WO2017095076A1 - Ｇｐｓ유도 파라포일 공중운송 시스템 - Google Patents

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WO2017095076A1
WO2017095076A1 PCT/KR2016/013639 KR2016013639W WO2017095076A1 WO 2017095076 A1 WO2017095076 A1 WO 2017095076A1 KR 2016013639 W KR2016013639 W KR 2016013639W WO 2017095076 A1 WO2017095076 A1 WO 2017095076A1
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parachute
automatic
riser
main
gps
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PCT/KR2016/013639
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정동호
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정동호
주식회사 에이피에스
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    • G—PHYSICS
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    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/105—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft specially adapted for unpowered flight, e.g. glider, parachuting, forced landing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64D17/00—Parachutes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64D17/00—Parachutes
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions

Definitions

  • the present invention relates to a GPS guided parafoil air transport system, and more particularly, to a destination by using an automatic flight control and a global positioning system (GPS) receiver and an inertial navigation system (INS) in consideration of wind effects.
  • GPS global positioning system
  • INS inertial navigation system
  • a GPS guided parafoil air transport system that flies to transport cargo accurately and safely.
  • the land supply method is not available when the transportation route is not secured due to an earthquake or war, and in this case, the aircraft is dropped by connecting the cargo from the air to the destination by a circular parachute.
  • An air supply method is used. Although the air supply method is not geographically restricted, there is a problem that it is difficult to accurately deliver cargo to a destination due to disturbances such as altitude, aircraft speed, and wind.
  • Prior Art 1 discloses a method of using a parafoil guided parachute capable of flight control, rather than a conventional circular parachute.
  • Prior Art 2 discloses such a guided parachute transport system.
  • the invention disclosed in the prior document 1 is configured to include a wind speed / wind direction measuring means, a landing path determining means and a flight control means, and measure the wind direction / wind speed after the parachute is spread, landed to proceed in the forward path and descending forward Setting a flight path, guiding to fly close to the landing flight path, and descending along the landing flight path.
  • the invention disclosed in Prior Art 2 is a compact and inexpensive transportation system for transporting small cargoes, and includes a parachute part, a parachute cover release detection sensor, a GPS sensor, a horizontal bearing sensor, an induction control, and a single motor.
  • the system is guided by a motor to rotate in a horizontal direction orthogonal to the direction of travel as it leaves the destination, to fly in a straight course from the destination to a predetermined radius and then fly in a circle above the destination.
  • the present invention prevents the spread defect and the impact of the opening of the parachute ram air parachute, and by calculating or estimating the wind direction and wind speed by itself while minimizing the air resistance of the cargo, that is, the effect of the wind It is aimed to provide a GPS-guided parafoil air transport system that can not only fly fully automatically so that cargo can be transported to the destination point quickly, accurately and safely, but also can be manually switched in case of system failure.
  • the air transport system is a parachute part, the automatic guided portion connected to the lower portion of the parachute, the cargo portion connected to the lower portion of the automatic guided portion is transported by the riser Including;
  • the parachute is a parachute which stabilizes the attitude of the cargo while freely descending for a predetermined time immediately after the drop, and when the parachute is dispersed, a main parachute in which an automatic switch is operated by interlocking a switch and a timer.
  • the automatic induction unit includes two pulleys, and the control line is connected to the pulley, respectively, and the control line is pulled or released as the pulley rotates left and right to transport the cargo unit to a target point, thereby adjusting the parachute.
  • the canopy container Before the main parachute is spread, the canopy container is fixed with a five-ring riser including a lower portion of the automatic guide portion, the automatic spreader, and five rings of five different sizes of metal;
  • the automatic spreader includes a lip cord fixing pin, two spring drive shafts, and two solenoids;
  • the lip cord which is the last connection portion of the 5-ring riser, is bound to the lip cord fixing pin, and at least one or more of the two spring driving shafts and the solenoid of the two solenoids operate to operate the lip cord fixing pin.
  • the GPS guided parafoil air transport system analyzes the influence of wind and controls the amount of pull on the left and right control lines of the main parachute using the servo driver, respectively, based on the position and the azimuth angle, respectively. Fully automatic flight can be carried out quickly, accurately and safely, thereby reducing the cargo recovery time.
  • the GPS-induced parafoil air transport system stabilizes the posture by spreading the auxiliary parachute immediately after dropping, and prevents the defects of spreading the main parachute by operating a switch for dispersing the main parachute after a predetermined time. After the parachute is spread out, it automatically folds and functions as a tag to indicate the direction, so that it can be easily manipulated through visual observation.
  • the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention can be connected to one end of both control lines to mitigate the impact on the servo driver to control the flight, by installing a worm gear reducer in the servo driver without a separate electronic brake device There is an effect that can reduce the motor load.
  • the GPS-induced parafoil air transport system can reduce the air resistance during flight by the cargo connection is provided with a swivel joint, so that the shape of the cargo does not affect the flight control, by using an automatic spreader It is effective to select the flight distance according to the altitude, and can monitor the flight status in real time through the remote control device and the ground mission planning device on the ground. It can increase the performance of missions.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a GPS guided parafoil air transport system according to the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a fastening state of the automatic induction device portion and the canopy container bag of the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention
  • FIG. 3 is a view showing the structure of a 5-ring riser of a GPS guided parafoil air transport system according to the present invention
  • FIG. 4 is a view illustrating a coupling relationship between a 5-ring riser and an automatic spreader of a GPS guided parafoil air transport system according to the present invention
  • FIG. 5 is a view for explaining the structure of the double safety device of the automatic spreader of the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the connection relationship between the maneuvering line and the self-guided device unit of the GPS guided parafoil air transport system of the present invention
  • FIG. 7 is a view showing a canopy container bag of a GPS guided parafoil air transport system of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining that the GPS-guided parafoil air transport system of the present invention to fly to the target point in the fully automatic navigation flight,
  • FIG. 9 is a view for explaining in detail the automatic guidance unit of the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining the fastening of the risers bound to the automatic induction device portion of the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining in detail the coupling relationship between the automatic guided autonomous region and the control line of the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention.
  • FIG. 12 is a view for explaining a process of flying after the GPS-induced parafoil air transport system according to the present invention dropped from the aircraft.
  • the best mode of the GPS guided parafoil air transport system for carrying out the invention is that the air transport system is a parachute part, an automatic induction device part connected to the lower part of the parachute part, and a third riser connected to the lower part of the automatic induction device part for transportation.
  • the parachute is a parachute which stabilizes the attitude of the cargo while freely descending for a predetermined time immediately after the drop, and when the parachute is dispersed, a main parachute in which an automatic switch is operated by interlocking a switch and a timer.
  • the automatic induction unit includes two pulleys, and the control line is connected to the pulley, respectively, and the control line is pulled or released as the pulley rotates left and right to transport the cargo unit to a target point, thereby adjusting the parachute.
