WO2018110987A1 - 팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법 - Google Patents

팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법 Download PDF

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이정훈
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Abstract

일 실시예에 따른 팬-인-윙 비행체는, 동체; 상기 동체의 양 측으로부터 스팬 방향으로 연장하는 주날개; 상기 주날개의 내부에 회전 가능하게 장착된 회전익; 및 상기 주날개에 개폐 가능하게 설치되고 외부에 대하여 상기 회전익을 개방 또는 폐쇄시키는 개폐부를 포함할 수 있다.

Description

팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법
이하, 실시예들은 팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법에 관한 것이다.
고속 비행이 가능하고 체공 성능이 우수하나, 긴 활주로와 이착륙을 위한 별도의 부대 시설 등을 필요로 하는 고정익 항공기와, 주변 환경이나 위치에 구애 받지 않고 자유롭게 이착륙이 가능하고 공중 정지 비행이 가능하나, 고속 비행이 어렵고 비행 안정성과 체공 성능 및 운항 거리 등에서 상대적으로 열등한 회전익 항공기에서 장점을 취하고 단점을 해결하는 여러가지 종류의 비행체들이 개발되고 있다.
예를 들어, 미국 등록특허공보 제7,410,122호는 접합 날개에서 승강 팬들을 구비한 VTOL UAV를 개시한다.
일 실시예에 따른 목적은 외부에 대하여 회전익을 개방 또는 폐쇄하여 수직 이착륙, 공중정지비행 및 전진비행을 가능하게 하는 팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 기준면에 대한 상부 해치의 틸팅 각도 또는 하부 해치의 틸팅 각도를 제어하여 수직 이착륙, 공중정지비행 및 전진비행이 가능하게 하는 팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 팬-인-윙 비행체는, 동체; 상기 동체의 양 측으로부터 스팬 방향으로 연장하는 주날개; 상기 주날개의 내부에 회전 가능하게 장착된 회전익; 및 상기 주날개에 개폐 가능하게 설치되고 외부에 대하여 상기 회전익을 개방 또는 폐쇄시키는 개폐부를 포함할 수 있다.
상기 개폐부는, 상기 회전익의 상부에 배치되고 기준면에 대하여 틸팅 가능한 상부 해치; 및 상기 회전익의 하부에 배치되고 상기 기준면에 대하여 틸팅 가능한 하부 해치를 포함할 수 있다.
상기 상부 해치 및 상기 하부 해치 중 적어도 하나는, 상기 주날개의 스팬 방향으로 연장하도록 상기 주날개에 형성되거나, 상기 주날개의 시위 방향으로 연장하도록 상기 주날개에 형성될 수 있다.
상기 상부 해치 및 상기 하부 해치의 각각은 상기 주날개에 대하여 회전할 수 있다.
상기 팬-인-윙 비행체는, 기준면에 대하여 회전 가능하게 및 틸팅 가능하게 상기 동체의 기수 부분 및 상기 동체의 후미 부분 중 적어도 하나에 설치된 서브회전익을 더 포함할 수 있다.
상기 주날개는, 상기 동체로부터 위 방향으로 또는 상기 동체로부터 아래 방향으로 절첩되는 아웃보드를 더 포함할 수 있다.
상기 회전익은, 상기 주날개에 설치되는 덕트; 상기 덕트의 반경 방향으로 상기 덕트의 중심부에 회전 가능하게 설치된 블레이드; 및 상기 블레이드의 블레이드 팁과 상기 덕트를 연결하는 힌지를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 팬-인-윙 비행체는, 동체; 상기 동체의 양 측으로부터 스팬 방향으로 연장하는 주날개; 상기 주날개의 내부에 회전 가능하게 장착된 회전익; 상기 회전익의 상부에 배치되고 기준면에 대하여 틸팅 가능한 상부 해치; 및 상기 회전익의 하부에 배치되고 상기 기준면에 대하여 틸팅 가능한 하부 해치를 포함하고, 외부에 대하여 상기 회전익을 개방 또는 폐쇄하도록 상상기 상부 해치와 상기 하부 해치 중 적어도 하나의 틸팅 각도가 제어될 수 있다.
상기 상부 해치 및 상기 하부 해치는 독립적으로 상기 기준면에 대하여 틸팅될 수 있다.
