KR20240124062A - Variable geometry wing typed drone - Google Patents

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KR20240124062A
KR20240124062A KR1020230016838A KR20230016838A KR20240124062A KR 20240124062 A KR20240124062 A KR 20240124062A KR 1020230016838 A KR1020230016838 A KR 1020230016838A KR 20230016838 A KR20230016838 A KR 20230016838A KR 20240124062 A KR20240124062 A KR 20240124062A
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wing
flight
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variable
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Application number
KR1020230016838A
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Inventor
권혁진
이지은
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용인예술과학대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 가변익 드론에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 가변익 드론은 선단에서 후단으로 갈수록 폭이 넓어지는 형태로 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 양측에 회동가능하게 형성되는 한 쌍의 날개부와, 상기 몸체부의 후단에 형성되어 프로펠러를 구동하는 추진부와, 상기 몸체부에 형성되어 위치정보 및 이동정보를 감지하는 감지부와, 비행속도에 따라 상기 한 쌍의 날개부를 상기 몸체부에 접혀진 상태의 삼각익모드로 비행하거나, 상기 한 쌍의 날개부를 상기 몸체부로부터 기 설정된 각도로 회동하여 전개된 상태의 전진익모드로 비행시키는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a variable-wing drone. A variable-wing drone according to an embodiment of the present invention includes a body formed in a form in which a width increases from a front end to a rear end, a pair of wing parts rotatably formed on both sides of the body part, a propulsion part formed at the rear end of the body part to drive a propeller, a detection part formed on the body part to detect position information and movement information, and a control part which, depending on a flight speed, flies in a delta wing mode in which the pair of wing parts are folded relative to the body part, or in a forward wing mode in which the pair of wing parts are deployed by rotating from the body part at a preset angle.

Description

가변익 드론{Variable geometry wing typed drone}Variable geometry wing typed drone

본 발명은 가변익 드론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 삼각익에서 전진익으로 가변되면서 배회비행을 하는 기술이 개시된다.The present invention relates to a variable wing drone, and more specifically, a technology for performing a hovering flight while changing from a delta wing to a forward-swept wing is disclosed.

무인드론은 크게 프로펠러의 회전으로 추진력을 얻고 고정된 날개를 통해 양력을 얻어 비행하는 고정익 무인드론과, 오로지 로터의 회전으로 인해 발생되는 추력을 이용해 비행하는 회전익 무인드론으로 구분할 수 있다. 고정익 행태 중에 가변익은 비행체의 주력 양력 발생 장치인 날개가 고정되지 않고 전후방으로 움직이며 변경되는 날개를 말한다. 고정익 형태 중 전진익은 비행기 날개의 가장 끝 부분이 동체에 붙어있는 부분보다 비행 방향으로 앞서 나와있는 형태의 날개를 말한다.Unmanned drones can be broadly divided into fixed-wing unmanned drones that fly by obtaining propulsion through the rotation of the propeller and lift through fixed wings, and rotary-wing unmanned drones that fly solely using the thrust generated by the rotation of the rotor. Among fixed-wing behaviors, the variable wing refers to a wing in which the main lift-generating device of the aircraft, the wing, is not fixed but moves forward and backward and changes. Among fixed-wing types, the forward-swept wing refers to a wing in which the tip of the aircraft wing is extended ahead of the part attached to the fuselage in the direction of flight.

고정익 무인드론은 수직 이착륙을 할 수 없어 활주로를 필요로 하고, 정지비행을 할 수 없으며, 이착륙시 사고 발생이 크며, 회전익 무인드론은 복수의 프로펠러를 이용하여야 하므로 제어가 복잡하며, 배터리 소모가 커서 효율성이 떨어진다는 한계가 있다. 최근에는 무인드론이 군사용으로도 사용되고 있다. 특히 적진의 주요 군사시설을 파괴하거나, 적의 전투기를 파괴하는 용도로 개발되고 있다. 최근 러시아-우크라이나 전쟁을 통해 군사용 무인드론의 필요성이 증대되고 있다.Fixed-wing unmanned drones cannot take off and land vertically, so they require a runway, cannot hover, and have a high risk of accidents during takeoff and landing. Rotary-wing unmanned drones have multiple propellers, so they are complicated to control, and their efficiency is low due to high battery consumption. Recently, unmanned drones have been used for military purposes. In particular, they are being developed for the purpose of destroying key military facilities in enemy territory or enemy fighter jets. The need for military unmanned drones has increased due to the recent Russia-Ukraine War.

종래의 기술 중 대한민국 등록특허 제10-1663814호(2016. 10. 07 공고)는 "꼬리 이착륙형 항공기"에 관한 것으로, 이착륙 시에는 항공기의 몸체부를 중심으로 회전하여 로터 역할을 수행하고, 순항 시에는 항공기의 몸체부에 고정되어 고정익 역할을 수행하는 가변형 날개부를 형성하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이 경우에는 복수의 프로펠러를 사용하여야 하며, 메인 날개를 가변시키는 것으로 효율성이 저하되는 한계를 극복하지 못하고 있는 실정이다.Among the conventional technologies, Korean Patent No. 10-1663814 (announced on October 7, 2016) relates to a "tail takeoff and landing aircraft", and discloses a technology for forming a variable wing section that rotates around the body of the aircraft to function as a rotor during takeoff and landing, and is fixed to the body of the aircraft to function as a fixed wing during cruising. However, in this case, multiple propellers must be used, and the limitation of reduced efficiency due to variable main wings has not been overcome.