  • the canopy container Before the main parachute is spread, the canopy container is fixed with a five-ring riser including a lower portion of the automatic guide portion, the automatic spreader, and five rings of five different sizes of metal;
  • the automatic spreader includes a lip cord fixing pin, two spring drive shafts, and two solenoids;
  • the lip cord which is the last connection portion of the 5-ring riser, is bound to the lip cord fixing pin, and at least one or more of the two spring driving shafts and the solenoid of the two solenoids operate to operate the lip cord fixing pin.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a GPS guided parafoil air transport system according to the present invention.
  • GPS guided parafoil air transport system is a parachute (Ram Air Parachute or Parafoil, 100), the automatic guidance unit (Autonomous Guidance Unit, connected to the lower portion of the parachute 100, 200) and a cargo unit (Payload, 300) connected to the lower portion of the automatic induction apparatus 200.
  • parachute Rad Air Parachute or Parafoil, 100
  • Automatic Guidance Unit connected to the lower portion of the parachute 100, 200
  • Payload, 300 connected to the lower portion of the automatic induction apparatus 200.
  • the parachute unit 100 has a parachute 110, a main parachute 120, a plurality of parachute lines 130 connected to the main parachute 120, and two control lines connected to both sides of the main parachute 120. 140 and a canopy container bag 150 for storing them.
  • the auxiliary parachute 110 stabilizes the attitude of the cargo while freely descending for a predetermined time by opening the primary from the canopy container bag 150 immediately after the dropping, and operating a switch to spread the main parachute 120. After the main parachute 120 is opened, the parachute 120 is automatically folded to reduce air resistance.
  • the main parachute 120 is stored in the canopy container bag 150 and is spread by the automatic switch after the opening switch and the timer are primarily operated as the secondary parachute is opened.
  • the canopy container bag 150 is firmly fixed to the lower induction device 200, the five-ring riser 210, and the automatic spreader 220.
  • One end of the 5-ring riser 210 is connected by a 5-ring, and the other end of the 5-ring riser 210 is fastened to a riser fastening part 230 formed at a corner side of the automatic induction apparatus part 200 to reduce the overall load. Disperse
  • the automatic spreader 220 is attached to the side portion of the canopy container bag 150 by an adjusting clip 222 for adjusting the length of the automatic spreader riser 221 and the automatic spreader riser 221.
  • an adjusting clip 222 for adjusting the length of the automatic spreader riser 221 and the automatic spreader riser 221.
  • the five-ring riser 210 has five sizes so that the five-rings 211, 212, 213, 214, and 215 of different metals are coupled to each other to bind in a size order.
  • the work is easy and the separation takes place in a very short time.
  • the GPS-induced parafoil air transport system serves to securely fasten both the total load and the drag generated during the vertical fall of the parachute 110.
  • the binding strap (Bridle, 111) connecting the main parachute 120 and the secondary parachute 110 is connected to the third ring 213 to withstand all the loads, and is bound to the automatic spreader 220.
  • the lip cord 216 which is the last connection of the 5-ring riser 210, is separated from the auto-opener 220, the 5-ring riser 210 has five rings 211, 212, 213, 214 for a very short time. , 215 are sequentially separated, wherein the canopy container bag 150 is opened and packaged in the main parachute 120 is quickly released by the resistance of the secondary parachute (110).
  • the 5-ring riser 210 forcibly separates the lip cord 216 connected to the static line 240 attached to the aircraft without using the automatic spreader 220.
  • the main parachute 120 may be spread by separating the rings 211, 212, 213, 214, and 215.
  • the automatic spreader 220 of the present invention has two springs driven by the force of the spring compressed with a lip cord fixing pin 223 for binding and separating the lip cord 216.
  • the 5-ring riser 210 instantly separates the 5-rings 215, 214, 213, 212, and 211 in a ring order of small size.
  • the lip cord fixing pin 223 which is always in contact with the lip cord fastening part of the automatic spreader 220 is pushed in the direction of the arrow from the outside and the lip cord 216 Is inserted between the lip cord fixing pins 223, the lip cord 216 is reliably bound to the automatic spreader 220 by the force of the spring 224.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a double safety device that is dually operated to increase the reliability of the automatic spreader 220 shown in FIG. 4, and the lip cord 216 as shown in FIG. Is coupled to the automatic spreader 220, one of the two spring driving shafts 225, 227 and the solenoids 226, 228 operate to automatically mount the lip cord fixing pin 223. Pulled into the opening 220, the rip cord 216 is separated from the automatic opening 220.
  • the second spring drive shaft 227 and the solenoid 228 are operated to separate the lip cord 216. Can be.
  • FIG. 6 is a view for explaining the configuration of the GPS guided parafoil air transport system of the present invention in more detail, the main parachute called Ram Air Parachute or Ram Air Parafoil (Ram Air Parafoil)
  • Ram Air Parachute or Ram Air Parafoil (Ram Air Parafoil)
  • a plurality of (minimum 16 to 100) parachute lines 130 are formed in the 120 according to the shape and size, and the parachute lines 130 are four first at the corners of the canopy container bag 150. After the split connection to the riser 151 is fixed to the canopy container bag 150.
  • control line 140 is connected to each end of the left and right sides of the main parachute 120, and the control line 140 is the automatic induction field that is responsible for the direction of the main parachute 120. It is connected to the pulley 251 of the tooth part 200.
  • the control line 140 is artificially fixed to the portion of the first riser 151 by a control line fixing pin 141 the length portion at a distance of 50 to 75% from one end of the servo driver side pulley 251.
  • the length of the control line 140 is longer than the length of the second riser 152 connecting the canopy container bag 150 and the automatic induction device 200, the impact when the main parachute 120 is spread out.
  • This is a safety device that is not directly transmitted to the servo driver, and also to secure the air resistance necessary to quickly spread the main parachute 120 of a large area in a short time.
  • the lower portion of the canopy container bag 150 and the upper portion of the automatic induction device 200 are connected by four first risers 151 and second risers 152, respectively, wherein the first and second risers 151 In order to connect the 152 to each other, a riser connecting ring 153 capable of mounting up and down can be used.
  • the above-mentioned 5-ring riser 210 which firmly binds the canopy container bag 150 and the auto induction device 200 to an intermediate end of the four riser fastening units 230 installed in the auto induction device unit 200. ) Is connected.
  • FIG. 7 is an exploded view for explaining in detail the structure of the canopy container bag 150 in which the main parachute 120 shown in FIG. 6 is packaged (packed) and built.
  • the control line 140 of the main parachute 120 is 50% or 75% of the entire length is firmly fixed by the control line fixing pin 141 and the control line fixing ring 142 installed on the first riser 151 Since the main parachute 120 is opened for the first time, the end portion, which is the control surface of the main parachute 120, is forced to brake.
  • the parachute parachute 120 should be forcibly inserted into the canopy container bag 150 after packing.
  • packing holes 155 and 156 provided with a packing string are provided to facilitate the operation. do.
  • FIG. 8 is a view for explaining that the GPS-guided parafoil air transport system of the present invention is flying to the target point in the fully automatic navigation flight.