상기 팬-인-윙 비행체가 수직 이착륙할 때, 상기 상부 해치 및 상기 하부 해치는 상기 기준면에 대하여 수직으로 틸팅되어 유지될 수 있다.
상기 팬-인-윙 비행체가 기준면 상에서 전진 비행할 때, 상기 상부 해치 및 상기 하부 해치는 상기 팬-인-윙 비행체의 후방을 향하여 상기 기준면에 대하여 설정 각도로 틸팅되어 유지될 수 있다.
상기 비행체는, 상기 동체를 기준으로 상기 동체의 일 측에 회전 가능하게 설치되는 제1서브회전익; 및 상기 동체를 기준으로 상기 동체의 타 측에 회전 가능하게 설치되는 제2서브회전익을 더 포함할 수 있고, 상기 제1서브회전익 및 상기 제2서브회전익은 상기 기준면에 대하여 독립적으로 틸팅될 수 있다.
일 실시예에 따른 팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법은 외부에 대하여 회전익을 개방 또는 폐쇄하여 수직 이착륙, 공중정지비행 및 전진비행을 가능하게 할 수 있다.
일 실시예에 따른 팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법은 기준면에 대한 상부 해치의 틸팅 각도 또는 하부 해치의 틸팅 각도를 제어하여 수직 이착륙, 공중정지비행 및 전진비행이 가능하게 할 수 있다.
일 실시예에 따른 팬-인-윙 비행체 및 이의 자세 제어 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체의 수직 이착륙 또는 공중정지비행을 나타낸 측면도이다.
도 3은 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체의 공중에서의 전진비행을 나타낸 측면도이다.
도 4는 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체의 기준면에서의 전진비행의 제1예를 나타낸 측면도이다.
도 5는 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체의 기준면에서의 전진비행의 제2예를 나타낸 측면도이다.
도 6은 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체의 정면을 나타낸 정면도이다.
도 7은 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체의 회전익의 일부를 확대한 확대도이다.
도 8은 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체의 수직 이착륙 또는 공중정지비행을 나타낸 저면도이다.
도 9는 제2실시예에 따른 팬-인-윙 비행체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 제3실시예에 따른 팬-인-윙 비행체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본원에서 사용하는 용어 "스팬 방향(span direction)"은 주날개의 길이 방향을 말하고, 본원에서 사용하는 용어 "시위 방향(chord direction)"은 주날개의 익형(airfoil)에서 앞전(leading edge)과 뒷전(trailing edge)을 잇는 방향을 말한다.
본원에서 사용하는 용어 "피치(pitch) 방향"이란 주날개의 스팬 방향의 축에 대한 비행체의 회전 방향을 말하고, 본원에서 사용하는 용어 "롤(roll) 방향"이란 주날개의 시위 방향의 축에 대한 비행체의 회전 방향을 말하고, 본원에서 사용하는 용어 "요(yaw) 방향"이란 주날개의 스팬 방향의 축과 시위 방향의 축에 각각 수직하는 축에 대한 비행체의 회전 방향을 말한다.
본원에서 사용하는 용어 "기준면(reference plane)"은 비행체가 활주하는 활주로, 도로 또는 공중의 가상면(virtual surface)을 말한다.
본원에서 사용하는 용어 "구성요소 A가 구성요소 B에 대하여 회전"한다는 것은 구성요소 A가 구성요소 B에 대하여 설정 각도를 이루는 회전축을 구비하고, 구성요소 A가 회전축에 대하여 회전하는 것을 말한다.
도 1 내지 도 8을 참고하여 제1실시예에 따른 팬-인-윙 비행체(1)의 구조 및 이의 자세제어 방법에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 비행체(1)는, 동체(11), 주날개(12), 회전익(13), 개폐부(14), 서브회전익(15), 아웃보드(16) 및 꼬리날개(17)를 포함할 수 있다.