본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 배회비행을 하기 위해 비행속도에 따라 삼각익에서 전진익 형태로 가변되는 가변익 드론를 제공하기 위함이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a variable wing drone that changes from a delta wing to a forward-swept wing shape depending on the flight speed in order to perform a hovering flight.

또한, 가변익 드론의 비행고도나 비행모드에 따라 속도를 가변적으로 조절할 수 있는 가변익 드론을 제공하기 위함이다.Additionally, the purpose is to provide a variable-wing drone that can variably adjust its speed depending on its flight altitude or flight mode.

또한, 배회비행을 하면서 타겟을 탐지시 비행모드를 변경하여 신속하게 타겟에 도달할 수 있는 가변익 드론을 제공하기 위함이다.Additionally, the aim is to provide a variable wing drone that can detect a target while hovering and change flight mode to quickly reach the target.

또한, 가변익 드론을 수직방향으로 이륙 또는 착륙시킬 수 있어 다양한 공간에서 활용할 수 있는 가변익 드론를 제공하기 위함이다.Additionally, the goal is to provide a variable-wing drone that can take off or land vertically and can be used in various spaces.

본 발명의 실시예에 따른 가변익 드론은, 선단에서 후단으로 갈수록 폭이 넓어지는 형태로 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 양측에 회동가능하게 형성되는 한 쌍의 날개부와, 상기 몸체부의 후단에 형성되어 프로펠러를 구동하는 추진부와, 상기 몸체부에 형성되어 위치정보 및 이동정보를 감지하는 감지부와, 비행속도에 따라 상기 한 쌍의 날개부를 상기 몸체부에 접혀진 상태의 삼각익모드로 비행하거나, 상기 한 쌍의 날개부를 상기 몸체부로부터 기 설정된 각도로 회동하여 전개된 상태의 전진익모드로 비행시키는 제어부를 포함한다.A variable wing drone according to an embodiment of the present invention comprises a body portion formed in a shape in which a width increases from a leading end to a trailing end, a pair of wing portions rotatably formed on both sides of the body portion, a propulsion portion formed at the trailing end of the body portion to drive a propeller, a detection portion formed on the body portion to detect position information and movement information, and a control portion which, depending on a flight speed, causes the pair of wing portions to fly in a delta wing mode in which they are folded relative to the body portion, or in a forward wing mode in which they are deployed by rotating the pair of wing portions at a preset angle relative to the body portion.

또한, 상기 몸체부에 형성되어 외부의 사용자단말과 통신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 사용자단말로부터 기 설정된 비행구역을 수신하여 상기 비행구역에 도달하기까지 상기 한 쌍의 날개부를 상기 삼각익모드로 비행하도록 하고, 상기 비행구역에 도달한 후에는 상기 한 쌍의 날개부를 상기 전진익모드로 가변하여 배회비행을 하도록 하고, 상기 사용자단말로부터 타겟정보를 수신하여 상기 타겟정보가 탐색되면 상기 한 쌍의 날개부를 상기 삼각익모드로 가변하여 급강하비행을 하도록 할 수 있다.In addition, the body part further includes a communication part formed to communicate with an external user terminal, and the control part receives a preset flight zone from the user terminal and causes the pair of wing parts to fly in the delta wing mode until the flight zone is reached, and after reaching the flight zone, changes the pair of wing parts to the forward wing mode to perform a hovering flight, and receives target information from the user terminal and, when the target information is searched, changes the pair of wing parts to the delta wing mode to perform a steep dive flight.

또한, 상기 몸체부의 선단에 형성되어 주변의 영상을 획득하는 영상획득부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 영상획득부로부터 획득한 영상정보에서 타켓정보가 인식되면 상기 한 쌍의 날개부를 상기 삼각익모드로 가변하여 급강하비행을 하도록 할 수 있다.In addition, the device further includes an image acquisition unit formed at the tip of the body to acquire images of the surroundings, and the control unit can change the pair of wing units to the delta wing mode to perform a steep dive flight when target information is recognized from image information acquired from the image acquisition unit.

이에 따라, 배회비행을 하기 위해 비행속도에 따라 삼각익에서 전진익 형태로 가변되어 비행속도를 조절하면서 임무를 수행할 수 있다.Accordingly, the mission can be performed by controlling the flight speed by changing the shape of the delta wing to a forward-swept wing depending on the flight speed to perform a hovering flight.

또한, 가변익 드론의 비행고도나 비행모드에 따라 속도를 가변적으로 조절할 수 있다.Additionally, the speed can be variably adjusted depending on the flight altitude or flight mode of the variable-wing drone.