  • the secondary parachute 110 is first opened by the static line 240 or the automatic spreader 220 to stabilize the posture during free fall, and then the main parachute 120 to the canopy container bag 150. ) It is forcibly released from the cell and normally spreads out.
  • the secondary parachute 110 is automatically folded to minimize air resistance during flight.
  • the entire subsequent process is to fly to the target point by the fully automatic navigation flight by the automatic guidance unit 200.
  • the slider 160 interposed on the upper end of the canopy container bag 150 serves to prevent the plurality of parachute lines 130 from being twisted when the main parachute 120 is opened and also minimizes the impact at the time of opening. do.
  • FIG. 7 (B) is a system of a simpler structure without the canopy container bag 30, unlike FIG. 7 (A), the main parachute 120 does not directly pass through the canopy container bag 150, the automatic induction device portion The structure is connected to the 200.
  • the main parachute 120 is a structure that is packed in a canopy bag between the main strap parachute 120 and the binding strap 111 that connects the secondary parachute 110.
  • FIG. 9 is a view for explaining in detail the automatic guidance unit of the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention.
  • the control line 140 which is in charge of the control of the parachute parachute 120, passes through the control line guide bushing 270 installed at the rear portion of the upper surface of the automatic induction device 200, and the servo drivers 250 and 260. It is connected to the pulleys (251, 261), the control line 140 is pulled or released as the pulleys (251, 261) rotates left and right.
  • the length displacement of the control line 140 is adjusted to enable the steering of the main parachute 120.
  • an open switch pin 229 and an activation switch pin 231 associated with the open of the parachute 120 are mounted.
  • the active switch pin 231 is released and a timer built into the automatic induction device unit 200 is operated from this time, and after about six seconds, the servo drivers 250 and 260 are activated.
  • the parachute 120 is controlled to perform autopilot flight.
  • FIG. 10 is a view for explaining the fastening of the risers that are bound to the automatic guided unit of the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention.
  • the automatic induction device 200 includes a plurality of main parachute lines 130 having the first riser 151 and the second riser 152 connected to the inside of the canopy container bag 150.
  • the third riser 157 is directly connected to the upper portion of the automatic induction device 200 and is connected to the cargo unit 300 by being directly connected to the lower portion of the automatic induction device 200.
  • the guide ring 232 is inserted into four riser fastening portions 230 located on the side of the device 200 and fixed by bolts and nuts 233a and 233b, and by the R pin 233c instead of the nut 233b. It can be secured without tools, making it easy to mount and remove the riser.
  • 11 is a view for explaining in detail the coupling relationship between the automatic guided autonomous region and the control line of the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention.
  • the control line 140 of the main parachute 120 is secured inside the pulleys 251 and 261 by the control line connecting ring 142 to the pulleys 251 and 261 of the servo drivers 250 and 260. It is securely fixed.
  • both ends of the control line connecting ring 142 is tapered in order to easily detach the control line connecting ring 142 connected to the control line from the pulley groove, and to prevent the loss of the control line connecting ring 142.
  • One end of the screw is screwed into the screw groove of the pulleys (251, 261) and stored.
  • the control line 140 further includes a control line guide 143 so that the control line 140 does not bounce out of the pulley while the pulleys 251 and 261 rotate.
  • the groove bottoms of the pulleys 251 and 261 have a rounded shape such that the length of the control line 140 becomes constant when the control line 140 is wound or released inside the pulleys 251 and 261.
  • the servo drivers 250 and 260 are composed of worm gear reducers 252 and 262 and servo motors 253 and 263.
  • the servo motors 253 and 263 are BLDC motors, DC motors, stepping motors, and encoders for position detection. Encoder) may be configured as a combination.
  • the servo drivers 250 and 260 may obtain a large torque by using the worm gear reducers 252 and 262 and may perform a mechanical brake function without using a separate electronic brake device. There is an effect that can conveniently control the direction.
  • FIG. 12 is a view for explaining a process of flying after the GPS-induced parafoil air transport system according to the present invention dropped from the aircraft.
  • the GPS guided parafoil air transport system will fly from the aircraft 283 to the target point (DZ, 280) by the automatic navigation method.
  • the altitude 282 of the GPS-induced parafoil air transport system according to the present invention is dropped from the aircraft, depending on the mission, but reaches a minimum of 900m to a maximum of 8,000m, the flight distance reaches up to 30km.
  • the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention When the GPS guided parafoil air transport system according to the present invention is dropped from the aircraft and reaches the point 284 where the posture stabilization and autonomous flight modes are started after the main parachute 120 is completely opened, a target point is obtained from the current position coordinate.
  • the flight tracer up to 280 is automatically calculated by the flight control computer.
  • the wind direction and wind speed calculation is controlled to reach the shortest possible time to the target point 280 by calculating the flight path error using the vector calculation method.
  • the first altitude processing process (286) is performed and the wind direction and wind speed are calculated to reach the target point (280). Compute and correct the new path.
  • the second advanced reprocessing (EM) and the mode (WE) for calculating the wind direction and wind speed are guided through the precise control to the end control point (288).
  • the terminal control point 288 finally calculates the wind direction and wind speed in order to land precisely at the target point 280, so that the GPS guided parafoil air transport system can safely land at the target point 280. 289) and then the altitude 290 and distance 291 required for landing.
  • the present invention can be used in a variety of industries, such as the outland freight transportation industry.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중 운송시스템은 낙하산부; 낙하산부 하부에 연결되어 GPS항법장치가 작동함에 따라 전자동 항법비행으로 목표지점까지 비행하는 자동유도장치부; 및 자동유도장치부의 하부에 제3 라이저로 연결되어 운송되는 화물부;를 포함하되, 낙하산부는 투하 직후 1차로 산개하여 소정의 시간 동안 자유 하강하면서 화물의 자세를 안정화시키튼 보조낙하산; 보조낙하산이 산개되면 산개스위치와 자동산개기가 작동하여 산개하는 주낙하산; 주낙하산에 연결되는 복수의 낙하산줄; 주낙하산의 좌, 우 양측에 연결되어 주낙하산 비행방향을 조종하기 위한 2개의 조종줄; 및 보조낙하산, 주낙하산, 낙하산줄, 및 조종줄을 보관하는 캐노피 컨테이너백;를 포함하여, 화물을 원거리의 목적지점까지 전자동으로 비행하여 신속, 정확, 안전하게 운반할 수 있으며 그로 인하여 화물 회수시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

ＧＰＳ유도 파라포일 공중운송 시스템
본 발명은 GPS유도 파라포일 공중운송시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 바람의 영향을 고려한 자동비행제어 및 GPS(global positioning system)수신기와 관성항법장치(INS)를 이용하여 목적지로 신속하고, 정확하며, 안전하게 화물을 운송하도록 비행하는 GPS유도 파라포일 공중운송 시스템에 관한 것이다.
