모터(270)가 나사 체결로 고정된다.
한편, 피치회전판(250)의 상부에서 양단 중 어느 한쪽 단에는 롤모터프레임(260)이 나사 체결로 고정된다. 롤모터프레임(260)은 'ㄴ'자 형상으로 형성된다. 롤모터프레임(260)에는 후술할 롤모터(360)가 나사 체결로 고정된다.
나아가 피치회전판(250)의 상부에서 롤모터프레임(260)이 설치된 위치 반대편에는 스토퍼(290)가 설치된다. 스토퍼(290)는 후술할 롤구동부(300)에서 롤회전판(350)의 z축 방향 움직임 각도 범위를 제한해주는 역할을 한다. 이때 스토퍼(290)는 삼각형의 프레임 형상으로 형성된다.
한편, 전술한 피치회전지지대(240)의 양단에는 원형의 실리콘고무(280)가 나사 체결로 설치된다. 피치회전판(250)이 피치모터(270)에 의해 y축 방향으로 움직일 때 후술할 하중분산부(600)에 지지되면서 탄성력에 의해 움직임 각도 범위를 제한해주면서 모션 효과를 극대화해준다. 즉 실리콘고무(280)의 부드러운 재질에 의해 부드럽게 하중분산부(600)와 접촉되므로, 피치회전판(250)이 y축 방향으로 움직일 때 사용자에게 큰 충격이 가해지는 것을 막아주면서 사용자가 모션 효과를 잘 느낄 수 있도록 해준다.
롤구동부(300)는 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에서 롤 방향(z축)의 구동력을 제공하기 위한 것이다. 롤구동부(300)는 피치회전판(250)의 상부에 수직으로 세워지게 설치되는 롤하우징(310)과, 롤하우징(310)의 사이를 가로지르도록 축결합되어 제자리에서 회전하는 롤회전축(330)과, 롤회전축(330)에서 수직으로 돌출되는 롤회전지지대(340)와, 롤회전지지대(340)의 상부에 결합되는 장방형의 판 형상으로 형성된 롤회전판(350)과, 롤회전축(330)과 축결합되는 롤모터(360)를 포함한다.
롤하우징(310)은 롤회전축(330)이 제자리에서 회전할 수 있도록 지지해주는 역할을 하는 것으로, 뒤집어진 'U'자 형상으로 형성되어 피치회전판(250)의 롤모터프레임(260)이 설치된 곳의 반대편에 한 쌍이 일직선상으로 이격되도록 나사 체결로 고정된다. 롤하우징(310)에는 롤베어링(320)이 설치되며, 롤베어링(320)에 롤회전축(330)이 삽입되어 제자리에서 회전하게 된다. 롤베어링(320)은 구름베어링 또는 미끄럼베어링이 사용될 수 있다. 이때 롤하우징(310)은 전술할 피치하우징(210)에 대하여 직교하도록 배치된다.
롤회전축(330)은 원형의 긴 막대 형상으로 롤하우징(310)의 사이를 가로지르도록 설치된다. 이때 롤회전축(330)의 양단은 롤베어링(320)에 삽입된다. 그래서 롤회전축(330)은 롤베어링(320)에 의해 마찰력이 최소화된 상태로 제자리에서 회전할 수 있다.
롤회전지지대(340)는 얇고 긴 판 형상으로 롤회전축(330)에 대하여 직교된 상태로 배치되며, 롤회전축(330)과 하나의 몸체를 이룬다. 롤회전지지대(340)는 중앙측이 롤회전축(330)에 고정되고, 양단이 외측으로 돌출된 형태를 이룬다. 그리고 롤회전지지대(340)는 롤회전축(330)에서 상부 방향으로 평탄하게 돌출된 형태이다. 아울러 롤회전지지대(340)는 롤회전축(330)에서 양단에 서로 이격되게 한 쌍 이상이 배치된다. 이때 롤회전지지대(340)와 롤회전축(330)은 한 몸체를 이루도록 주물 또는 용접으로 제작된다.
한편, 롤회전지지대(340)의 중앙측 하부에는 각종 전원선과 신호선의 인입을 위한 롤회전지지대인입구(342)가 관통 형성된다. 이때 롤회전지지대인입구(342)는 호 형상으로 절개되며, 사각 또는 원형으로도 절개될 수 있다.