또한, 배회비행을 하면서 타겟을 탐지시 비행모드를 변경하여 신속하게 타겟에 도달할 수 있다.Additionally, by detecting a target while hovering, the flight mode can be changed to quickly reach the target.

또한, 가변익 드론을 수직방향으로 이륙 또는 착륙시킬 수 있어 다양한 공간에서 활용할 수 있다.Additionally, variable-wing drones can take off and land vertically, allowing them to be used in a variety of spaces.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변익 드론의 구성도이다.
도 2는 도 1에 따른 가변익 드론이 삼각익모드에서 전진익모드로 구동하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 도 1에 따른 가변익 드론 중 추진부의 세부구성도이다.
도 4는 도 1에 따른 가변익 드론이 비행방향에 따른 추진력이 발생하는 것을 설명하기 위한 예시이다.
도 5 및 도 6은 도 1에 따른 가변익 드론에 통신부 및 영상획득부가 추가되는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
Figure 1 is a configuration diagram of a variable wing drone according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary diagram explaining that the variable wing drone according to Figure 1 operates from the delta wing mode to the forward wing mode.
Figure 3 is a detailed configuration diagram of the propulsion unit of the variable wing drone according to Figure 1.
Figure 4 is an example for explaining that a variable-wing drone according to Figure 1 generates propulsion according to the flight direction.
FIGS. 5 and 6 are exemplary diagrams for explaining the addition of a communication unit and an image acquisition unit to the variable wing drone according to FIG. 1.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 보호자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The terms used are terms selected in consideration of their functions in the embodiments, and the meanings of the terms may vary depending on the intention of the guardian or operator, precedents, etc. Therefore, the meanings of the terms used in the embodiments described below shall follow the definitions in this specification, and in the absence of a specific definition, they shall be interpreted as meanings generally recognized by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변익 드론의 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 가변익 드론이 삼각익모드에서 전진익모드로 구동하는 것을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3은 도 1에 따른 가변익 드론 중 추진부의 세부구성도이고, 도 4는 도 1에 따른 가변익 드론이 비행방향에 따른 추진력이 발생하는 것을 설명하기 위한 예시이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a variable-wing drone according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exemplary diagram explaining operation of the variable-wing drone according to FIG. 1 from a delta wing mode to a forward-swept wing mode, FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a propulsion unit of the variable-wing drone according to FIG. 1, and FIG. 4 is an example explaining generation of propulsion force according to a flight direction of the variable-wing drone according to FIG. 1.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변익 드론(100)은 몸체부(110), 날개부(120), 추진부(130), 감지부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 4, a variable wing drone (100) according to an embodiment of the present invention includes a body part (110), a wing part (120), a propulsion part (130), a detection part (140), and a control part (150).

몸체부(110)는 선단에서 후단으로 갈수록 폭이 넓어지는 형태로 형성된다. 예를 들어, 몸체부(110)는 전체적으로 삼각구조로 형성될 수 있다. 몸체부(110)는 측면에 형성되는 한 쌍의 날개부(120)가 밀착되면 하나의 삼각구조가 완성된다. 몸체부(110)의 표면에는 표면에 톱니 형태의 돌기가 형성될 수 있다. 이는 레이더에 탐지되지 않는 스텔스 기능을 구현하기 위함이다. 몸체부(110)는 날개부(120) 및 추진부(130)와 연결되고, 내부에는 감지부(140) 및 제어부(150) 등을 탑재할 수 있다.The body part (110) is formed in a shape that becomes wider from the front end to the rear end. For example, the body part (110) may be formed in an overall triangular structure. When a pair of wing parts (120) formed on the side of the body part (110) are closely attached, a single triangular structure is completed. A sawtooth-shaped protrusion may be formed on the surface of the body part (110). This is to implement a stealth function that is not detected by radar. The body part (110) is connected to the wing part (120) and the propulsion part (130), and a detection part (140) and a control part (150), etc. may be mounted inside.

날개부(120)는 몸체부(110)의 양측에 회동가능하게 형성된다. 날개부(120)는 한 쌍으로 형성되어 몸체부(110)의 양측에 각각 연결된다. 날개부(120)의 단면은 양력을 유도하기 위해 에어포일(airfoil) 형상으로 형성될 수 있다. 날개부(120)는 날개구동부(121)에 의해 한 쌍의 날개를 접거나 펼칠 수 있다. 이러한 날개구동부(121)는 제어부(150)의 제어에 의해 구동된다. 한 쌍의 날개부(120)는 몸체부(110) 측에 접혀진 상태에서 삼각익 형태를 유지하게 된다. 이러한 삼각익은 발사나 급하강 등 속도를 가속하기 위해 사용된다. 날개부(120)가 펼쳐진 상태에서는 전진익 형태를 유지한다. 이러한 전진익은 배회비행을 하기 위해 사용된다.The wing portion (120) is formed rotatably on both sides of the body portion (110). The wing portions (120) are formed as a pair and are respectively connected to both sides of the body portion (110). The cross section of the wing portion (120) may be formed in an airfoil shape to induce lift. The wing portion (120) can fold or unfold a pair of wings by a wing drive portion (121). This wing drive portion (121) is driven by the control of the control portion (150). The pair of wing portions (120) maintain a delta wing shape in a state in which they are folded on the body portion (110) side. This delta wing is used to accelerate speed, such as during launch or rapid descent. When the wing portions (120) are unfolded, they maintain a forward wing shape. This forward wing is used for hovering flight.

