KR20240017520A - Reusable solid-propellant rocket using propellers - Google Patents

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KR20240017520A
KR20240017520A KR1020220095357A KR20220095357A KR20240017520A KR 20240017520 A KR20240017520 A KR 20240017520A KR 1020220095357 A KR1020220095357 A KR 1020220095357A KR 20220095357 A KR20220095357 A KR 20220095357A KR 20240017520 A KR20240017520 A KR 20240017520A
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Abstract

본 발명은 발사 후 착륙이 가능한 하단 발사체(100), 상기 하단 발사체(100)의 하부에 위치하여 발사체의 상승 시 안정성을 더하고 착륙 시 발사체의 손상을 막는 착륙용 다리(101), 상기 하단 발사체(100)의 중간에 위치하여 발사체가 원하는 궤적, 원하는 위치로 비행하도록 유도하는 제어용 날개(102), 상기 하단 발사체(100)의 상부에 위치하여 발사체의 상단과 하단의 단 분리를 시키는 단 분리기(103), 상기 하단 발사체(100)의 하부 중앙에 위치하여 이륙 후 초기 상승의 추진력을 제공하는 하단 고체 추진제 로켓 모터(201), 상기 상단 발사체(400)의 상부 중앙에 위치하여 탑재체가 탑재되며 공기저항을 줄이는 노즈콘(202), 상기 하단 발사체(100)의 상부 일측에 위치하여 상하부 프로펠러의 안정적 회전을 일으키는 동축반전 회전부(300), 상기 동축반전 회전부(300)의 내측 중앙에 부품을 고정하고, 프로펠러(306)의 회전축으로서 기능하는 기둥(301), 상기 동축반전 회전부(300)의 내측에 위치하여 프로펠러(306)에 회전하는 동력을 제공하는 좌·우 전기모터 2개(302), 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)와 맞물려 회전시키는 상하 전기모터 톱니바퀴(303), 상기 기둥(301)에 연결되어 프로펠러 마운트(305)의 회전을 일으키는 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304), 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)와 연결되고, 프로펠러(306)가 장착되는 상하 프로펠러 마운트(305), 회전하면서 착륙에 필요한 양력을 제공하는 상하 프로펠러(306), 상단 발사체와 하단 발사체 분리 후, 탑재체를 추가로 가속하는 상단 발사체(400), 상단 발사체(400)의 가속을 위한 추진력을 제공하는 상단 고체 추진제 로켓 모터(401)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러를 이용한 재사용 고체 추진제 발사체.를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 기존까지 불가능했던 고체 추진제 발사체의 착륙을 가능케 함으로써 액체 추진제 발사체로 제한되었던 발사체 착륙 기술의 활용범위를 넓힌다. 또한, 종래에 사용되었던 우주왕복선의 고체로켓부스터의 낙하산을 이용한 착수 등의 비효율적·제한적 범위의 고체 발사체 제사용 기술보다 원하는 위치에 착륙하여 발사체의 손상을 줄이고, 회수과정의 복잡성을 줄일 수 있어 고체 추진제 발사체의 적극적 재사용을 가능케 한다. 또한 이륙 시에 프로펠러를 이용해 상승한 뒤 공중에서 점화할 시에, 기존의 복잡한 발사대 시설없이 발사가 가능해 그에 따른 발사대 시설유지 비용등의 가격의 절감을 노릴 수 있는 효과가 있다.The present invention provides a lower projectile 100 capable of landing after launch, a landing leg 101 located at the lower part of the lower projectile 100 to add stability when the projectile rises and prevent damage to the projectile when landing, and the lower projectile ( A control wing 102 located in the middle of the projectile 100 to guide the projectile to fly on a desired trajectory and to a desired location, and a stage separator 103 located at the top of the lower projectile 100 to separate the upper and lower stages of the projectile. ), a lower solid propellant rocket motor 201 located at the lower center of the lower launch vehicle 100 to provide propulsion for the initial rise after takeoff, and a payload mounted at the upper center of the upper projectile 400 to reduce air resistance. a nose cone 202 that reduces A pillar 301 that functions as the rotation axis of (306), two left and right electric motors (302) located inside the coaxial inversion rotation unit (300) that provide rotational power to the propeller (306), and an upper and lower propeller mount. An upper and lower electric motor gearwheel 303 that engages and rotates the gearwheel 304, an upper and lower propeller mount gearwheel 304 that is connected to the pillar 301 and causes rotation of the propeller mount 305, and an upper and lower propeller mount gearwheel ( 304), the upper and lower propeller mounts 305 on which the propeller 306 is mounted, the upper and lower propellers 306 that rotate and provide the lift necessary for landing, and the upper part that further accelerates the payload after separating the upper and lower projectiles. The present invention is to provide a reusable solid propellant launch vehicle using a propeller, characterized in that it consists of a launch vehicle 400 and an upper solid propellant rocket motor 401 that provides propulsion for acceleration of the upper launch vehicle 400. By enabling the landing of solid propellant launches, which was previously impossible, it expands the scope of use of launch vehicle landing technology, which was limited to liquid propellant launches. In addition, it is possible to reduce the damage to the launch vehicle and reduce the complexity of the recovery process by landing at the desired location, compared to the inefficient and limited range of solid launch vehicle use technologies such as the launch using the parachute of the space shuttle's solid rocket booster that was used in the past. Enables active reuse of propellant projectiles. In addition, when taking off using a propeller to rise and then ignite in the air, it is possible to launch without the existing complex launch pad facilities, which has the effect of reducing costs such as the cost of maintaining the launch pad facilities.