롤회전판(350)은 복수의 롤회전지지대(340)의 상부에 고정된 것으로 장방형의 금속재 판 형상으로 형성된다. 이때 롤회전판(350)은 피치회전판(250)보다는 크되, 베이스판(110)보다는 작은 직사각형으로 형성된다.
롤회전판(350)의 하부 둘레에는 'ㅁ'자 형상의 롤회전외곽프레임(352)이 설치되며, 롤회전판(350)의 하부에는 롤회전외곽프레임(352) 및 롤회전지지대(340)와 연결되어 보강대 역할을 하는 격자 형상의 롤회전격자프레임(354)이 포함된다. 롤회전판(350)은 롤회전외곽프레임(352)과 롤회전격자프레임(354)이 용접 및 나사 체결되어 하나의 몸체를 이룬다.
롤회전판(350)의 중앙측에는 각종 전원선과 신호선의 인입을 위한 롤회전판인입구(356)가 관통 형성된다. 이때 롤회전판인입구(356)는 사각 또는 원형으로 절개된다.
한편, 롤회전외곽프레임(352)의 하부에는 사용자가 롤구동부(300)에 설치된 의자(370)로 이동할 때 발로 밟고 올라갈 수 있도록 복수의 각진 'U'자 형상의 롤회전발판(358)이 형성될 수 있다.
롤모터(360)는 롤회전축(330)의 양단 중 어느 한쪽 단과 축결합되어 롤 방향의 구동력을 제공한다. 롤모터(360)의 롤 방향 움직임 각도 범위는 ± 15°이상을 가지며, 정밀한 제어를 위해 서보모터가 사용된다.
롤모터(360)에 의해 롤회전축(330)이 회전하고, 롤회전판(350)이 z축 방향으로 정역 회전할 수 있다. 이를 위해 롤모터(360)는 롤하우징(310)과 이격된 채로 동일 선상에 나란하게 배치된다. 이때 롤모터(360)는 전술한 롤모터프레임(260)에 나사 체결되어 고정된다.
한편 롤회전판(350)의 상부 중앙에는 사용자가 앉을 수 있는 의자(370)가 설치된다. 이를 위해 롤회전판(350)의 상부 중앙에 '11'자 형상의 의자프레임(372)이 나사 체결로 고정되고, 의자프레임(372)의 상부에는 롤회전판(350)과 이격된 채로 의자(370)가 설치된다. 의자(370)는 의자프레임(372)을 통해 높낮이를 조절할 수 있으며, 사용자의 안전을 위한 안전 벨트도 마련된다.
또한 롤회전판(350)의 상부에서 의자(370)의 전면 측에는 후술할 조종부(500)가 나사체결로 설치된다. 그에 따라 사용자는 의자(370)에 앉아서 조종부(500)를 조작할 수 있다.
경량콕핏부(400)는 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에서 항공기의 콕핏과 유사한 형태로 형성되어, 사용자로 하여금 실제 항공기를 운항하는 것과 같은 느낌을 증대 시켜주는 역할을 한다.
경량콕핏부(400)는 내부에서 골조를 이루는 콕핏프레임(410)과, 콕핏프레임(410)의 외부를 감싸는 콕핏스킨(420)을 포함한다.
콕핏프레임(410)은 금속재의 중공형의 관으로 콕핏스킨(420)의 형태를 지지하면서 유지할 수 있도록하는 프레임 형상으로 만들어진다. 즉 콕핏프레임(410)은 금속재의 중공형 관이 콕핏스킨(420)의 외관 모양과 유사한 구조를 이루며, 하나의 몸체를 이루도록 용접으로 접합된다.
콕핏프레임(410)은 후단은 콕핏스킨(420)의 후단 형상에 맞춰 수직으로 세워지는 형상의 수직콕핏프레임(412)과, 콕핏스킨(420)의 전단 형상에 맞춰 수평으로 연장되는 형태의 수평콕핏프레임(414)을 포함한다. 이때 수직콕핏프레임(412)은 복수의 수직콕핏프레임(412)이 서로 수평 방향으로 이격된 상태로 서로 연결되며, 수평콕핏프레임(414)은 복수의 수평콕핏프레임(414)이 서로 수직 방향으로 이격된 상태로 서로 연결될 수 있다. 그리고 수평콕핏프레임(414)은 콕핏스킨(420) 내부에 절개부(428)이 형성되므로, 콕핏스킨(420)에서 하부측에만 형성된다.