또한, 몸체부(110)에는 꼬리날개(122)(Empennage)가 형성되어 비행방향을 조절할 수 있다. 꼬리날개(122)는 비행고도, 비행방향, 비행속도에 따라 제어부(150)에 의해 제어될 수 있다. 꼬리날개(122)의 개수와 종류는 사용자의 설계에 따라 달라질 수 있다. 이러한 꼬리날개(122)는 날개부(120)의 삼각익모드 또는 전진익모드에 따라 서로 다르게 제어되는 것도 가능하다.In addition, a tail wing (122) (Empennage) is formed on the body part (110) to control the flight direction. The tail wing (122) can be controlled by the control unit (150) according to the flight altitude, flight direction, and flight speed. The number and type of the tail wings (122) can vary depending on the user's design. The tail wings (122) can also be controlled differently depending on the delta wing mode or the forward wing mode of the wing part (120).

추진부(130)는 몸체부(110)의 후단에 형성되어 프로펠러(131)를 구동한다. 예를 들어, 추진부(130)는 EDF(Electric Ducted Fan)모터나 RC용 가스터빈, RC 제트를 이용하여 구현할 수 있다. 이 경우, 추진부(130)는 복수의 프로펠러(131)의 피치가 가변될 수 있다. 추진부(130)는 제어부(150)에 의해 회전속도, 회전방향 등이 다르게 제어될 수 있다. 예를 들어, 추진부(130)는 삼각익모드인 경우에는 비행속도를 가속시키켜 급상승이나 급하강이 가능하도록 프로펠러(131)를 구동한다. 추진부(130)는 전진익모드에는 비행속도를 감속시켜 배회비행이 가능하도록 프로펠러(131)를 구동한다. 이에 따라, 가변익 드론(100)의 비행고도나 비행모드에 따라 속도를 가변적으로 조절할 수 있다.The propulsion unit (130) is formed at the rear end of the body unit (110) and drives the propeller (131). For example, the propulsion unit (130) can be implemented using an EDF (Electric Ducted Fan) motor, a gas turbine for RC, or an RC jet. In this case, the propulsion unit (130) can have the pitches of multiple propellers (131) variable. The propulsion unit (130) can be controlled differently in rotation speed, rotation direction, etc. by the control unit (150). For example, in the case of the delta wing mode, the propulsion unit (130) drives the propeller (131) to accelerate the flight speed to enable rapid ascent or descent. In the forward wing mode, the propulsion unit (130) drives the propeller (131) to decelerate the flight speed to enable hovering flight. Accordingly, the speed can be variably adjusted depending on the flight altitude or flight mode of the variable wing drone (100).

또한, 추진부(130)는 몸체부(110)를 수직 방향으로 이착륙시키는 것도 가능하다. 예를 들어, 추진부(130)는 이착륙모드인 경우 몸체부(110)의 후단으로부터 선단으로 추진력을 발생시켜 몸체부(110)를 지면으로부터 수직방향으로 이동시킬 수 있다. 추진부(130)는 비행모드인 경우 복수의 프로펠러(131)를 제2 피치로 가변하여 회전시켜 몸체부(110)의 선단으로부터 후단으로 추진력을 발생시켜 몸체부(110)를 지면으로부터 수평방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 가변익 드론(100)을 수직방향으로 이륙 또는 착륙시킬 수 있어 다양한 공간에서 활용할 수 있다. 도 4에서 (a)는 가변익 드론(100)이 수평방향으로 비행하는 경우의 추진력과, (b)는 가변익 드론(100)이 수직방향으로 비행하는 경우의 추진력을 나타낸다.In addition, the propulsion unit (130) can also take off and land the body (110) in a vertical direction. For example, in the takeoff and landing mode, the propulsion unit (130) can generate propulsive force from the rear end to the front end of the body (110) to move the body (110) vertically from the ground. In the flight mode, the propulsion unit (130) can rotate a plurality of propellers (131) by varying the second pitch to generate propulsive force from the front end to the rear end of the body (110) to move the body (110) horizontally from the ground. Accordingly, the variable-wing drone (100) can take off or land vertically, so that it can be utilized in various spaces. In FIG. 4, (a) represents the propulsive force when the variable-wing drone (100) flies horizontally, and (b) represents the propulsive force when the variable-wing drone (100) flies vertically.