화물을 목적지로 보급하는 방법 중 육로 보급 방법은 지진 또는 전쟁 등으로 인해 운송로가 확보되지 않는 경우에는 이용할 수가 없어서, 이런 경우 항공기를 이용하여 공중에서 목적지로 화물을 원형 낙하산에 연결하여 공중 투하하는 공중 보급 방법이 이용되고 있다. 공중보급 방법은 지리적인 제약은 받지 않지만, 고도, 항공기의 속도 및 바람과 같은 외란 등에 의하여 화물을 목적지에 정확히 전달하기가 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 통상적인 원형 낙하산이 아닌 비행제어가 가능한 파라포일 형상의 유도낙하산을 사용하는 방법이 최근 사용되고 있다. 미국 특허등록공보 제 6343244호(이하 선행문헌 1이라 함.) 및 미국 특허공개공보 제 2004-0084567호(이하 선행문헌 2라 함.)에는 이와 같은 유도낙하산 운송시스템이 개시되어 있다.
상기 선행문헌 1에 개시된 발명은 풍속/풍향 측정 수단, 착륙경로 결정 수단 및 비행제어 수단을 구비하는 구성으로 되어 있으며, 낙하산이 산개된 후 풍향/풍속을 측정하고 순방향 경로로 진행하고 순방향 하강하도록 착륙 비행 경로를 설정하며, 상기 착륙 비행 경로에 근접하게 비행하도록 안내하며, 상기 착륙 비행 경로를 따라 하강시키는 단계를 구비한다.
상기 선행문헌 2에 개시된 발명은 작은 화물을 운송하는 소형이며 저가인 운송시스템으로서, 낙하산부, 낙하산 커버방출 검출센서, GPS센서, 수평베어링센서, 유도제어 및 단일 모터를 구비하는 구성으로 되어 있다. 이 시스템은 목적지를 이탈하면 진행방향과 직교하는 수평 방향으로 회전하도록 모터에 의해 안내되며, 목적지로부터 소정 반경지점까지는 직선 코스로 비행한 후 목적지의 위에서는 원형을 그리며 비행하도록 되어 있다.
그러나, 상술한 선행문헌들은 운송시스템을 투하한 후 화물자세의 안정화 및 낙하산줄 꼬임, 조종줄과 연결된 모터에 걸리는 부하 및 낙하산 산개시의 충격, 화물의 공기 저항에 의한 유도낙하산의 자세 변화에 관한 문제점들이 있다.
그리고 GPS 수신기 등의 센서 고장 시 대체방법이 없으며, 낙하산을 펼치는 산개장치는 일정회수 사용 후 반드시 검교정이 필요한 불편함과 번거로운 문제점이 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 주낙하산인 램에어파라슈트의 산개 결함 및 산개 충격을 방지하며, 화물의 공기저항을 최소화시키면서 풍향, 풍속을 스스로 계산하거나 추정하여, 즉 바람의 영향을 고려하여 화물을 목적지점까지 신속, 정확, 안전하게 운반할 수 있도록 전자동으로 비행할 뿐만 아니라 시스템 오류 시 수동으로 전환하여 원격으로도 조종할 수 있는 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 GPS유도 파라포일 공중운송시스템은 상기 공중운송시스템은 낙하산부, 상기 낙하산부의 하부에 연결되는 자동유도장치부, 상기 자동유도장치부의 하부에 제3 라이저로 연결되어 운송되는 화물부를 포함하고; 상기 낙하산부는 투하 직후 1차로 산개하여 소정의 시간 동안 자유 하강하면서 화물의 자세를 안정화시키는 보조낙하산, 상기 보조낙하산이 산개되면 산개스위치와 타이머가 연동되어 자동산개기가 작동하여 산개하는 주낙하산, 상기 주낙하산에 연결되는 복수의 낙하산줄, 상기 주낙하산의 양측에 연결되어 상기 주낙하산의 비행방향을 조종하기 위한 2개의 조종줄, 및 상기 보조낙하산, 상기 주낙하산, 상기 낙하산줄, 및 상기 조종줄을 보관하는 캐노피 컨테이너백을 포함하고; 상기 자동유도장치부는 2개의 풀리를 포함하고, 상기 조종줄은 상기 풀리에 각각 연결되고, 목표지점에 화물부를 운송하기 위해서 상기 풀리가 좌, 우 회전함에 따라서 상기 조종줄이 당겨지거나 풀어져서 상기 낙하산부를 조정하고; 상기 주낙하산이 산개되기 전, 상기 캐노피 컨테이너는 하부의 상기 자동유도장치부와 상기 자동산개기, 5개의 크기가 서로 다른 금속재의 5-링을 포함하는 5-링 라이저로 고정되어 있고; 상기 자동산개기는 립코드 고정핀, 2개의 스프링 구동축, 2개의 솔레노이드를 포함하고; 상기 5-링 라이저의 마지막 연결부인 립코드는 상기 립코드 고정핀에 결속되어 있으며, 상기 2개의 스프링 구동축 중 적어도 하나 이상의 스프링 구동축과 2개의 솔레노이드 중 적어도 하나 이상의 솔레노이드가 작동하여 상기 립코드 고정핀을 상기 자동산개기 안으로 당기게 되고, 상기 립코드 고정핀에서 상기 립코드가 분리되면, 상기 5-링 라이저의 5-링이 순차적으로 분리되어 상기 주낙하산이 산개하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템은 바람의 영향을 분석하고 위치 및 방위각에 근거하여 주낙하산의 좌, 우 양측 조종줄의 당김량을 서보구동기를 이용하여 각각 제어함으로써 화물을 원거리의 목적지점까지 전자동으로 비행하여 신속, 정확, 안전하게 운반할 수 있으며 그로 인하여 화물 회수시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템은 투하 직후 보조낙하산을 산개함으로써 자세를 안정화시키며, 소정 시간 이후에 주낙하산이 산개되도록 하는 산개스위치를 작동시킴으로써 주낙하산의 산개 결함을 방지하며, 주낙하산이 산개된 이후에는 자동으로 접힘으로써 방향을 표시하는 인식표로서의 기능을 수행하여 수동으로도 용이하게 육안관찰을 통하여 조종할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템은 양측 조종줄의 일단과 연결되어 비행을 제어하는 서보구동기에 걸리는 충격을 완화시킬 수 있으며, 별도의 전자브레이크 장치없이 서보구동기에 웜기어 감속기를 설치함으로써 모터 부하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템은 화물연결부가 스위블 조인트를 구비함으로써 비행 중 공기저항을 줄이며, 화물부의 형상이 비행제어에 영향을 주지 않도록 할 수 있으며, 자동산개기를 사용함으로써 투하고도에 따른 비행거리를 폭넓게 선정할 수가 있는 효과가 있고, 지상에서 원격조종장치와 지상임무계획장치를 통하여 비행상태를 실시간으로 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 오류 시 수동 조종 모드로 전환하여 원격 조종하여 임무수행도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 자동유도장치부와 캐노피 컨테이너백의 체결상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 5-링 라이저의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 5-링 라이저와 자동산개기의 결합관계를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 자동산개기의 2중화 안전장치 구조를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 조중줄과 자도유도장치부와의 연결관계를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 캐노피 컨테이너백을 전개한 도면,