Description

프로펠러를 이용한 재사용 고체 추진제 발사체{Reusable solid-propellant rocket using propellers}{Reusable solid-propellant rocket using propellers}

본 발명은 프로펠러를 이용한 재사용 고체 추진제 발사체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이륙 시에는 고체 추진제를 연소하여 이륙하고, 착륙 시에는 동축반전 프로펠러를 작동시켜 원하는 위치에 착륙이 가능한 프로펠러를 이용한 재사용 고체 추진제 발사체에 관한 것이다.The present invention relates to a reusable solid propellant launch vehicle using a propeller. More specifically, it relates to a reusable solid propellant launch vehicle using a propeller that can take off by burning a solid propellant during takeoff and land at a desired location by operating a coaxially reversing propeller during landing. It's about projectiles.

민간기업이 주도하는 뉴 스페이스 시대가 열리며 발사체 재사용 기술은 가격 절감에 있어 획기적인 해결책이 되었다.As the new space era led by private companies began, launch vehicle reuse technology became a groundbreaking solution to reducing costs.

기존의 팰컨9, 뉴 셰퍼드 등 액체 추진제를 사용하는 민간기업의 발사체는 재점화, 추력 조절의 기술을 활용해 로켓의 재사용과 그에 따른 가격 절감을 가능하게 했다.Launch vehicles of private companies that use liquid propellants, such as the existing Falcon 9 and New Shepard, utilize reignition and thrust control technologies to enable rocket reuse and subsequent cost reduction.

그러나 제작이 간단하고, 가격도 비교적 저렴해 민간기업의 발사체로 적합한 고체 추진제 발사체는 위의 재점화 등의 제어가 불가능하기에 원하는 위치에 착륙할 수 없었다.However, the solid propellant launch vehicle, which is simple to manufacture and relatively inexpensive, making it suitable as a launch vehicle for private companies, could not land at the desired location because it was impossible to control the above re-ignition.

예를 들어 우주왕복선의 고체로켓부스터(SRB)의 경우, 낙하산을 이용해 속도를 줄인 뒤 바다에 착수했지만, 파손과 회수과정의 복잡성이 현재의 고체 추진제 발사체 재사용 기술의 문제점을 드러내고 있는 만큼 원하는 위치에 착륙이 가능한 고체 발사체 개발을 위해 본 발명을 개시한다.For example, in the case of the space shuttle's solid rocket booster (SRB), it was slowed down using a parachute and landed in the sea, but as the complexity of the damage and recovery process reveals problems with the current solid propellant reuse technology, it cannot be placed in the desired location. The present invention is disclosed to develop a solid launch vehicle capable of landing.