구체적으로, 추진부(130)는 프로펠러(131), 제1 구동부(132), 플레이트(133) 및 제2 구동부(134)를 포함한다. 프로펠러(131)는 단면이 에어포일 형상으로 형성된 한 쌍의 블레이드(131-1)가 중앙에 허브(131-2)를 통해 일직선 상으로 연결된다. 이 경우, 블레이드(131-1)의 개수는 사용자 설정에 따라 달라질 수 있으며, 여기서는 최소 단위로 설명하도록 한다. 한 쌍의 블레이드(131-1)는 피치가 가변될 수 있도록 형성된다. 허브(131-2)의 하부에는 구동축(132-1)을 통해 제1 구동부(132)와 연결되어 한 쌍의 블레이드(131-1)가 회전하게 된다.Specifically, the propulsion unit (130) includes a propeller (131), a first driving unit (132), a plate (133), and a second driving unit (134). The propeller (131) has a pair of blades (131-1) formed in a cross section in the shape of an airfoil and connected in a straight line through a hub (131-2) at the center. In this case, the number of blades (131-1) may vary depending on the user setting, and will be described herein as a minimum unit. The pair of blades (131-1) are formed so that the pitch can be varied. The lower portion of the hub (131-2) is connected to the first driving unit (132) through a driving shaft (132-1), so that the pair of blades (131-1) rotate.

제1 구동부(132)는 프로펠러(131)의 허브(131-2)와 중심축을 통해 연결되어 한 쌍의 블레이드(131-1)를 회전시킨다. 제1 구동부(132)는 전동모터로 구현할 수 있으며, 가감속이 가능하며 정역회전이 가능한 것이 바람직하다. 제1 구동부(132)는 몸체부(110)의 내측에 위치하여 고정되며, 몸체부(110) 내부의 배터리와 연결되어 전원을 공급받는다. 제1 구동부(132)의 회전속도는 제어부(150)(140)에 의해 제어된다.The first driving unit (132) is connected to the hub (131-2) of the propeller (131) through a central axis to rotate a pair of blades (131-1). The first driving unit (132) can be implemented as an electric motor, and it is preferable that it can accelerate and decelerate and rotate forward and reversely. The first driving unit (132) is located and fixed on the inside of the body (110), and is connected to a battery inside the body (110) to receive power. The rotation speed of the first driving unit (132) is controlled by the control unit (150) (140).

플레이트(133)는 중앙에 구멍이 형성된 원반형상으로, 구동축(132-1)을 따라 이동한다. 플레이트(133)는 복수의 제1 링크(133-1)를 통해 한 쌍의 블레이드(131-1)와 연결된다. 또한, 플레이트(133)는 복수의 제2 링크(133-2)를 통해 후술하는 제2 구동부(134)와 연결된다. 다시 말해, 플레이트(133) 일측에는 복수의 제1 링크(133-1)가 연결되고, 타측에는 복수의 제2 링크(133-2)가 연결된다. 플레이트(133)는 제2 구동부(134)의 구동력을 한 쌍의 블레이드(131-1)로 전달하는 중간체 역할을 한다.The plate (133) is a disc-shaped plate with a hole formed in the center and moves along the driving shaft (132-1). The plate (133) is connected to a pair of blades (131-1) through a plurality of first links (133-1). In addition, the plate (133) is connected to a second driving unit (134) described later through a plurality of second links (133-2). In other words, a plurality of first links (133-1) are connected to one side of the plate (133), and a plurality of second links (133-2) are connected to the other side. The plate (133) serves as an intermediate body that transmits the driving force of the second driving unit (134) to a pair of blades (131-1).

제2 구동부(134)는 플레이트(133)와 복수의 제2 링크(133-2)를 통해 연결된다. 제2 구동부(134)는 하나로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 구동부(134)는 1-서보시스템 또는 3-서보시스템으로 구현할 수도 있다. 제2 구동부(134)는 제2 링크(133-2)를 통해 플레이트(133)의 높이, 기울기를 가변시키며, 플레이트(133)가 가변되면서 이와 연동하여 제1 링크(133-1)를 통해 한 쌍의 블레이드(131-1)의 피치가 가변되는 것이다. 이 경우, 한 쌍의 블레이드(131-1)의 피치 및 회전면의 기울기도 가변시킬 수 있다.The second driving unit (134) is connected to the plate (133) through a plurality of second links (133-2). The second driving unit (134) may be formed as one, but is not necessarily limited thereto. For example, the second driving unit (134) may be implemented as a 1-servo system or a 3-servo system. The second driving unit (134) varies the height and inclination of the plate (133) through the second link (133-2), and as the plate (133) varies, the pitch of a pair of blades (131-1) varies in conjunction with this through the first link (133-1). In this case, the pitch and inclination of the rotational plane of the pair of blades (131-1) may also be varied.

감지부(140)는 몸체부(110)에 형성되어 위치정보 및 이동정보를 감지한다. 예를 들어, 감지부(140)는 GPS, 가속도센서 등을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 감지부(140)는 비행위치, 비행속도, 비행방향 등에 대한 감지정보를 제어부(150)로 출력한다. 감지부(140)는 가변익 드론(100)의 비행상태를 파악하여 날개부(120)가 삼각익모드로 비행할지 전진익모드로 비행할지 여부를 결정하도록 한다. 예를 들어, 기 설정된 고도까지는 삼각익모드로 비행하다가 설정된 고도에 도달하면 전진익모드로 비행하도록 할 수 있다.The sensing unit (140) is formed in the body (110) and detects location information and movement information. For example, the sensing unit (140) may include GPS, an acceleration sensor, etc., but is not necessarily limited thereto. The sensing unit (140) outputs sensing information on flight position, flight speed, flight direction, etc. to the control unit (150). The sensing unit (140) determines the flight status of the variable wing drone (100) to determine whether the wing unit (120) will fly in the delta wing mode or the forward wing mode. For example, the drone may fly in the delta wing mode up to a preset altitude and then fly in the forward wing mode when the preset altitude is reached.