도 8은 본 발명의 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 전자동 항법비행으로 목표지점까지 비행하는 것을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 자동유도장치부를 상세히 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 자동유도장치부에 결속되는 라이저들의 체결에 대해 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 자동유도자치부와 조종줄의 결합관계를 상세히 설명하기 위한 도면, 및
도 12는 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 항공기로부터 투하 후, 비행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
발명의 실시를 위한 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 최선의 형태는 상기 공중운송시스템은 낙하산부, 상기 낙하산부의 하부에 연결되는 자동유도장치부, 상기 자동유도장치부의 하부에 제3 라이저로 연결되어 운송되는 화물부를 포함하고; 상기 낙하산부는 투하 직후 1차로 산개하여 소정의 시간 동안 자유 하강하면서 화물의 자세를 안정화시키는 보조낙하산, 상기 보조낙하산이 산개되면 산개스위치와 타이머가 연동되어 자동산개기가 작동하여 산개하는 주낙하산, 상기 주낙하산에 연결되는 복수의 낙하산줄, 상기 주낙하산의 양측에 연결되어 상기 주낙하산의 비행방향을 조종하기 위한 2개의 조종줄, 및 상기 보조낙하산, 상기 주낙하산, 상기 낙하산줄, 및 상기 조종줄을 보관하는 캐노피 컨테이너백을 포함하고; 상기 자동유도장치부는 2개의 풀리를 포함하고, 상기 조종줄은 상기 풀리에 각각 연결되고, 목표지점에 화물부를 운송하기 위해서 상기 풀리가 좌, 우 회전함에 따라서 상기 조종줄이 당겨지거나 풀어져서 상기 낙하산부를 조정하고; 상기 주낙하산이 산개되기 전, 상기 캐노피 컨테이너는 하부의 상기 자동유도장치부와 상기 자동산개기, 5개의 크기가 서로 다른 금속재의 5-링을 포함하는 5-링 라이저로 고정되어 있고; 상기 자동산개기는 립코드 고정핀, 2개의 스프링 구동축, 2개의 솔레노이드를 포함하고; 상기 5-링 라이저의 마지막 연결부인 립코드는 상기 립코드 고정핀에 결속되어 있으며, 상기 2개의 스프링 구동축 중 적어도 하나 이상의 스프링 구동축과 2개의 솔레노이드 중 적어도 하나 이상의 솔레노이드가 작동하여 상기 립코드 고정핀을 상기 자동산개기 안으로 당기게 되고, 상기 립코드 고정핀에서 상기 립코드가 분리되면, 상기 5-링 라이저의 5-링이 순차적으로 분리되어 상기 주낙하산이 산개하는 것을 특징으로 하는 형태이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 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.
도 1은 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템은 낙하산부(Ram Air Parachute 또는 Parafoil, 100), 상기 낙하산부(100)의 하부에 연결된 자동유도장치부(Autonomous Guidance Unit, 200) 및 상기 자동유도장치부(200)의 하부에 연결된 화물부(Payload, 300)를 포함한다.
상기 낙하산부(100)는 보조낙하산(110), 주낙하산(120), 상기 주낙하산(120)에 연결되는 복수의 낙하산줄(130), 상기 주낙하산(120)의 양측에 연결되는 2개의 조종줄(140) 및 이들을 보관하는 캐노피 컨테이너백(150)을 포함한다.
상기 보조낙하산(110)은 투하 직후 상기 캐노피 컨테이너백(150)으로부터 1차로 산개하여 소정의 시간 동안 자유 하강하면서 화물의 자세를 안정화시키고, 상기 주낙하산(120)이 산개되도록 산개스위치를 작동시키며, 상기 주낙하산(120)이 산개된 이후에는 공기저항을 줄이기 위해 자동으로 접혀지게 된다.
상기 주낙하산(120)은 상기 캐노피 컨테이너백(150)에 보관되어 상기 보조낙하산이 산개되어짐에 따라 산개스위치와 타이머가 1차로 작동된 후 자동산개기가 작동됨으로써 산개된다.
상기 주낙하산(120)이 산개되기 전, 보관된 상기 캐노피 컨테이너너백(150)과 자동유도장치부(200) 및 상기 화물부(300)의 체결관계를 살펴본다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 캐노피 컨테이너백(150)은 하부의 자동유도장치(200)와 5-링 라이저(210)와 자동산개기(220)로 견고하게 고정되어 있다.
상기 5-링 라이저(210)는 일단이 5-링으로 연결되어 있고, 타단이 2등분으로 가라져서 상기 자동유도장치부(200)의 모서리 측면에 형성된 라이저 체결부(230)에 체결되어 전체 하중을 분산시킨다.
상기 자동산개기(220)는 자동산개기 라이저(221)와 상기 자동산개기 라이저(221)의 길이 조절을 위한 조절용 클립(222)에 의해서 상기 캐노피 컨테이너백(150)의 측면 부에 부착되어있으며 상기 5-링 라이저(210)와의 결합 시에 위치를 자유롭게 조절할 수가 있다.
도 3을 참조하여 상기 자동산개기(220)와 결속된 상기 5-링 라이저(210)의 구조에 대하여 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 5-링 라이저(210)는 5개의 크기라 서로 다른 금속재의 5-링(211, 212, 213, 214, 215)이 서로 결합되어 크기순서로 결속하기 때문에 체결작업도 용이하며 분리 또한 극히 짧은 시간에 이루어진다.
본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 전체 하중과 보조낙하산(110)이 수직하강 하는 동안에 발생하는 항력을 모두 견딜 만큼 견고하게 체결되도록 하는 역할을 한다.
이때 상기 주낙하산(120)과 보조낙하산(110)을 연결시켜주는 결속끈(Bridle, 111)은 제 3링(213)에 연결되어 모든 하중을 견디어내며, 자동산개기(220)에 결속된 상기 5-링 라이저(210)의 마지막 연결부인 립코드(216)가 자동산개기(220)로부터 분리되면 상기 5-링 라이저(210)는 극히 짧은 시간 동안에 5개의 링(211, 212, 213, 214, 215)이 순차적으로 분리되며, 이때 상기 캐노피 컨테이너백(150)이 열리고 안에 포장되어있던 상기 주낙하산(120)은 상기 보조낙하산(110)의 저항으로 순식간에 방출되어 산개된다.
또한 상기 5-링 라이저(210)는 상기 자동산개기(220)를 사용하지 않고서도 항공기에 부착된 스테틱 라인(static line, 240)에 연결된 상기 립코드(216)를 강제로 분리시킴으로써 상기 5-링(211, 212, 213, 214, 215)을 분리시켜 상기 주낙하산(120)을 산개시킬 수도 있다.