국내 공개특허공보 제10-2019-0133120호(2019.12.02.)Domestic Patent Publication No. 10-2019-0133120 (2019.12.02.)

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 출원한 것으로서,Therefore, the present invention was applied to solve the above-described conventional problems,

본 발명은 재사용과 그를 통한 비용 절감에 있어 단점이 부각 되었던 고체 추진제 발사체에 선행기술에서 공기와의 마찰로 프로펠러를 회전시켜 발사체의 속도를 낮춘 뒤 바다에 착수했던 것과는 다르게, 전기모터로 구동되는 프로펠러 기술을 결합하여 원하는 위치에 착륙이 가능한 프로펠러를 이용한 재사용 고체 추진제 발사체를 제공함으로써 발사 비용 절감에 목적이 있다.The present invention is a solid propellant launch vehicle, which had shortcomings in reuse and cost reduction through reuse. Unlike the prior art, which rotated the propeller through friction with the air to lower the speed of the launch vehicle and then launched into the sea, the present invention uses a propeller driven by an electric motor. The goal is to reduce launch costs by combining technologies to provide a reusable solid propellant launch vehicle using a propeller that can land at a desired location.

본 발명은This invention

발사 후 착륙이 가능한 하단 발사체(100),Bottom launch vehicle (100) capable of landing after launch,

상기 하단 발사체(100)의 하부에 위치하여 발사체의 상승 시 안정성을 더하고 착륙 시 발사체의 손상을 막는 착륙용 다리(101),A landing leg (101) located at the bottom of the lower projectile (100) to add stability when the projectile rises and prevent damage to the projectile when landing,

상기 하단 발사체(100)의 중간에 위치하여 발사체가 원하는 궤적, 원하는 위치로 비행하도록 유도하는 제어용 날개(102),A control wing 102 located in the middle of the lower projectile 100 to guide the projectile to fly on a desired trajectory and to a desired location,

상기 하단 발사체(100)의 상부에 위치하여 발사체의 상단과 하단의 단 분리를 시키는 단 분리기(103),A stage separator (103) located at the top of the lower projectile (100) to separate the upper and lower stages of the projectile,

상기 하단 발사체(100)의 하부 중앙에 위치하여 이륙 후 초기 상승의 추진력을 제공하는 하단 고체 추진제 로켓 모터(201),A bottom solid propellant rocket motor (201) located at the bottom center of the bottom launch vehicle (100) to provide initial upward propulsion after takeoff,

상기 상단 발사체(400)의 상부 중앙에 위치하여 탑재체가 탑재되며 공기저항을 줄이는 노즈콘(202),A nose cone (202) located at the upper center of the upper launch vehicle (400), on which the payload is mounted and reduces air resistance,

상기 하단 발사체(100)의 상부 일측에 위치하여 상하부 프로펠러의 안정적 회전을 일으키는 동축반전 회전부(300),A coaxial inversion rotation unit 300 located on one upper side of the lower projectile 100 to cause stable rotation of the upper and lower propellers,

상기 동축반전 회전부(300)의 내측 중앙에 부품을 고정하고, 프로펠러(306)의 회전축으로서 기능하는 기둥(301),A pillar 301 that fixes the part at the inner center of the coaxial rotation unit 300 and functions as a rotation axis of the propeller 306,

상기 동축반전 회전부(300)의 내측에 위치하여 프로펠러(306)에 회전하는 동력을 제공하는 좌·우 전기모터 2개(302),Two left and right electric motors (302) located inside the coaxial rotation unit (300) to provide rotational power to the propeller (306),

상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)와 맞물려 회전시키는 상하 전기모터 톱니바퀴(303),An upper and lower electric motor gearwheel (303) that engages and rotates the upper and lower propeller mount gearwheels (304),

상기 기둥(301)에 연결되어 프로펠러 마운트(305)의 회전을 일으키는 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304),An upper and lower propeller mount gearwheel (304) connected to the pillar (301) to rotate the propeller mount (305),

상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)와 연결되고, 프로펠러(306)가 장착되는 상하 프로펠러 마운트(305),An upper and lower propeller mount (305) connected to the upper and lower propeller mount gears (304) and on which the propeller (306) is mounted,