제어부(150)는 비행속도에 따라 한 쌍의 날개부(120)를 몸체부(110)에 접혀진 상태의 삼각익모드로 비행하거나, 한 쌍의 날개부(120)를 몸체부(110)로부터 기 설정된 각도로 회동하여 전개된 상태의 전진익모드로 비행시킨다. 여기서, 비행속도는 고도별로 설정될 수 있다. 예를 들어, 발사대로부터 발사되는 경우 기 설정된 고도까지는 삼각익모드로 비행하도록 하고, 설정된 고도에 도달하면 전진익모드로 구동하도록 할 수 있다. 이는 가변익 드론(100)을 특정 고도에 신속히 도달시킨 후, 배회비행을 하면서 타겟을 탐색하도록 하기 위함이다.The control unit (150) controls the flight in a delta wing mode with a pair of wings (120) folded on the body (110) depending on the flight speed, or in a forward wing mode with a pair of wings (120) rotated from the body (110) at a preset angle to be deployed. Here, the flight speed can be set for each altitude. For example, when launched from a launcher, the drone can be set to fly in a delta wing mode up to a preset altitude, and then operate in a forward wing mode when the preset altitude is reached. This is to allow the variable wing drone (100) to quickly reach a specific altitude and then search for a target while performing a hovering flight.

제어부(150)는 몸체부(110) 내부에 형성되어 이착륙모드인 경우 복수의 블레이드(131-1)를 제1 피치(+)로 가변하여 회전시킨다. 한 쌍의 블레이드(131-1)가 제1 피치로 가변되면 몸체부(110)의 후단으로부터 선단으로 공기가 이동하면서 추진력이 발생한다. 본 발명의 고정익 드론(100)은 후단이 하늘과 대향하고, 선단이 지면이 대향하면서 수직 이착륙을 하게 된다. 따라서, 몸체부(110)가 수직방향으로 이동하면서 고정익 드론(100)은 이착륙을 하거나 정지비행을 할 수 있다.The control unit (150) is formed inside the body (110) and rotates the plurality of blades (131-1) by varying the first pitch (+) when in the takeoff and landing mode. When a pair of blades (131-1) are varied to the first pitch, propulsion is generated as air moves from the rear end to the front end of the body (110). The fixed-wing drone (100) of the present invention performs vertical takeoff and landing with the rear end facing the sky and the front end facing the ground. Therefore, the fixed-wing drone (100) can take off and land or hover while the body (110) moves in the vertical direction.

또한, 제어부(150)는 비행모드인 경우 복수의 블레이드(131-1)를 제1 피치와반대 방향인 제2 피치(-)로 가변하여 회전시킨다. 한 쌍의 블레이드(131-1)가 제2 피치로 가변되면 몸체부(110)의 선단으로부터 후단으로 공기가 이동하면서 추진력이 발생한다. 본 발명의 고정익 드론(100)은 한 쌍의 블레이드(131-1)가 제1 피치에서 제2 피치로 가변되면서 고정익 드론(100)의 자세가 변경된다. 제1 피치에서는 몸체부(110)가 수직방향으로 상승, 하강 또는 정지하고, 제2 피치에서는 몸체부(110)가 수평방향으로 이동하게 된다. 이에 따라, 몸체부(110) 수직방향으로 이착륙시킴으로써 다양한 자세로 임무 수행이 가능하다.In addition, the control unit (150) rotates the plurality of blades (131-1) in the second pitch (-) opposite to the first pitch when in flight mode. When a pair of blades (131-1) are varied to the second pitch, propulsion is generated as air moves from the front end to the rear end of the body (110). The fixed-wing drone (100) of the present invention changes its posture when a pair of blades (131-1) are varied from the first pitch to the second pitch. In the first pitch, the body (110) rises, descends, or stops in the vertical direction, and in the second pitch, the body (110) moves in the horizontal direction. Accordingly, it is possible to perform missions in various postures by taking off and landing in the vertical direction of the body (110).

도 5 및 도 6은 도 1에 따른 가변익 드론에 통신부 및 영상획득부가 추가되는 것을 설명하기 위한 예시도이다.FIGS. 5 and 6 are exemplary diagrams for explaining the addition of a communication unit and an image acquisition unit to the variable wing drone according to FIG. 1.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변익 드론(100)은 통신부(160)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, a variable wing drone (100) according to an embodiment of the present invention may further include a communication unit (160).