또한 수직콕핏프레임(412)에는 강도를 높여주기 위한 복수의 수직보강프레임(416)이 형성될 수 있고, 수평콕핏프레임(414)에는 복수의 수평보강프레임(418)이 포함한다. 수직보강프레임(416)은 수직콕핏프레임(412)의 모서리를 가로지르도록 연결해주거나, 수평보강프레임(418)과 수직보강프레임(416)의 사이를 연결해주어 강도를 높여준다. 수평보강프레임(418)은 다단으로 이격된 수평콕핏프레임(414)의 상하와 사이를 연결해주어 강도를 높여준다.
콕핏스킨(420)은 콕핏프레임(410)을 감싸서 실제 항공기의 콕핏과 유사한 외관을 나타내기 위한 것이다. 콕핏스킨(420)는 실제 항공기의 콕핏과 유사하도록 유선형 구조로 형성되며, 후단에는 수직으로 평탄하게 형성된 평탄부(422)와, 전단에는 뾰족한 형상의 첨단부(424)와, 평탄부(422)와 첨단부(424) 사이를 유션형으로 연결해주는 유선부(426)가 하나의 몸체를 이룬다. 그리고 콕핏스킨(420)의 중앙에는 전술한 의자(370)와 후술할 조종부(500)를 노출하기 위한 절개부(428)가 형성된다.
콕핏스킨(420)은 3D 프린팅으로 제작되어 경량으로 만들어진다. 즉 콕핏스킨(420)은 3D로 제작된 모델링 데이터를 3D 프린터로 출력한 물체로 만들어진다. 그렇기 때문에 금속재보다 매우 가벼운 무게로 만들어질 수 있다.
일반적인 군수용이나 대형민항기 훈련용의 경우 콕핏 전체가 금속재로 만들어지기 때문에 무게가 매우 무거우나, 경량콕핏부(400)는 내부는 중공형의 금속재 프레임인 콕핏프레임(410)이 위치하고, 콕핏프레임(410)을 3D 프린터로 제작된 콕핏스킨(420)이 감싸는 형태가 되기 때문에 매우 가벼운 무게를 구현할 수 있다.
이때 콕핏스킨(420)은 내부에 콕핏프레임(410)의 모양에 맞춘 홈이 형성되고, 접착제를 이용하여 접착하여 만들어지거나, 억지끼움 결합으로 만들어질 수 있다.
한편, 콕핏스킨(420)은 금형을 통한 플라스틱 사출 성형물로도 만들어 질 수 있다. 이때 금형은 콕핏스킨(420)의 크기에 따라 여러 개의 파트로 나눠서 제작될 수 있다. 이때 나눠진 파트는 나사 체결로 서로 결합될 수 있다.
나아가 콕핏프레임(410)의 하부에는 얇은 금속판으로 형성된 콕핏판(430)이 위치할 수 있다. 콕핏판(430)은 콕핏스킨(420)의 하부 형상에 맞춰 형성되며, 콕핏프레임(410)과는 용접 또는 나사 체결로 결합되며, 콕핏스킨(420)과는 나사 체결로 고정된다.
또한 콕핏스킨(420)의 절개부(428) 내부 측면에는 사용자가 조작할 수 있는 랜딩기어(440)와 스로틀기어(450)가 배치된다. 랜딩기어(440)는 항공기의 이/착륙 때 사용되는 조작 장치이며, 스로틀기어(450)는 항공기의 출력(Power)를 조절할 때 사용되는 조작 장치이다.
그리고 절개부(428)의 내부 전면에는 사용자가 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 작동 상황을 보여줄 수 있는 계기판(460)이 배치된다. 계기판(460)에는 PFD(Primary Flight Display)을 포함한 항공기의 운항 상황, 제어 상황, 교신 상황 및 비행 상황을 표시할 수 있는 각종 컨트롤러 및 디스플레이를 포함할 수 있다.
조종부(500)는 롤축과 피치축이 결합된 일체형 액티브 스틱으로 롤회전판(350)의 상부에서 의자(370)와 인접하게 설치되어 사용자가 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 통해 항공기 조종 훈련 시 사용하는 조종 장치 역할을 한다. 조종부(500)를 통해 조종 반력을 구현하여, 사용자로 하여금 실제 항공기를 조종하는 것과 유사한 증대된 체감 효과를 제공한다.