회전하면서 착륙에 필요한 양력을 제공하는 상하 프로펠러(306),An upper and lower propeller (306) that rotates and provides the lift necessary for landing,

상단 발사체와 하단 발사체 분리 후, 탑재체를 추가로 가속하는 상단 발사체(400),After separating the upper and lower projectiles, an upper projectile (400) that further accelerates the payload,

상단 발사체(400)의 가속을 위한 추진력을 제공하는 상단 고체 추진제 로켓 모터(401)로 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized by being composed of an upper solid propellant rocket motor (401) that provides propulsion for acceleration of the upper launch vehicle (400).

본 발명은 기존까지 불가능했던 고체 추진제 발사체의 착륙을 가능케 함으로써 액체 추진제 발사체로 제한되었던 발사체 착륙 기술의 활용범위를 넓힌다.The present invention expands the scope of use of launch vehicle landing technology, which was limited to liquid propellant launch vehicles, by enabling the landing of solid propellant launch vehicles, which was previously impossible.

또한, 본 발명은 기존에 사용되었던 우주왕복선의 고체로켓부스터의 낙하산을 이용한 착수 등의 비효율적·제한적 범위의 고체 발사체 제사용 기술보다, 원하는 위치에 착륙하여 발사체의 손상을 줄이고 회수과정의 복잡성을 줄일 수 있어, 고체 추진제 발사체의 적극적 재사용을 가능케 한다.In addition, the present invention reduces damage to the launch vehicle and reduces the complexity of the recovery process by landing at the desired location, rather than the inefficient and limited scope of solid launch vehicle use technology, such as the launch using the parachute of the space shuttle's solid rocket booster that was previously used. This enables active reuse of solid propellant launch vehicles.

특히 본 발명은 이륙 시에 프로펠러를 이용해 상승한 뒤 공중에서 점화할 시에, 기존의 복잡한 발사대 시설 없이 발사할 수 있어, 그에 따른 발사대 시설유지 비용 등 가격의 절감을 노릴 수 있다.In particular, the present invention can be launched without complex existing launch pad facilities when rising using a propeller during takeoff and then ignited in the air, thereby reducing costs such as the cost of maintaining the launch pad facility.

도 1은 하단 발사체의 구조를 나타내기 위한 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 단 분리가 일어나기 전의 발사체의 구조 나타내기 위한 정면도를 도시한 것이다.
도 3은 동축반전 회전부의 내부구조를 나타내기 위한 정면도를 도시한 것이다.
도 4는 상단 발사체의 구조를 나타내기 위한 정면도를 도시한 것이다.
Figure 1 shows a perspective view showing the structure of the lower projectile.
Figure 2 is a front view showing the structure of the projectile before stage separation occurs.
Figure 3 is a front view showing the internal structure of the coaxial rotation unit.
Figure 4 shows a front view showing the structure of the upper projectile.

상기한 바와 같이 본 발명의 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.As described above, the configuration of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings as follows.

도 1은 상단 발사체(400)과 하단(100)의 단 분리가 이루어진 후의 착륙하는 하단의 발사체(100)에 관한 도면이면서 대표도이다.Figure 1 is a diagram and representative diagram of the lower launch vehicle 100 landing after the upper launch vehicle 400 and the lower launch vehicle 100 are separated.

도 1에서, 상기 하단 발사체(100)는 가장 아래에 착륙용 다리(101), 4개의 제어용 날개(102), 동축반전 회전부(300)와 그에 연결된 상하 프로펠러 블레이드 4개(306), 가장 위쪽의 단 분리기(103)로 구성된다.In FIG. 1, the lower launch vehicle 100 includes a landing leg 101 at the bottom, four control wings 102, a coaxial rotation unit 300 and four upper and lower propeller blades 306 connected thereto, and a landing leg 101 at the bottom. It consists of a stage separator (103).

도 2는 상단(400)과 하단(100)의 단 분리가 이루어지기 전의 발사체(200)에 관한 도면이다.Figure 2 is a view of the projectile 200 before the upper end 400 and the lower end 100 are separated.