통신부(160)는 몸체부(110)에 형성되어 외부의 사용자단말과 통신한다. 예를 들어, 통신부(160)는 LTE, WIFI, WIBRO, BLUETOOTH 등을 이용하여 통신할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 통신부(160)는 사용자단말과 쌍방향 통신이 가능하며, 사용자단말로 가변익 드론(100)에 대한 비행정보 등을 제공할 수 있다. 통신부(160)는 사용자단말로부터 제어신호를 수신하여 제어부(150)에 출력하는 것도 가능하다. 통신부(160)는 복수의 가변익 드론(100)과 통신하여 군집비행을 하는 것도 가능하다.The communication unit (160) is formed in the body unit (110) and communicates with an external user terminal. For example, the communication unit (160) may communicate using LTE, WIFI, WIBRO, BLUETOOTH, etc., but is not necessarily limited thereto. The communication unit (160) is capable of two-way communication with the user terminal and may provide flight information, etc. about the variable wing drone (100) to the user terminal. The communication unit (160) may also receive a control signal from the user terminal and output it to the control unit (150). The communication unit (160) may also communicate with a plurality of variable wing drones (100) and perform group flight.

이 경우, 제어부(150)는 사용자단말로부터 기 설정된 비행구역을 수신한다. 이러한 비행구역은 가변익 드론(100)이 비행해야 할 고도나 비행범위를 포함한다. 이러한 정보는 GPS좌표를 이용할 수 있다. 제어부(150)는 가변익 드론(100)이 비행구역에 도달하기까지 한 쌍의 날개부(120)를 삼각익모드로 비행하도록 한다. 이는 비행속도를 최대화하여 빠른 시간 내에 목표 지점에 도달하도록 하기 위함이다.In this case, the control unit (150) receives a preset flight zone from the user terminal. This flight zone includes the altitude or flight range at which the variable wing drone (100) should fly. This information can use GPS coordinates. The control unit (150) causes the variable wing drone (100) to fly a pair of wings (120) in a delta wing mode until it reaches the flight zone. This is to maximize the flight speed and reach the target point in a short time.

또한, 제어부(150)는 가변익 드론(100)이 비행구역에 도달한 후에는 한 쌍의 날개부(120)를 전진익모드로 가변하여 배회비행을 하도록 한다. 이는 배회비행을 하면서 타겟정보를 탐색하기 위함이다. 제어부(150)는 사용자단말로부터 타겟정보를 수신하여 타겟정보가 탐색되면 한 쌍의 날개부(120)를 삼각익모드로 가변하여 급강하비행을 하도록 한다. 이는 타켓정보를 향해 신속히 하강하여 도달하도록 하기 위함이다.In addition, the control unit (150) changes one pair of wings (120) into forward wing mode after the variable wing drone (100) reaches the flight area and performs a hovering flight. This is to search for target information while performing a hovering flight. The control unit (150) receives target information from the user terminal, and when the target information is searched, changes one pair of wings (120) into delta wing mode and performs a steep dive flight. This is to quickly descend and reach the target information.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 가변익 드론(100)은 영상획득부(170)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the variable wing drone (100) according to the embodiment of the present invention may further include an image acquisition unit (170).

도 5를 참조하면, 영상획득부(170)는 몸체부(110)의 선단에 형성되어 영상을 획득한다. 영상획득부(170)는 몸체부(110)의 선단이 지면을 대향하고 있으므로 지면을 촬영하게 된다. 영상획득부(170)에 의해 지상의 상황을 감시할 수 있다. 영상획득부(170)로부터 획득한 영상정보는 기 설정된 시간주기로 외부의 서버로 전송될 수 있다.Referring to Fig. 5, the image acquisition unit (170) is formed at the tip of the body part (110) to acquire an image. Since the tip of the body part (110) faces the ground, the image acquisition unit (170) photographs the ground. The ground situation can be monitored by the image acquisition unit (170). Image information acquired from the image acquisition unit (170) can be transmitted to an external server at a preset time cycle.

이 경우, 제어부(150)는 몸체부(110)가 수평비행 중 수직비행으로 전환하면 영상획득부(170)를 구동시킬 수 있다. 다시 말해, 고정익 드론(100)이 수직 이착륙을 한 뒤 목표지점으로 이동하면서 몸체부(110)가 수평비행이 되도록 한 뒤, 목표지점에서 다시 몸체부(110)가 수직비행이 되도록 자세를 전환하면 영상획득부(170)를 구동시킨다. 이는 고정익 드론(100)이 정찰의 임무를 가지는 경우 선택된 지점에서만 영상을 획득하도록 하기 위함이다.In this case, the control unit (150) can drive the image acquisition unit (170) when the body (110) switches from horizontal flight to vertical flight. In other words, when the fixed-wing drone (100) performs vertical takeoff and landing and then moves to a target point, the body (110) is made to fly horizontally, and then when the body (110) switches its attitude to vertical flight again at the target point, the image acquisition unit (170) is driven. This is to enable the fixed-wing drone (100) to acquire images only at a selected point when it has a reconnaissance mission.

