KR20220074591A - 무인항공기의 항력 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무인항공기의 항력 제어장치에 관한 것이다. 무인항공기의 항력 제어장치는 무인항공기의 날개 상부에 복수로 구비된 항력 제어장치를 포함하고, 상기 복수의 항력 제어장치는 날개로부터 회전 구동하여 비행시 유도 항력을 제어할 수 있다.
Description
본 발명은 날개 끝에 발생하는 볼텍스를 감쇠하기 위한 무인항공기의 항력 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인항공기 날개 끝단에 적어도 하나 이상의 항력 제어장치를 부착하여 볼텍스로 인한 항력을 제어할 수 있는 무인항공기의 항력 제어장치에 관한 것이다.
항공 기술 및 통신 기술의 급격한 발전에 따라 탐사 및 정찰 등을 목적으로 하는 무인 비행 시스템의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 무인 비행 시스템의 개발은 인간이 직접 탑승하여 수행하기에 위험하거나 어려운 작업도 가능하게 하는 이점을 가져왔다.
통상적으로, 무인 비행 시스템은 비행 제어를 위한 제어 시스템과, 원격지에서 제어 시스템으로부터 전송되는 비행 제어 신호에 따라 비행을 수행하여 각종 현지 데이터를 취득하여 제어 시스템으로 송신하는 무인 항공기로 이루어진다. 무인 항공기는 카메라, 센서, 통신장비, 또는 다른 장비를 탑재하고 있으며, 원격 조종되거나 또는 스스로 조종된다. 즉, 무인 항공기는 운용자에 의해 직접 원격 조종되거나, 운용자가 무인 항공기가 지나가야될 지점들을 미리 프로그래밍하면, 무인 항공기가 그 지점에 도달하기 위해 스스로 비행 궤도를 조절하여 비행하기도 한다.
종래에는 무인 항공기가 특수한 군용 정찰기를 제외하고는 거의 도입이 어려웠으나, 최근에 저렴한 비용으로 공공부문이나 민수용 제품으로의 적용이 가능해 졌다. 이러한 무인 항공기는 비행을 위해 연료를 소비하는데, 이때 소비되는 에너지는 이상적인 경우에 존재하지 않는 공기의 저항을 극복하는데 사용된다.
결국 공기 저항의 감소는 무인 항공기의 연료 소비율과 밀접한 관계를 갖는다. 최근 유가 상승과 연료 소비에 따른 환경 오염의 문제로 무인 항공기의 설계 시 연료 소비율 또한 주요한 설계 인자로 대두되고 있고, 무인 항공기의 연료 소비율을 줄이기 위해서는 비행 중의 저항을 줄일 수 있는 구조 설계가 필요하다.
한편, 비행 중의 저항을 줄이는 방법으로서, 대한민국 등록특허공보 10-1618956(2016.04.29 등록)에는 주날개의 끝단에 기울기의 조절이 가능하게 결합되어 주날개의 양쪽 끝단에서 발생하는 와류를 조절하고 비행 중 유도 항력을 감소시킬 수 있는 윙렛에 대하여 개시되어 있다.
그러나, 상기 윙렛의 경우 부피가 큰 대형 여객기에서는 효과가 있으나, 비교적 소형의 무인 항공기에서는 윙렛으로 인한 무게의 증가로 인하여, 항력 감소의 효과보다 연비의 소모가 더 큰 문제가 있다.
본 발명의 과제는 자동차 디퓨저 형상의 항력 제어장치를 무인항공기 날개 끝단에 부착하여 볼텍스로 인한 항력을 제어할 수 있는 무인항공기의 항력 제어장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인항공기의 항력 제어장치는 무인항공기의 날개 상부에 복수로 구비된 항력 제어장치를 포함하고, 상기 복수의 항력 제어장치는 날개로부터 회전 구동하여 비행시 유도 항력을 제어할 수 있다.
또한, 상기 복수의 항력 제어장치는 상기 날개의 상부에 각각 이격 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수의 항력 제어장치는 에일러론(aileron)과 주익의 말단 사이에 위치할 수 있다.