도 2에서, 발사체는 가장 아래에 상기 착륙용 다리(101), 하단 고체 추진제 로켓 모터(201), 최상부에 탑재체가 탑재되는 노즈콘(202)과 노즈콘(202)이 부착되어 있는 상기 상단 발사체(400), 상기 도1의 제어용 날개 4개(102), 상기 동축반전 회전부(300), 작동 전의 상태로, 접혀있는 상기 상하 프로펠러 4개(306), 상하 프로펠러가 각각 연결되는 상하 프로펠러 마운트(305)로 구성된다.In Figure 2, the launch vehicle is the landing leg 101 at the bottom, the bottom solid propellant rocket motor 201, the nose cone 202 on which the payload is mounted at the top, and the top launch vehicle 400 to which the nose cone 202 is attached. ), the four control blades (102) of FIG. 1, the coaxial reversal rotating part (300), the four upper and lower propellers (306) folded in the state before operation, and the upper and lower propeller mounts (305) to which the upper and lower propellers are respectively connected. It consists of

도 3은 발사체의 착륙을 담당하는 부품으로 구성된 동축반전 회전부(300)에 관한 도면이다.Figure 3 is a diagram of the coaxial rotation rotation unit 300 composed of parts responsible for the landing of the projectile.

도 3에서, 상하 프로펠러 4개(306)와, 프로펠러가 연결되는 상기 상하 프로펠러 마운트 2개(305), 상기 상하 프로펠러 마운트와 연결된 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴 2개(304), 상하 프로펠러 마운트와 각각 맞물려있는 상하 전기모터 톱니바퀴 2개(303), 상하 전기모터 톱니바퀴와 각각 맞물려있는 좌·우의 전기모터 2개(302), 중앙에서 부품들을 연결, 고정하는 기둥(301)으로 구성되어 있다.In Figure 3, four upper and lower propellers (306), two upper and lower propeller mounts (305) to which the propellers are connected, two upper and lower propeller mount gear wheels (304) connected to the upper and lower propeller mounts, respectively engaged with the upper and lower propeller mounts. It consists of two upper and lower electric motor gearwheels (303), two left and right electric motors (302) each engaged with the upper and lower electric motor gearwheels, and a pillar (301) that connects and fixes the parts in the center.

도 4는 탑재체가 탑재되는 페어링(202), 상단 고체 추진제 로켓 모터(401)로 구성되어 있는 상단 발사체(400)에 관한 도면이다.Figure 4 is a diagram of the upper launch vehicle 400, which consists of a fairing 202 on which the payload is mounted, and an upper solid propellant rocket motor 401.

상기 하단 발사체(100)는 상기 재사용 발사체의 단 중 제어된 착륙을 통해 재사용이 가능하도록 동축반전 회전부(300)를 갖는 발사체의 하단이다. 내부에 전기 배터리와 통신장치, 제어 컴퓨터 등의 부품을 갖는다.The lower projectile 100 is the lower end of the reusable projectile having a coaxial rotation rotation unit 300 to enable reuse through controlled landing. Inside, it has parts such as an electric battery, communication device, and control computer.

상기 착륙용 다리(101)는 날개와 같은 형상으로 제작되어 상기 재사용 발사체의 이륙·상승 시에 압력 중심(Center of pressure)을 하단으로 낮춰 안정성을 더함.The landing leg 101 is manufactured in a wing-like shape to increase stability by lowering the center of pressure to the bottom during takeoff and ascent of the reusable projectile.

단, 임무 요구사항에 따라 착륙용 다리로 접이식 착륙용 다리가 적용될 수 있다.However, depending on mission requirements, foldable landing legs may be applied as landing legs.

또한, 착륙 시 발생할 수 있는 충격을 발사체에 최소한으로 전달하기 위해 완충장치가 사용될 수 있고,Additionally, a shock absorber may be used to minimize the impact that may occur during landing to the launch vehicle.

또한 착륙지점과의 접지력을 높이기 위해 바닥에 실리콘, 고무 등의 패드가 부착될 수 있다.Additionally, pads such as silicone or rubber may be attached to the bottom to increase traction with the landing site.