또한, 제어부(150)는 영상획득부(170)로부터 획득한 영상정보에서 타켓정보가 인식되면 한 쌍의 날개부(120)를 삼각익모드로 가변하여 급강하비행을 하도록 할 수 있다. 이는 가변익 드론(100)이 배회비행을 하면서 타켓정보가 인식되면 곧바로 급하강을 하면서 타겟과 충돌하도록 하기 위함이다. 예를 들어, 가변익 드론(100)이 군사용으로 활용되는 경우 폭탄물을 장착하여 적의 타켓을 폭파시킬 수 있다. 가변익 드론(100)이 소방용으로 활용되는 경우 소화액을 장착하여 화재지점에 낙하하여 화재를 진압할 수 있다.In addition, the control unit (150) can change a pair of wings (120) into a delta wing mode to perform a steep dive flight when target information is recognized from the image information acquired from the image acquisition unit (170). This is to allow the variable wing drone (100) to perform a hovering flight and immediately perform a steep dive when target information is recognized and collide with the target. For example, if the variable wing drone (100) is used for military purposes, it can be equipped with a bomb to detonate an enemy target. If the variable wing drone (100) is used for firefighting, it can be equipped with a fire extinguishing agent to fall to a fire site and extinguish the fire.

이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.Although the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments described with reference to the drawings, it is not limited thereto. Accordingly, the present invention should be interpreted by the description of the claims intended to encompass obvious modifications that can be derived from the described embodiments.

100 : 가변익 드론
110 : 몸체부
120 : 날개부
121 : 날개구동부
122 : 꼬리날개
130 : 추진부
131 : 프로펠러
131-1 : 블레이드
131-2 : 허브
132 : 제1 구동부
132-1 : 구동축
133 : 플레이트
133-1 : 제1 링크
133-2 : 제2 링크
134 : 제2 구동부
140 : 감지부
150 : 제어부
160 : 통신부
170 : 영상획득부
100 : Variable wing drone
110 : Body
120 : Wings
121: Wing drive unit
122 : Tail Wing
130 : Propulsion Unit
131 : Propeller
131-1 : Blade
131-2 : Hub
132: 1st drive unit
132-1 : Drive shaft
133 : Plate
133-1 : First Link
133-2 : Second Link
134: 2nd drive unit
140 : Detection Unit
150 : Control Unit
160 : Communication Department
170 : Video acquisition department

Claims (3)

선단에서 후단으로 갈수록 폭이 넓어지는 형태로 형성되는 몸체부;
상기 몸체부의 양측에 회동가능하게 형성되는 한 쌍의 날개부;
상기 몸체부의 후단에 형성되어 프로펠러를 구동하는 추진부;
상기 몸체부에 형성되어 위치정보 및 이동정보를 감지하는 감지부; 및
비행속도에 따라 상기 한 쌍의 날개부를 상기 몸체부에 접혀진 상태의 삼각익모드로 비행하거나, 상기 한 쌍의 날개부를 상기 몸체부로부터 기 설정된 각도로 회동하여 전개된 상태의 전진익모드로 비행시키는 제어부를 포함하는 가변익 드론.
A body formed in a shape that becomes wider from the tip to the tail;
A pair of wing parts rotatably formed on both sides of the above body part;
A propulsion unit formed at the rear end of the above body part and driving a propeller;
A detection unit formed in the above body part to detect location information and movement information; and
A variable wing drone including a control unit that, depending on the flight speed, flies in a delta wing mode in which the pair of wings are folded relative to the body, or in a forward wing mode in which the pair of wings are rotated from the body at a preset angle and unfolded.
제1항에 있어서,
상기 몸체부에 형성되어 외부의 사용자단말과 통신하는 통신부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 사용자단말로부터 기 설정된 비행구역을 수신하여 상기 비행구역에 도달하기까지 상기 한 쌍의 날개부를 상기 삼각익모드로 비행하도록 하고, 상기 비행구역에 도달한 후에는 상기 한 쌍의 날개부를 상기 전진익모드로 가변하여 배회비행을 하도록 하고, 상기 사용자단말로부터 타겟정보를 수신하여 상기 타겟정보가 탐색되면 상기 한 쌍의 날개부를 상기 삼각익모드로 가변하여 급강하비행을 하도록 하는 가변익 드론.
In the first paragraph,
It further includes a communication unit formed in the above body part and communicating with an external user terminal,
The above control unit,
A variable wing drone that receives a preset flight zone from the user terminal, flies the pair of wings in the delta wing mode until reaching the flight zone, and after reaching the flight zone, changes the pair of wings to the forward wing mode to perform a hovering flight, and receives target information from the user terminal, and when the target information is detected, changes the pair of wings to the delta wing mode to perform a steep dive flight.
제1항에 있어서,
상기 몸체부의 선단에 형성되어 주변의 영상을 획득하는 영상획득부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 영상획득부로부터 획득한 영상정보에서 타켓정보가 인식되면 상기 한 쌍의 날개부를 상기 삼각익모드로 가변하여 급강하비행을 하도록 하는 가변익 드론.
In the first paragraph,
It further includes an image acquisition unit formed at the tip of the above body part to acquire an image of the surroundings,
The above control unit,
A variable wing drone that, when target information is recognized from image information acquired from the image acquisition unit, changes the pair of wings into the delta wing mode to perform a steep dive flight.
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