조종부(500)는 롤회전판(350)의 상부에 고정하기 위한 조종부고정판(510)과, 피치방향 조종반력을 제공하는 피치조종모터(530)와, 롤방향 조종반력을 제공하는 롤조종모터(580)와, 사용자가 파지한 채 조종하는 조종그립조립체(590)을 포함한다.
조종부고정판(510)은 장방형의 얇은 판 형상으로 롤회전판(350)의 상부에서 의자(370)의 전방에 나사 체결로 고정된다. 조종부고정판(510)의 상부에는 뒤집어진 'U'자 형상의 조종모터프레임(520)이 수직으로 세워진다. 이때 조종모터프레임(520)은 조종부고정판(510)에 용접되어 하나의 몸체로 이루어질 수 있다.
피치조종모터(530)는 조종모터프레임(520) 상에 축이 외부로 노출되도록 설치된다. 피치조종모터(530)는 사용자의 조종그립조립체(590) 컨트롤에 따른 변위 및 조종력을 제어하는 역할을 한다. 피치조종모터(530)는 정밀한 제어를 위해 서보모터가 사용된다.
피치조종모터(530)의 축에는 피치감속기어(540)가 설치된다. 피치감속기어(540)는 조종모터프레임(520)에서 외측으로 노출된다. 피치감속기어(540)에는 피치링크조립체(550)가 설치된다. 피치링크조립체(550)는 일단이 피치감속기어(540)에 연결되고, 타단이 수평으로 배치된 막대 형상의 제1로드(552)와, 제1로드(552)와 나란하게 상부 방향으로 이격된 막대 형상의 제2로드(554)와, 일단이 제1로드(552)와 연결되며 타단이 제2로드(554)와 연결되어 제1로드(552)와 제2로드(554)를 연결해주면서 동력을 전달해주는 피치링크(556)를 포함한다.
한편, 조종모터프레임(520)의 상부 양단에는 한 쌍으로 이격된 조종컨트롤하우징(560)이 설치되고, 조종컨트롤하우징(560)의 사이에는 조종컨트롤조립체(570)가 설치된다. 그리고 이때 제2로드(554)는 일단이 조종컨트롤조립체(570)와 연결되고, 타단이 피치링크(556)와 연결된다. 조종컨트롤하우징(560)에는 베어링이 설치된다.
그리고 조종모터프레임(520)의 상부에서 조종컨트롤하우징(560)과 직교하도록 롤조종모터(580)가 배치되며, 롤조종모터(580)의 축은 조종컨트롤조립체(570)와 연결된다.
그리고 조종컨트롤조립체(570)의 상부에는 조종그립조립체(590)가 설치된다. 조종그립조립체(590)는 하부가 조종컨트롤조립체(570)의 내부와 축결합된 상태로 연결되고, 상부는 수직으로 돌출된 조종연결관(592)과, 조종연결관(592)의 끝단에서 사용자가 파지하여 항공기 운항에 필요한 조작을 행할 수 있게 형성된 조종간(594)과, 조종간(594)에 복수가 설치되는 조종버튼(596)을 포함한다.
조종부(500)는 일체형 조종반력 액티스 스틱 CLS(Control Loading System) 또는 제어PC와 유선 또는 무선으로 연결되어 사용자가 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터로 항공기를 운항하는 중에 조종사가 느끼는 조종간(594)의 힌지모멘트 반력과 거동범위를 재현할 수 있다.
사용자가 조종간(594)을 파지한 채 전, 후, 좌, 우, 상, 하 방향으로 움직이게 되면 조종연결관(592)과 연결된 조종컨트롤조립체(570)가 구동하여 움직임 신호을 생성하게 되고, 그에 따라 롤조종모터(580)와 피치링크조립체(550) 및 피치감속기어(540)로 연결된 피치조종모터(530)를 사용하여 변위 및 조종력을 제어하게 된다. 그래서 실제 항공기와 유사한 조종변위와 조종 포스를 구현할 수 있고, 사용자는 조종부(500)를 통해 실제 항공기를 운항하는 것과 유사한 체감을 할 수 있게 된다.
한편, 조종부(500)에서 발생하는 조종반력은 CLS(Control Loading System) SW 시뮬레이션 모델링을 통해 구현될 수 있다.
하중분산부(600)는 호 형상으로 형성되어 베이스판(110)에 고정되는 것으로, 양단이 피치회전지지대(240)의 양단과 인접하게 위치하여, 피치구동부(200)가 피치 방향으로 구동 시 가해질 수 있는 하중을 분산 시켜주는 역할을 한다.