도 4를 참조하여 상기 5-링 라이저(210)를 체결하고 분리시켜 주낙하산(120)을 상기 캐노피 컨테이너백(150)으로부터 방출 및 산개시키도록 하는 주낙하산용 자동산개기(220)에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
도 4에 도시에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동산개기(220)는 상기 립코드(216)를 결속 및 분리시키는 립코드 고정핀(223)을 압축된 스프링의 힘으로 구동되는 2개의 스프링 구동축(225, 227)을 2개의 솔레노이드(226, 228) 작동기(Actuator)의 힘으로 압축되어있던 스프링 구동축(225, 227)을 작동시켜 자동산개기의 립코드 고정핀(223)에 결속되었던 립코드(216)가 자동산개기에서 분리되면 상기 5-링 라이저(210)는 순식간에 작은 크기의 링 순서로 상기 5-링(215, 214, 213, 212, 211)이 분리된다.
한편, 탄성체인 스프링(224)의 힘에 의해서 항상 상기 자동산개기(220)의 립코드체결부에 맞닿아 있는 립코드 고정핀(223)을 외부에서 화살표 방향으로 밀어 넣고 상기 립코드(216)를 상기 립코드 고정핀(223) 사이에 끼워 넣으면 자동으로 상기 스프링(224)의 힘에 의해서 상기 립코드(216)는 확실하게 상기 자동산개기(220)에 결속된다.
도 5는 도 4에 도시된 상기 자동산개기(220)의 신뢰성을 높이기 위해서 2중으로 작동되는 2중화 안전장치의 구조를 설명하는 것으로서, 그림(A)에 도시된 바와 같이 상기 립코드(216)가 자동산개기(220)에 결속되면 2개의 스프링 구동축(225, 227) 중 1개의 스프링 구동축(225)과 상기 솔레노이드(226, 228)가 작동하여 상기 립코드 고정핀(223)을 상기 자동산개기(220)안으로 당기게 되고 이때 립코드(216)는 상기 자동산개기(220)로부터 분리된다.
만일 첫 번째 스프링 구동축(224)과 상기 솔레노이드(226)가 작동이 되지 않으면 그림(B)에서와 같이 두 번째 스프링 구동축(227) 과 솔레노이드(228)가 작동되어 상기 립코드(216)를 분리시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 구성을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면으로, 램에어 파라슈트(Ram Air Parachute) 또는 램에어 파라포일(Ram Air Parafoil)로 불려지는 상기 주낙하산(120)에는 형상과 크기에 따라서 복수(최소16 ~ 100)개의 낙하산줄(130)들이 형성되어 있으며, 상기 낙하산줄(130)들은 상기 캐노피 컨테이너백(150)의 코너부분에 있는 4개의 제1 라이저(151)에 분할 연결된 후 상기 캐노피 컨테이너백(150)에 고정된다.
이와 별도로 상기 주낙하산(120)의 좌, 우 양측 각 끝부분(flap, trailing edge)에는 4~6개의 산줄들이 연결되어 있으며 이것은 다시 1개의 상기 조종줄(140)로 합쳐진다(도 1 참조).
즉, 상기 주낙하산(120)의 좌, 우 양측 각 끝부분에는 각각 상기 조종줄(140)의 일단이 연결되어 있고 상기 조종줄(140)은 상기 주낙하산(120)의 방향 조종을 담당하는 상기 자동유도장치부(200)의 풀리(251)에 연결되어 있다.
상기 조종줄(140)은 서보구동기 측 풀리(251)의 일단으로부터 50 ~ 75%되는 거리에 있는 길이부분을 인위적으로 조종줄 고정핀(141)에 의해 상기 제1 라이저(151) 부분에 고정시킨다.
이때 상기 조종줄(140)의 길이는 상기 캐노피 컨테이너백(150)과 자동유도장치부(200)를 연결하는 제2 라이저(152)의 길이보다 길어지게 되어 상기 주낙하산(120)이 산개될 때의 충격이 서보구동기에 직접 전달되지 않게 하는 안전장치이며 또한 짧은 시간에 넓은 면적의 상기 주낙하산(120)을 빨리 산개시킬 수 있도록 하기 위해서 필요한 공기저항을 확보하기 위함이다.
상기 캐노피 컨테이너백(150)의 하부와 자동유도장치부(200)의 상부는 4개의 각각 제1 라이저(151)와 제2 라이저(152)에 의해 연결되는데, 이때 상기 제1 및 제2 라이저(151, 152)를 서로 연결시켜주기 위해서 상, 하 분리 장착을 할 수 있는 라이저 연결고리(153)가 사용된다.
상기 조종줄(140)을 상. 하로 원활하게 움직이면서도 기계적인 마찰을 최소화 하기 위해서 상기 캐노피 컨테이너백(150)의 하부에는 각각 2개의 그로멧(Grommet, 154)을 형성시키고, 상기 자동유도장치부(200)의 상부에는 내부 구멍의 표면이 라운딩으로 매끄럽게 가공된 각각 2개의 가이드부싱(guide bushing, 270)이 설치되어있다.
상기 자동유도장치부(200)에 설치된 4개의 라이저 체결부(230)의 중간 단에는 상기 캐노피 컨테이너백(150)과 상기 자동유도장치부(200)를 견고하게 결속시키는 상술한 상기 5-링라이저(210)가 연결된다.
도 7은 도 6에 도시된 상기 주낙하산(120)이 포장(패킹)되어 내장되어있는 상기 캐노피 컨테이너백(150)의 구조를 상세히 설명하기 위해서 전개도이다. 상기 주낙하산(120)의 상기 조종줄(140)은 제1 라이저(151)에 설치된 상기 조종줄 고정핀(141)과 조종줄 고정링(142)에 의해서 전체 길이의 50% 또는 75% 부분이 단단히 고정되어 있기 때문에 상기 주낙하산(120)이 처음 산개될 때 상기 주낙하산(120)의 조종면인 끝단 부분은 강제적으로 브레이크가 걸려있는 상태가 된다.
상기 주낙하산(120)의 브레이크를 푸는 경우에는 상기 조종줄(140)이 서보구동기에 의해서 풀리(251, 261)가 회전하게 되면 상기 조종줄(140)이 상기 조종줄 고정핀(141)에서 아래로 빠져나오게 되어 분리된다.
상기 주낙하산(120)은 패킹한 후 상기 캐노피 컨테이너백(150)에 억지로 끼워 넣어야 하는데 이 같은 작업을 용이하게 하기 위해서 패킹용 줄을 끼워 넣어 당길 수 있도록 한 패킹용 홀(155, 156)들이 구비된다.
도 8은 본 발명의 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 전자동 항법비행으로 목표지점까지 비행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
상기 보조낙하산(110)은 상기 스테틱라인(240) 또는 상기 자동산개기(220)에 의해서 먼저 산개되어 자유낙하 하는 동안 자세를 안정화시켜 주고 이어서 상기 주낙하산(120)을 상기 캐노피 컨테이너백(150)에서 강제적으로 방출시켜 정상적으로 산개시켜주는 역할을 한다.
이후, 상기 주낙하산(120)이 정상적으로 산개되면 상기 보조낙하산(110)은 자동적으로 접히게 되어 비행하는 동안 공기저항을 최소화 시킨다.
GPS항법장치가 작동하게 되면 이후의 전 과정은 상기 자동유도장치부(200)에 의해서 전자동 항법비행으로 목표지점까지 비행하게 된다.