또한 도면에서의 8개의 다리가 아닌 그보다 더 많이, 혹은 더 적게 사용될 수 있다.Also, rather than the eight legs shown in the drawing, more or fewer legs may be used.

상기 제어용 날개(102)는 자이로 센서등 으로 얻은 제어값을 연산을 거쳐 발사체의 이륙·상승·착륙의 모든 단계에서 발사체를 원하는 궤적으로 유도하기 위해 사용된다.The control wing 102 is used to guide the projectile to a desired trajectory at all stages of takeoff, ascent, and landing of the projectile by calculating control values obtained from a gyro sensor or the like.

단, 상기 제어용 날개(102)는 도면에서의 4개보다 더 많이, 혹은 더 적게 사용될 수 있다.However, the number of control wings 102 may be used more or less than the four in the drawing.

상기 단 분리기(103)는 발사체의 상단(400)과 하단(100)의 단 분리를 위해 사용된다. 상기 단 분리기(104)는 화약 혹은 스프링을 활용하는 다양한 방식이 사용될 수 있다.The stage separator 103 is used to separate the upper end 400 and the lower end 100 of the projectile. The stage separator 104 can be used in various ways using gunpowder or springs.

상기 하단 고체 추진제 로켓 모터(201)는 이륙·상승 시에 필요한 추력을 제공한다. 또한, 추력편향 기술 등이 적용되어 제어의 정확성을 높일 수 있다.The bottom solid propellant rocket motor 201 provides the necessary thrust during takeoff and ascent. In addition, the accuracy of control can be improved by applying thrust deflection technology.

상기 노즈콘(202)은 탑재체의 사출 전 다양한 방법으로 상단 발사체(400)와 분리된다. 또한 탑재체의 부피, 무게 등에 따라 형상을 달리 할 수 있다.The nose cone 202 is separated from the upper projectile 400 in various ways before the payload is ejected. Additionally, the shape can vary depending on the volume and weight of the payload.

상기 동축반전 회전부(300)는 발사체의 상단과 하단 모두에 사용될 수 있다.The coaxial rotation unit 300 can be used at both the top and bottom of the projectile.

상기 기둥(301)은 상기 동축반전 회전부(300)의 부품을 고정하고, 발사체의 상하단을 단 분리 전 연결한다.The pillar 301 fixes the parts of the coaxial rotation unit 300 and connects the upper and lower ends of the projectile before separating them.

상기 좌·우의 전기모터 2개(302)는 프로펠러를 작동시키기 위한 동력을 공급하며, 좌·우 전기모터 2개(302)는 모두 상하 톱니바퀴(303)와의 연결부를 위로 놓고 보았을 때 서로 같은 방향으로 회전하고, 각각 발사체 상부, 하부를 바라보도록 제작된다. 따라서 실제 발사체에서의 회전은 반대로 진행되게 된다.The two left and right electric motors (302) supply power to operate the propeller, and the two left and right electric motors (302) are all oriented in the same direction when the connection with the upper and lower gears (303) is viewed from above. It rotates and is manufactured to look at the top and bottom of the projectile, respectively. Therefore, the rotation in the actual projectile proceeds in the opposite direction.

또한 좌·우의 전기모터(302)는 상기 상하 전기모터 톱니바퀴(303)와 각각 연결되어 있다.In addition, the left and right electric motors 302 are connected to the upper and lower electric motor gear wheels 303, respectively.

특히 착륙 시 발사체의 고도, 속도 등을 종합적으로 판단하여 모터의 회전수를 조절함으로써 원하는 위치에 안정적으로 착륙이 가능하도록 한다.In particular, when landing, the altitude and speed of the projectile are comprehensively judged and the rotation speed of the motor is adjusted to ensure a stable landing at the desired location.

상기 상하 전기모터 톱니바퀴(303)는 상기 좌·우 전기모터(302)와 각각 연결되어 있어 회전한다. 또한 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)와 각각 맞물려 회전한다.The upper and lower electric motor gearwheels 303 are connected to the left and right electric motors 302, respectively, and rotate. In addition, it engages and rotates with the upper and lower propeller mount gear wheels 304, respectively.