하중분산부(600)는 한 쌍으로 베이스판(110)의 상부에서 피치회전지지대(240)의 양단과 인접하게 배치된다. 하중분산부(600)는 탄성력을 가지는 호 형상의 금속 Leaf Plate Spring이 사용된다.
하중분산부(600)는 중앙은 베이스판(110)의 상부에 나사 체결로 고정되고, 양단은 호 형상으로 베이스판(110)과 상부 방향으로 이격된 형상이다. 그래서 피치회전판(250)이 피치모터(270)에 의해 구동될 경우 피치회전판(250)이 피치 방향으로 왔다 갔다 할 수 있는데, 이때 하중분산부(600)는 피치회전지지대(240)에 설치된 실리콘고무(280)와 접촉하면서 탄성력에 의해 피치회전판(250)을 하중이 가해지는 반대 방향으로 밀어주게 된다. 그래서 피치회전판(250)이 피치 방향으로 과도한 경사각을 구현할 때 피치모터(270)의 부하를 지원하게 된다. 즉 사용자가 의자(370)에 탑승한 상태에서 피치회전판(250)이 피치 방향 중 어느 한 방향으로 구동하게 되면 편하중이 발생하게 되는데, 하중분산부(600)는 탄성력으로 이 편하중을 보강해주게 된다.
한편, 하중분산부(600)의 양단에는 고무 재질의 하중분산패드(610)가 추가로 설치될 수 있다. 하중분산패드(610)는 하중분산부(600)에 가해지는 충격을 일부 흡수해주는 역할을 한다.
이하, 도 1 및 도 11 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 작동을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 사시도, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터에서 조종부(500)를 나타낸 사시도, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 작동을 나타낸 배면도, 도 12은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터의 작동을 나타낸 우측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 사용자는 의자(370)에 탑승한 채로 HMD(10)를 착용한 후 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 사용한다.
HMD(10)는 사용자의 머리에 안경처럼 착용하여 사용하는 헤드 마운티드 디스플레이를 의미한다. 사용자는 HMD(10)를 통해 항공기 운항 관련 VR 영상을 체험할 수 있다.
본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터 앞에는 복수의 모니터(20)가 설치된다. 모니터(20)는 사용자에게 항공기 운항 영상을 보여주기 위한 것이다. 모니터(20)는 LED, LCD, OLED 방식의 디스플레이로, 3개가 3채널로 영상을 출력하도록 복수가 설치된다.
모니터(20)의 측면과 상부에는 사용자에게 몰입감을 높여주기 위하여 모니터후드(22)가 설치된다. 이때 모니터(20)는 사용자의 시선 높이에 맞추기 위한 모니터프레임(30)의 상부에 설치된다.
모니터프레임(30)은 횡으로 배치되는 수평모니터프레임(32)과 종으로 배치되는 수직모니터프레임(34)이 용접 또는 나사 체결로 결합되어 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 둘러싸되, 모니터(20)의 설치 위치가 사용자의 눈 높이 이상이 되도록 하는 구조물을 형성한다. 아울러 수평모니터프레임(32)의 하부에는 복수의 모니터조절좌(36)가 설치된다.
모니터조절좌(36)는 바닥면에 설치되는 모니터프레임(30)의 높이 조절과 수평을 맞춰주기 위한 것이다. 아울러 모니터조절좌(36)는 바퀴도 구비되는데, 이 바퀴를 통해 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 손쉽게 이동시킬 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 베이스프레임(100)의 측면에는 계단프레임(40)이 설치된다. 계단프레임(40)을 통해서 사용자는 손쉽게 롤구동부(300)에 설치된 의자(370)로 이동할 수 있다.
한편, 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터를 제어하기 위하여 유/무선으로 연결된 프로그램 내장형 Embedded Control Board(이하 "ECB")나 제어PC가 포함될 수 있다. 즉 ECB에 의해 사전 프로그래밍 된 상태로 피치/롤 모션이 구동되거나, 조종부(500)에 의해 피치/롤 모션이 구동될 수 있다. 이때 조종부(500)는 ECB와 연결되어 피치/롤 모션 구동을 위한 입력신호를 보내주게 된다. ECB는 입력신호에 따라 피치구동부(200)와 롤구동부(300)를 제어한다.