*상기 캐노피 컨테이너백(150)의 상단에 개재된 슬라이더(160)는 상기 주낙하산(120)이 산개될 때 복수의 상기 낙하산줄(130)들이 꼬이지 않게 하며 또한 산개시의 충격을 최소화하는 역할을 한다.
도 7(B)은 도 7(A)과 달리 상기 캐노피 컨테이너백(30)이 없는 보다 단순한 구조의 시스템으로서 상기 주낙하산(120)이 상기 캐노피 컨테이너백(150)을 거치지 않고 직접 상기 자동유도장치부(200)와 연결되는 구조이다.
이때, 상기 주낙하산(120)은 상기 주낙하산(120)과 상기 보조낙하산(110)을 연결시켜주는 상기 결속끈(111) 사이에 한 개의 캐노피백에 패킹되는 구조이다.
도 9는 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 자동유도장치부를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
상기 주낙하산(120)의 조종을 담당하는 상기 조종줄(140)은 상기 자동유도장치부(200) 윗면의 후 방부에 설치된 상기 조종줄 가이드부싱(270)을 통과하여 상기 서보구동기(250, 260)와 상기 풀리(251, 261)에 연결되며, 상기 풀리(251, 261)가 좌, 우로 회전함에 따라서 상기 조종줄(140)이 당겨지거나 풀어진다.
즉, 상기 조종줄(140)의 길이 변위량이 조절되어 상기 주낙하산(120)의 방향조종이 가능하게 된다. 또한 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 정상적으로 작동되기 위해서 상기 주낙하산(120)의 산개와 관련된 산개스위치 핀(229)과 활성스위치핀(activation switch pin:231)이 장착되어 있는데, 상기 주낙하산(120)이 산개됨과 동시에 상기 활성스위치핀(231)은 이탈되고 이때부터 자동유도장치부(200)에 내장된 타이머가 작동되어 약 6초 후부터는 서보구동기(250, 260)를 활성화시켜 상기 주낙하산(120)을 조종하게 하여 자동항법비행을 수행한다.
도 10은 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 자동유도장치부에 결속되는 라이저들의 체결에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 자동유도장치부(200)는 복수 개의 주낙하산 산줄(130)들이 상기 캐노피 컨테이너백(150)의 내부와 연결된 상기 제1 라이저(151)와 제2 라이저(152)에 의해서 상기 자동유도장치부(200)의 상부와 직접 연결되고 상기 화물부(300)와 연결되는 제3 라이저(157)는 자동유도장치(200)의 하부에 직접 연결되는데 이때 각각의 라이저들은 자동유도장치(200) 측면에 위치한 4개소의 라이저 체결부(230)에 가이드링(232)을 끼워 볼트 와 너트(233a, 233b)로 고정되는 방법과 상기 너트(233b) 대신 R핀(233c)에 의해서 도구 없이도 고정할 수 있게 되어 쉽게 라이저를 장착 및 탈착을 할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템의 자동유도자치부와 조종줄의 결합관계를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
상기 서보구동기(250, 260)의 풀리(251, 261)에 상기 주낙하산(120)의 상기 조종줄(140)이 상기 조종줄 연결링(142)에 의해서 상기 풀리(251, 261)의 내부에 확실하고 안전하게 고정되어 있다.
이때 상기 조종줄 연결링(142)의 양쪽 끝단이 테이퍼 형상으로 된 것은 조종줄이 연결된 상기 조종줄 연결링(142)을 풀리홈 내부로부터 쉽게 탈착하기 위함이며 또한 상기 조종줄 연결링(142)의 분실을 방지하기 위해서 한쪽 끝단이 나사로 되어있어 상기 풀리(251, 261)의 나사 홈에 체결하여 보관한다.
상기 풀리(251, 261)가 회전하는 동안에 상기 조종줄(140)이 풀리 밖으로 튕겨나가지 않도록 조종줄 가이드(143)를 더 구비한다.
상기 풀리(251, 261) 내부에서 상기 조종줄(140)이 감기거나 풀릴 때 상기 조종줄(140)의 길이가 일정하게 되도록 상기 풀리(251, 261)의 홈 밑부분은 라운딩 형상으로 한다.
상기 서보구동기(250, 260)는 웜기어 감속기(252,262)와 서보모터(253, 263)로 구성되는데, 상기 서보모터(253, 263)는 BLDC모터, DC모터, 스텝핑모터 들과 위치 검출용 엔코더(Encoder)들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 서보구동기(250, 260)는 상기 웜기어 감속기(252, 262)를 사용하여 큰 토크를 얻을 수 있으며 또한 별도의 전자브레이크 장치를 사용하지 않아도 기계적인 브레이크 기능을 수행할 수 있어서 구동 축의 방향을 편리하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 12는 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 항공기로부터 투하 후, 비행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 항공기로부터 투하되는 지점(283)에서 목표지점(DZ, 280)까지 전자동항법으로 비행하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 항공기로부터 투하되는 고도(282)는 임무에 따라 다르나 최소 900m 에서 최대 8,000m에 이르며, 비행거리는 최대 30km에 달한다.
본 발명에 따른 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 항공기로부터 투하되어 상기 주낙하산(120)이 완전히 산개된 이후 자세안정화와 자동비행 모드가 시작되는 지점(284)에 도달하면 현재의 위치좌표로부터 목표지점(280)까지의 비행궤적(Trajectory)을 비행제어컴퓨터가 자동적으로 계산한다.
고고도 비행시에는 바람의 영향이 크기 때문에 풍향 및 풍속계산은 벡터계산방식을 사용하여 비행경로 오차를 계산하여 목표지점(280)까지 가능한 최단시간에 도달하도록 제어를 한다.
비행 중에 임무비행거리(281)의 60% 지점에 도달했을 때 아직까지도 예상경로의 고도보다 높을 경우는 1차 고도처리과정(286)을 수행하고 풍향, 풍속을 계산하여 목표지점(280)까지의 새로운 경로를 계산하여 수정한다. 임무비행거리의 80% 지점(287)에 도달할 경우 2차 고도리처리(EM)와 풍향 및 풍속을 계산하는 모드(WE)를 거처 종말제어지점(288)까지 정밀제어를 통하여 유도한다.
종말제어 지점(288)에서는 목표지점(280)에 정밀하게 착륙하기 위해서 최종적으로 풍향 및 풍속을 계산하여 GPS유도 파라포일 공중운송시스템이 목표지점(280)에 안전하게 착륙할 수 있도록 최종진입 경로지점(289)을 계산하고 이때 착륙에 필요한 고도(290)와 거리(291)를 계산하게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명은 오지의 화물운송업 등, 다양한 산업에 이용이 가능하다.