상기 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)는 기둥(301)을 축으로 회전한다.The upper and lower propeller mount gearwheels 304 rotate around the pillar 301.

그리고 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)는 가운데에 기둥(301)과 연결된 베어링에 톱니바퀴의 이가 부착된 형태로, 상기 상하 프로펠러 마운트(305)의 회전을 가능케 함과 동시에 기둥(301)에 고정될 수 있도록 한다.And the propeller mount gearwheel 304 has teeth attached to a bearing connected to the column 301 in the center, enabling rotation of the upper and lower propeller mounts 305 and at the same time being fixed to the column 301. Let it happen.

상기 상하 프로펠러 마운트(305)는 상기 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)와 부착되어 있다. 상하 프로펠러 마운트에는 프로펠러의 블레이드(306)가 각 2개씩 장착된다. 프로펠러의 블레이드(306)는 2개 이상이 각각 장착될 수 있다.The upper and lower propeller mounts 305 are attached to the upper and lower propeller mount gear wheels 304. Two propeller blades 306 are mounted on the upper and lower propeller mounts. Two or more propeller blades 306 may be installed each.

상기 상하 프로펠러(306)는 회전하면서 양력을 제공함으로써 발사체의 착륙 시 필요한 양력을 제공해 발사체의 착륙이 가능케 한다.The upper and lower propellers 306 rotate and provide lift, thereby providing the lift necessary for landing of the projectile, thereby enabling the launch vehicle to land.

상기 상하 프로펠러(306)는 각각 반대로 회전함으로써 서로 회전을 통해 발생하는 각운동량을 상쇄시켜 발사체의 회전과 그로 인한 불안정성을 줄인다.The upper and lower propellers 306 rotate in opposite directions, thereby canceling out the angular momentum generated through each other's rotation, thereby reducing the rotation of the projectile and the resulting instability.

상기 상단 발사체(400)는 노즈콘(202), 탑재체 등을 탑재하고, 상기 상단 고체 추진제 모터(401)를 추진기관으로 갖는다.The upper launch vehicle 400 is equipped with a nose cone 202, a payload, etc., and has the upper solid propellant motor 401 as a propulsion engine.

상기 상단 발사체(400)는 1개 이상의 다수가 발사체에 사용될 수 있다. 또한 내부에 전기 배터리와 통신장치, 제어 컴퓨터 등의 부품을 갖는다.The upper projectile 400 may be used in one or more projectiles. It also has internal components such as an electric battery, communication device, and control computer.

상기 상단 고체 추진제 모터(401)는 고체 추진제에 한정되지 않고, 액체 추진제, 하이브리드형 추진제 등의 다양한 추진제가 사용될 수 있다. 또한, 추력편향 기술 등이 적용되어 제어의 정확성을 높일 수 있다.The upper solid propellant motor 401 is not limited to solid propellants, and various propellants such as liquid propellants and hybrid propellants can be used. In addition, the accuracy of control can be improved by applying thrust deflection technology.

이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시한 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시한 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 포함되는 것은 당연하다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, the scope of the rights of the present invention is not limited thereto, and the scope of the rights of the present invention includes only those that are substantially equivalent to the embodiments of the present invention. Of course.

100: 하단 발사체
101: 착륙용 다리
102: 제어용 날개
103: 단 분리기
200: 단 분리가 이루어지기 전의 발사체
201: 하단 고체 추진제 로켓 모터
202: 노즈콘
300: 동축반전 회전부
301: 기둥
302: 좌·우의 전기모터
303: 전기모터 톱니바퀴
304: 프로펠러 마운트 톱니바퀴 2개
305: 프로펠러 마운트 2개
306: 상하 프로펠러 4개
400: 상단 발사체
401: 상단 고체 추진제 로켓 모터
100: Bottom projectile
101: Landing legs
102: Control wings
103: stage separator
200: Projectile before separation occurs
201: Bottom solid propellant rocket motor
202: Nose cone
300: Coaxial reversal rotating part
301: pillar
302: Left and right electric motors
303: Electric motor gear wheel
304: 2 propeller mount gear wheels
305: 2 propeller mounts
306: 4 upper and lower propellers
400: Top projectile
401: Upper solid propellant rocket motor