이때 피치/롤 모션은 모니터(20)와 HMD(10)에 의해 출력되는 항공기 시뮬레이션 영상의 상황에 맞게 이루어질 수 있다. 이때 HMD(10)는 사용자 시각에서 볼 수 있는 1인칭 영상을 출력할 수 있으며, 사용자 시각 영상은 ECB 또는 제어PC에 내장된 IG(Image Generator)에서 생성될 수 있다.
아울러 사용자가 조종부(500)의 조종그립조립체(590)를 조작함에 따라 피치/롤 모션은 선택적 또는 복합적으로 이루어질 수 있다. 전술한 바와 같이 피치 모션의 경우 피치 방향 움직임 각도 범위는 ± 11°이상을 가지며, 롤 모션의 경우 롤 바아향 움직임 각도 범위는 ± 15°이상을 가지게 된다. 이때 각 모션의 운동 범위도 ECB에 의해 사전 프로그래밍 된 제어 신호에 의해 제어되거나, 사용자의 조종그립조립체(590)의 입력 신호 인 조종 세기와 방향에 따라 제어된다.
한편, 전술한 CLS는 ECB 또는 제어PC를 통해 항공기 운항 간 조종사가 느낄 수 있는 조종간()의 힌지모멘트 반력과 거동범위를 재현해 주게 된다. 즉 힌지모멘트 반력과 거동범위를 피치조종모터(530)와 롤조종모터(580)의 정역 회전 제어를 통해 재현하게 되고, 사용자는 실제 항공기를 운항하는 것과 같은 체험을 할 수 있게 된다.
롤 모션이 이루어지는 경우 롤구동부(300)의 롤모터(360)가 정회전하게 되면, 롤회전축(330)이 정회전하면서 롤회전지지대(340)와 연결된 롤회전판(350)을 정회전시킨다.
그러면 롤회전판(350)의 상부에 설치된 경량콕핏부(400)가 오른쪽으로 기울어지게 된다. 이때 의자(370)에 탑승한 사용자도 그에 따라 오른쪽으로 기울어지는 체감을 하게 된다.
한편, 롤구동부(300)가 계속 오른쪽으로 기울어지다가 각도 한계치에 다다르게 되면 롤회전지지대(340)가 피치구동부(200)에 위치한 스토퍼(290)에 닿게 되고, 스토퍼(290)에 의해 과도한 회전을 방지해주게 된다. 그래서 과도한 회전으로 발생할 수 있는 안전 사고를 예방해줄 수 있다.
반대로 롤모터(360)가 역회전하게 되면, 롤회전축(330)이 역회전하면서 롤회전지지대(340)와 연결된 롤회전판(350)을 역회전시킨다. 그러면 롤회전판(350)의 상부에 설치된 경량콕핏부(400)가 왼쪽으로 기울어지게 된다. 이때 의자(370)에 탑승한 사용자는 왼쪽으로 기울어지는 체감을 하게 된다.
이러한 롤 모션은 ECB 또는 제어PC의 제어 신호 또는 조종그립조립체(590)의 입력 신호에 따라 이와 같은 과정을 반복하면서 이루어지게 되고, 이 와중에 사용자는 모니터(20)와 HMD(10)를 통해 출력되는 영상을 통해 체감 효과를 높일 수 있게 된다.
한편 본 발명의 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터는 제어PC와 ECB의 역할을 Motion Control Unit(이하 "MCU")가 대신하도록 구성할 수 있다.
피치 모션이 이루어지는 경우 피치구동부(200)의 피치모터(270)가 정회전하게 되면, 피치회전축(230)이 정회전하면서 피치회전지지대(240)와 연결된 피치회전판(250)을 정회전시킨다.
그러면 피치회전판(250)의 상부에 설치된 롤구동부(300) 및 경량콕핏부(400)가 오른쪽으로 기울어지게 된다. 이때 의자(370)에 탑승한 사용자도 그에 따라 오른쪽으로 기울어지는 체감을 하게 된다.
한편, 피치구동부(200)가 계속 오른쪽으로 기술어지다가 각도 한계치에 다다르게 되면 피치회전지지대(240)가 하중분산부(600)의 양단 중 한쪽 단에 닿게 되고, 하중분산부(600)의 탄성력에 의해 편하중이 발생하는 것을 방지해주게 된다.