Claims (3)

  1. GPS정보를 이용하여 목표지점에 화물부를 운송하는 GPS유도 파라포일 공중운송시스템에 있어서,
    상기 공중운송시스템은 낙하산부, 상기 낙하산부의 하부에 연결되는 자동유도장치부, 상기 자동유도장치부의 하부에 제3 라이저로 연결되어 운송되는 화물부를 포함하고;
    상기 낙하산부는 투하 직후 1차로 산개하여 소정의 시간 동안 자유 하강하면서 화물의 자세를 안정화시키는 보조낙하산, 상기 보조낙하산이 산개되면 산개스위치와 타이머가 연동되어 자동산개기가 작동하여 산개하는 주낙하산, 상기 주낙하산에 연결되는 복수의 낙하산줄, 상기 주낙하산의 양측에 연결되어 상기 주낙하산의 비행방향을 조종하기 위한 2개의 조종줄, 및 상기 보조낙하산, 상기 주낙하산, 상기 낙하산줄, 및 상기 조종줄을 보관하는 캐노피 컨테이너백을 포함하고;
    상기 자동유도장치부는 2개의 풀리를 포함하고, 상기 조종줄은 상기 풀리에 각각 연결되고, 목표지점에 화물부를 운송하기 위해서 상기 풀리가 좌, 우 회전함에 따라서 상기 조종줄이 당겨지거나 풀어져서 상기 낙하산부를 조정하고;
    상기 주낙하산이 산개되기 전, 상기 캐노피 컨테이너는 하부의 상기 자동유도장치부와 상기 자동산개기, 5개의 크기가 서로 다른 금속재의 5-링을 포함하는 5-링 라이저로 고정되어 있고;
    상기 자동산개기는 립코드 고정핀, 2개의 스프링 구동축, 2개의 솔레노이드를 포함하고;
    상기 5-링 라이저의 마지막 연결부인 립코드는 상기 립코드 고정핀에 결속되어 있으며, 상기 2개의 스프링 구동축 중 적어도 하나 이상의 스프링 구동축과 2개의 솔레노이드 중 적어도 하나 이상의 솔레노이드가 작동하여 상기 립코드 고정핀을 상기 자동산개기 안으로 당기게 되고, 상기 립코드 고정핀에서 상기 립코드가 분리되면, 상기 5-링 라이저의 5-링이 순차적으로 분리되어 상기 주낙하산이 산개하는 것을 특징으로 하는 GPS유도 파라포일 공중운송시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조종줄의 길이는 상기 캐노피 컨테이너백과 상기 자동유도장치부를 연결하는 제2 라이저의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 GPS유도 파라포일 공중운송시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐노피 컨테이너백의 하부와 자동유도장치부의 상부는 제1 라이저와 제2 라이저에 의해 연결되고, 상기 제1 및 제2 라이저를 연결 시켜주기 위해서 라이저 연결고리가 사용되는 것을 특징으로 하는 GPS유도 파라포일 공중운송시스템.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107472542A (zh) * 2017-08-09 2017-12-15 西北工业大学 一种飞行器通用准确降落系统
CN113815870A (zh) * 2021-10-20 2021-12-21 华中科技大学 一种适用于降落伞的自动穿伞绳装置
CN113978736A (zh) * 2021-11-09 2022-01-28 华中科技大学 一种降落伞穿绳绕绳装置
RU2775656C1 (ru) * 2021-03-16 2022-07-06 Денис Владимирович Ястребов Автоматизированная прецизионная система доставки груза по воздуху
EP3924253A4 (en) * 2019-02-13 2022-10-19 Sun Path Products, Inc. DEVICE FOR ADJUSTING A RISER OF A PARACHUTE

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9694910B2 (en) 2013-02-22 2017-07-04 World View Enterprises Inc. Near-space operation systems
US10787268B2 (en) 2015-03-09 2020-09-29 World View Enterprises Inc. Rigidized assisted opening system for high altitude parafoils
US9540091B1 (en) 2016-02-11 2017-01-10 World View Enterprises Inc. High altitude balloon systems and methods
WO2017180780A1 (en) 2016-04-13 2017-10-19 World View Enterprises Inc. Riser release flaring system for parafoils
US10336432B1 (en) 2017-01-09 2019-07-02 World View Enterprises Inc. Lighter than air balloon systems and methods
US10124875B1 (en) 2017-01-09 2018-11-13 World View Enterprises Inc. Continuous multi-chamber super pressure balloon
KR101912641B1 (ko) 2017-02-20 2018-10-30 경상대학교 산학협력단 자동 임무계획 알고리즘이 적용된 정밀 유도낙하산 시스템용 비행 제어방법
KR101873995B1 (ko) 2017-03-28 2018-07-04 (주)에이엔에이치스트럭쳐 Ｇｐｓ 유도 파라포일 공중운송 시스템
CN109094783A (zh) * 2018-09-27 2018-12-28 绵阳阿拉丁医学科技有限公司 一种灾区救助或战地救援用的可拆卸水刀系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040084567A1 (en) * 2002-10-30 2004-05-06 Bailey Glen Randall Guided parafoil system for delivering lightweight payloads
KR100673524B1 (ko) * 2006-04-20 2007-01-24 주식회사 코아블 파라포일 유도낙하산 운송시스템용 비행제어방법
KR100673523B1 (ko) * 2006-04-20 2007-01-24 주식회사 코아블 파라포일 유도낙하산 운송시스템
KR20100044130A (ko) * 2008-10-21 2010-04-29 박희진 우산형 낙하산
KR20110137480A (ko) * 2010-06-17 2011-12-23 이주엽 패러포일 운송장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4086384B2 (ja) 1998-11-24 2008-05-14 富士重工業株式会社 パラフォイルを備えた飛行体の自動誘導システム及びその航法誘導装置
KR20040005390A (ko) * 2002-07-10 2004-01-16 김왕진 유도 낙하산 운송시스템
KR20040084567A (ko) 2003-03-28 2004-10-06 삼성전자주식회사 보조 호이스트 라인이 구비된 반도체 막 형성 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040084567A1 (en) * 2002-10-30 2004-05-06 Bailey Glen Randall Guided parafoil system for delivering lightweight payloads
KR100673524B1 (ko) * 2006-04-20 2007-01-24 주식회사 코아블 파라포일 유도낙하산 운송시스템용 비행제어방법
KR100673523B1 (ko) * 2006-04-20 2007-01-24 주식회사 코아블 파라포일 유도낙하산 운송시스템
KR20100044130A (ko) * 2008-10-21 2010-04-29 박희진 우산형 낙하산
KR20110137480A (ko) * 2010-06-17 2011-12-23 이주엽 패러포일 운송장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107472542A (zh) * 2017-08-09 2017-12-15 西北工业大学 一种飞行器通用准确降落系统
EP3924253A4 (en) * 2019-02-13 2022-10-19 Sun Path Products, Inc. DEVICE FOR ADJUSTING A RISER OF A PARACHUTE
RU2775656C1 (ru) * 2021-03-16 2022-07-06 Денис Владимирович Ястребов Автоматизированная прецизионная система доставки груза по воздуху
CN113815870A (zh) * 2021-10-20 2021-12-21 华中科技大学 一种适用于降落伞的自动穿伞绳装置
CN113978736A (zh) * 2021-11-09 2022-01-28 华中科技大学 一种降落伞穿绳绕绳装置

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