Claims (1)

발사 후 착륙이 가능한 하단 발사체(100),
상기 하단 발사체(100)의 하부에 위치하여 발사체의 상승 시 안정성을 더하고 착륙 시 발사체의 손상을 막는 착륙용 다리(101),
상기 하단 발사체(100)의 중간에 위치하여 발사체가 원하는 궤적, 원하는 위치로 비행하도록 유도하는 제어용 날개(102),
상기 하단 발사체(100)의 상부에 위치하여 발사체의 상단과 하단의 단 분리를 시키는 단 분리기(103),
상기 하단 발사체(100)의 하부 중앙에 위치하여 이륙 후 초기 상승의 추진력을 제공하는 하단 고체 추진제 로켓 모터(201),
상기 상단 발사체(400)의 상부 중앙에 위치하여 탑재체가 탑재되며 공기저항을 줄이는 노즈콘(202),
상기 하단 발사체(100)의 상부 일측에 위치하여 상하부 프로펠러의 안정적 회전을 일으키는 동축반전 회전부(300),
상기 동축반전 회전부(300)의 내측 중앙에 부품을 고정하고, 프로펠러(306)의 회전축으로서 기능하는 기둥(301),
상기 동축반전 회전부(300)의 내측에 위치하여 프로펠러(306)에 회전하는 동력을 제공하는 좌·우 전기모터 2개(302),
상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)와 맞물려 회전시키는 상하 전기모터 톱니바퀴(303),
상기 기둥(301)에 연결되어 프로펠러 마운트(305)의 회전을 일으키는 상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304),
상하 프로펠러 마운트 톱니바퀴(304)와 연결되고, 프로펠러(306)가 장착되는 상하 프로펠러 마운트(305),
회전하면서 착륙에 필요한 양력을 제공하는 상하 프로펠러(306),
상단 발사체와 하단 발사체 분리 후, 탑재체를 추가로 가속하는 상단 발사체(400),
상단 발사체(400)의 가속을 위한 추진력을 제공하는 상단 고체 추진제 로켓 모터(401)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러를 이용한 재사용 고체 추진제 발사체.
Bottom launch vehicle (100) capable of landing after launch,
A landing leg (101) located at the bottom of the lower projectile (100) to add stability when the projectile rises and prevent damage to the projectile when landing,
A control wing 102 located in the middle of the lower projectile 100 to guide the projectile to fly on a desired trajectory and at a desired location,
A stage separator (103) located at the top of the lower projectile (100) to separate the upper and lower stages of the projectile,
A lower solid propellant rocket motor (201) located at the lower center of the lower launch vehicle (100) to provide initial upward propulsion after takeoff,
A nose cone (202) located at the upper center of the upper launch vehicle (400), on which the payload is mounted and reduces air resistance,
A coaxial inversion rotation unit 300 located on one upper side of the lower projectile 100 to cause stable rotation of the upper and lower propellers,
A pillar 301 that fixes the part at the inner center of the coaxial rotation unit 300 and functions as a rotation axis of the propeller 306,
Two left and right electric motors (302) located inside the coaxial rotation unit (300) to provide rotational power to the propeller (306),
An upper and lower electric motor gearwheel (303) that engages and rotates the upper and lower propeller mount gearwheels (304),
An upper and lower propeller mount gearwheel (304) connected to the pillar (301) to rotate the propeller mount (305),
An upper and lower propeller mount (305) connected to the upper and lower propeller mount gears (304) and on which the propeller (306) is mounted,
An upper and lower propeller (306) that rotates and provides the lift necessary for landing,
After separating the upper and lower projectiles, an upper projectile (400) that further accelerates the payload,
A reusable solid propellant launch vehicle using a propeller, characterized in that it consists of an upper solid propellant rocket motor (401) that provides propulsion for acceleration of the upper launch vehicle (400).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190133120A (en) 2019-11-12 2019-12-02 최기은 The satellite projectile

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