반대로 피치모터(270)가 역회전하게 되면, 피치회전축(230)이 역회전하면서 피치회전지지대(240)와 연결된 피치회전판(250)을 역회전시킨다. 그러면 피치회전판(250)의 상부에 설치된 롤구동부(300) 및 경량콕핏부(400)가 왼쪽으로 기울어지게 된다. 이때 의자(370)에 탑승한 사용자는 왼쪽으로 기술어지는 체감을 하게 된다.
아울러 피치구동부(200)가 계속 왼쪽으로 기술어지다가 각도 한계치에 다다르게 되면 피치회전지지대(240)가 하중분산부(600)의 양단 중 다른 한쪽 단에 닿게 되고, 하중분산부(600)의 탄성력에 의해 편하중이 발생하는 것을 방지해주게 된다.
이러한 피치 모션은 ECB 또는 제어PC의 제어 신호 또는 조종그립조립체(590)의 입력 신호에 따라 이와 같은 과정을 반복하면서 이루어지게 되고, 이 와중에 사용자는 모니터(20)와 HMD(10)를 통해 출력되는 영상을 통해 체감 효과를 높일 수 있게 된다.
한편, 전술한 롤 모션과 피치 모션은 제어PC의 제어 신호 또는 조종그립조립체(590)의 입력 신호에 의해 복합적으로 나타나고, 사용자는 항공기 훈련 중에 피치 방향(y축)과 롤 방향(z축) 모션을 실감나게 체험할 수 있다.
10 : HMD
20 : 모니터 22 : 모니터후드
30 : 모니터프레임
32 : 수평모니터프레임 34 : 수직모니터프레임 36 : 모니터조절좌
40 : 계단프레임
100 : 베이스프레임
110 : 베이스판 112 : 베이스판인입구
120 : 베이스외곽프레임 130 : 베이스격자프레임
140 : 모션커버 142 : 모션절개구
150 : 베이스조절좌
200 : 피치구동부
210 : 피치하우징 220 : 피치베어링
230 : 피치회전축 240 : 피치회전지지대 242 : 통공
250 : 피치회전판 252 : 피치회전판인입구
260 : 롤모터프레임
270 : 피치모터 272 : 피치모터프레임
280 : 실리콘고무 290 : 스토퍼
300 : 롤구동부
310 : 롤하우징 320 : 롤베어링
330 : 롤회전축 340 : 롤회전지지대 342 : 롤회전지지대인입구
350 : 롤회전판
352 : 롤회전외곽프레임 354 : 롤회전격자프레임
356 : 롤회전판인입구 358 : 롤회전발판
360 : 롤모터
370 : 의자 372 : 의자프레임
400 : 경량콕핏부
410 : 콕핏프레임
412 : 수직콕핏프레임 414 : 수평콕핏프레임
416 : 수직보강프레임 418 : 수평보강프레임
420 : 콕핏스킨
422 : 평탄부 424 : 첨단부 426 : 유선부
428 : 절개부
430 : 콕핏판
440 : 랜딩기어 450 : 스로틀기어
460 : 계기판
500 : 조종부
510 : 조종부고정판 520 : 조종모터프레임
530 : 피치조종모터 540 : 피치감속기어
550 : 피치링크조립체
552 : 제1로드 554 : 제2로드 556: 피치링크
560 : 조종컨트롤하우징
570 : 조종컨트롤조립체 580 : 롤조종모터
590 : 조종그립조립체
592 : 조종연결관 594 : 조종간 596 : 조종버튼
600 : 하중분산부
610 : 하중분산패드

Claims (5)

  1. 바닥면에 이격되게 설치되는 베이스판(110)이 포함된 베이스프레임(100);
    상기 베이스판(110)의 상부에서 수직으로 세워지되, 한 쌍이 서로 이격되게 설치되는 피치하우징(210)과, 상기 피치하우징(210)을 가로지르며 제자리에서 회전가능하게 설치되는 피치회전축(230)과, 상기 피치회전축(230)에서 한 쌍 이상이 서로 이격되게 수직으로 돌출되도록 형성되는 피치회전지지대(240)와, 상기 피치회전지지대(240)의 상부에서 판형상으로 형성되는 피치회전판(250)과, 상기 피치회전축(230)과 축결합되어 상기 피치회전판(250)에 대하여 피치 방향의 구동력을 제공하는 피치모터(270)가 포함된 피치구동부(200);
    상기 피치회전판(250)의 상부에서 상기 피치하우징(210)과 직교하도록 수직으로 세워지되, 한 쌍이 서로 이격되게 설치되는 롤하우징(310)과, 상기 롤하우징(310)을 가로지르며 제자리에서 회전가능하게 설치되는 롤회전축(330)과, 상기 롤회전축(330)에서 한 쌍 이상이 서로 이격되게 수직으로 돌출되도록 형성되는 롤회전지지대(340)와, 상기 롤회전지지대(340)의 상부에서 판형상으로 상기 피치회전판(250)보다 넓게 형성되는 롤회전판(350)과, 상기 롤회전축(330)과 축결합되어 상기 롤회전판(350)에 대하여 롤 방향의 구동력을 제공하는 롤모터(360)와, 상기 롤회전판(350)의 상부 중앙측에 설치되어 사용자가 탑승할 수 있는 의자(370)가 포함된 롤구동부(300);