본 발명에 따르면, 무인항공기의 날개에 유도 항력을 제어하기 위한 복수의 윙렛을 구비함에 따라, 비행시에는 항력을 감소시켜 비행 안정성을 향상시킬 수 있으며, 착륙 및 랜딩시에는 항력을 증가시켜 랜딩 거리를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 무인항공기에 윙렛(winglet)이 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 무인항공기에 스포일러(spoiler)가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인항공기의 항력 제어장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 무인항공기의 항력 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 항력 제어장치의 위치에 따른 항력 분포를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 무인항공기에 스포일러(spoiler)가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인항공기의 항력 제어장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 무인항공기의 항력 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 항력 제어장치의 위치에 따른 항력 분포를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 무인항공기의 항력 제어장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 무인항공기에 윙렛(winglet)이 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 무인항공기에 스포일러(spoiler)가 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 3은 본 발명에 따른 무인항공기의 항력 제어장치의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 무인항공기의 항력 제어장치의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 항력 제어장치의 위치에 따른 항력 분포를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 무인항공기의 항력 제어장치는 무인항공기의 날개 끝에 발생하는 볼텍스를 감쇠하기 위하여 설치될 수 있다. 즉, 항공기 날개 형상의 특성상 베르누이 법칙에 의거, 날개 밑단의 압력은 높은 반면 윗단의 압력은 작다. 따라서, 날개 끝단으로 갈수록 날개 밑단의 고압의 공기가 윗단으로 말려 올라오며, 볼텍스(vortex)가 발생한다.
이러한 볼텍스는 항공기의 항력으로 작용하며, 이는 곧 연비감소로 이어져 무인항공기의 경우 임무수행 가능시간이 감소하게 되는 결과를 낳는다. 따라서, 본 발명은 자동차 디퓨저 형상의 항력 제어장치를 무인항공기 날개 끝단에 부착하여 볼텍스로 인한 항력을 감소시키는 것을 주 목적으로 한다.
본 발명에 따른 무인항공기의 항력 제어장치는 무인항공기의 날개 상부에 복수로 구비된 항력 제어장치를 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 항력 제어장치는 날개로부터 회전 구동하여 비행시 유도 항력을 제어할 수 있다.
예를 들어, 복수의 항력 제어장치는 도 2의 스포일러처럼 날개의 상부에 각각 이격 배치될 수 있으며, 에일러론(aileron)과 주익의 말단 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라 비행시 항력 제어장치가 날개로부터 회전 구동하는 경우, 유도 항력을 제어할 수 있다.
예를 들어, 항력 제어장치는 자동차의 디퓨저 형상으로 형성될 수 있으며, 종래의 윙렛에 비하여 크기가 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 경량화가 중요한 무인항공기의 무게를 줄여 연비를 감소시킬 수 있다.
또한, 항력 제어장치의 회전 구동에 의하여 비행시에는 볼텍스를 감소시켜 항력 감소를 유도할 수 있고, 착륙 및 랜딩시에는 항력을 증가시키는 에어 브레이크 역할을 하여 랜딩거리를 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 항력 제어장치는 평상시에는 날개 내부에 수용되어 날개의 외부로 돌출되지 않도록 하고, 볼텍스의 감소가 필요한 비행시에만 날개의 외부, 즉 상부로 돌출되도록 구동될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 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.
Claims (3)
- 무인항공기의 날개 상부에 복수로 구비된 항력 제어장치를 포함하고,
상기 복수의 항력 제어장치는 날개로부터 회전 구동하여 비행시 유도 항력을 제어하는 무인항공기의 항력 제어장치.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 항력 제어장치는 상기 날개의 상부에 각각 이격 배치되는 무인항공기의 항력 제어장치.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 항력 제어장치는 에일러론(aileron)과 주익의 말단 사이에 위치하는 무인항공기의 항력 제어장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200163265A KR20220074591A (ko) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 무인항공기의 항력 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200163265A KR20220074591A (ko) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 무인항공기의 항력 제어장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220074591A true KR20220074591A (ko) | 2022-06-03 |
Family
ID=81983789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200163265A KR20220074591A (ko) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 무인항공기의 항력 제어장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220074591A (ko) |
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2020
- 2020-11-27 KR KR1020200163265A patent/KR20220074591A/ko unknown
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