    상기 롤회전판(350)의 상부 외측 둘레에 설치되는 콕핏프레임(410)과, 상기 콕핏프레임(410)의 외부를 감싸도록 설치되는 콕핏스킨(420)이 포함된 경량콕핏부(400);
    상기 콕핏스킨(420)의 내부에 설치되어 사용자의 조작에 의해 항공기 조종 신호를 생성하는 조종부(500); 및
    한 쌍의 이격된 호 형상의 탄성력을 가진 판으로 중앙이 상기 베이스판에 고정되며, 양단이 상기 피치회전지지대(240)의 양단과 인접하게 위치하여 상기 피치구동부(200)에 가해지는 하중을 분산시켜주는 하중분산부(600);를 포함하는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 피치구동부(200)는,
    상기 피치회전지지대(240)의 양단 모서리에 설치되는 실리콘고무(280)를 더 포함하는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 피치구동부(200)는,
    상기 피치회전판(250)의 상부에서 상기 롤회전축(330)을 따라 복수가 이격되도록 배치되어 상기 롤구동부(300)가 회전 시 롤회전지지대(340)와 접촉되어 회전 반경을 제한하는 스토퍼(290)를 더 포함하는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경량콕핏부(400)는,
    상기 콕핏스킨(420)이 3D 프린터로 출력한 물체 또는 플라스틱 사출 성형물 중 어느 하나로 형성되는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조종부(500)는,
    상기 롤회전판(350)의 상부에 설치되는 피치조종모터(530)와, 상기 피치조종모터(530)의 상부에서 직교하게 배치되는 롤조종모터(580)와, 상기 롤조종모터(580)에 축결합되는 조종컨트롤조립체(570)와, 상기 피치조종모터(530)와 상기 조종컨트롤조립체(570)를 동력이 전달되도록 연결해주는 피치링크조립체(550)와, 상기 조종컨트롤조립체(570)와 연결되어 사용자가 조작하는 조종그립조립체(590)를 더 포함하는 고강도 경량 콕핏이 적용된 체험형 항공기 시뮬레이터.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB834662A (en) * 1955-05-10 1960-05-11 Link Aviation Inc Simulated vehicles having improved movable supports
JP2005338401A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Environmental Tectonics Corp 空間識失調訓練装置およびフライトシミュレータ
KR20170100347A (ko) * 2016-02-25 2017-09-04 유도썬스(주) 요트 시뮬레이터 및 그 제어방법
KR20180055535A (ko) 2016-11-17 2018-05-25 주식회사 바로텍시너지 롤 방향으로 회전되고 조종석의 높낮이 조절 및 진동이 발생되는 항공 시뮬레이터
CN110816850A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 空中客车运营简化股份公司 飞行器驾驶舱的模块、相关驾驶舱和飞行器及组装的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB834662A (en) * 1955-05-10 1960-05-11 Link Aviation Inc Simulated vehicles having improved movable supports
JP2005338401A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Environmental Tectonics Corp 空間識失調訓練装置およびフライトシミュレータ
KR20170100347A (ko) * 2016-02-25 2017-09-04 유도썬스(주) 요트 시뮬레이터 및 그 제어방법
KR20180055535A (ko) 2016-11-17 2018-05-25 주식회사 바로텍시너지 롤 방향으로 회전되고 조종석의 높낮이 조절 및 진동이 발생되는 항공 시뮬레이터
CN110816850A (zh) * 2018-08-07 2020-02-21 空中客车运营简化股份公司 飞行器驾驶舱的模块、相关驾驶舱和飞行器及组装的方法

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