동체(11)는, 비행체(1)의 중심이 되는 부분으로서, 비행체(1)의 무게 중심과 회전 중심을 구비할 수 있다.
주날개(fixed wing)(12)은, 동체(11)에 고정되고 비행체(1)의 비행에 따라 양력을 받을 수 있다. 주날개(12)는, 동체(11)의 양 측으로부터 스팬 방향으로 연장하여 비행체(1)의 자세를 유지할 수 있다.
회전익(rotary wing)(13)은, 회전축에 설치되어 회전축 주위에 회전운동을 하면서 양력을 발생시킬 수 있다. 회전익(13)은, 주날개(12)의 내부에 회전 가능하게 장착될 수 있다.
일 실시예에서, 도 7을 참고하면, 회전익(13)은, 덕트(131), 블레이드(132) 및 블레이드 팁(1321)과 덕트(131)를 연결하는 힌지(133)를 포함할 수 있다. 덕트(131)는, 덕트(131)의 내부에 공기와 같은 유체를 이동시키는 통로가 형성되어 있고, 주날개(12)에 설치되어 비행체(1)의 공기역학적 효율을 향상시킬 수 있다. 블레이드(132)는, 덕트(131)의 반경 방향으로 덕트(131)의 중심부에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 블레이드(132)는 블레이드(132)의 길이 방향의 축에 대하여 틸팅 가능할 수도 있다. 힌지(133)는, 덕트(131)와 블레이드(132)의 블레이드 팁(1321)을 연결할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 블레이드(132)가 덕트(131)의 중심부에서 덕트(131)의 원주 방향으로 회전할 때 블레이드(132)의 블레이드 팁(1321)이 덕트(131)의 축 방향으로 힘을 받을 수 있는데, 힌지(133)가 블레이드 팁(1321)을 덕트(131)에 연결함으로써 블레이드(132)가 상부 해치(141) 또는 하부 해치(142)와의 충돌을 방지할 수 있다.
개폐부(14)는, 비행체(1)의 외부, 즉 비행체(1)의 주변 환경(surrounding environment)에 대하여 회전익(13)을 개방 또는 폐쇄시킬 수 있다. 개폐부(14)는, 주날개(12)에 개폐 가능하게 설치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 비행체(1)는 기준면(RP)에 대하여 수직이착륙 및 공중정지비행이 가능하고, 기준면(RP) 상에서 추진력에 의하여 전진비행을 할 수 있다. 개폐부(14)는, 상부 해치(141) 및 하부 해치(142)를 포함할 수 있다.
상부 해치(141)는, 회전익(13)의 상부에 배치되어 기준면(RP)에 대하여 틸팅할 수 있다. 하부 해치(142)는, 회전익(13)의 하부에 배치되어 기준면(RP)에 대하여 틸팅할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 비행체(1)의 위의 공기가 상부 해치(141)의 개방에 의하여 회전익(13)으로 유동되고, 회전익(13)으로 유동된 공기가 하부 해치(142)의 개방에 의하여 비행체(1)의 아래로 유동될 수 있다.
상부 해치(141) 및 하부 해치(142)는 기준면(RP)에 대하여 독립적으로 틸팅될 수 있다.
일 실시예에서, 도 2를 참고하면, 상부 해치(141) 및 하부 해치(142)는 기준면(RP)에 대하여 실질적으로 수직이 되도록 틸팅되어 유지될 수 있다. 이에 따라, 상부 해치(141)를 따라 기준면(RP)에 대하여 수직으로 유동하는 공기가 회전익(13)을 거쳐 하부 해치(142)를 따라 동체의 후방으로 기준면(RP)에 대하여 수직으로 유동함으로써, 비행체(1)가 기준면(RP)에 대하여 수직으로 추진력을 얻어 수직 이착륙 또는 공중 정지 비행을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 도 3을 참고하면, 기준면(RP)에 대하여 동체가 기울어진 경우에도, 상부 해치(141) 및 하부 해치(142)는 기준면(RP)에 대하여 실질적으로 수직이 되도록 틸팅되어 유지될 수 있다. 이에 따라, 비행체(1)는 기준면(RP)에 대하여 수직으로 추진력을 얻음과 동시에 전방으로도 추진력을 얻어 수직 이착륙을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4를 참고하면, 상부 해치(141)는 기준면(RP)에 대하여 실질적으로 수직이 되도록 틸팅되어 유지되고, 하부 해치(142)는 기준면(RP)에 대하여 동체의 아래로 및 동체의 후방을 향하여 설정 각도를 이루도록 틸팅되어 유지될 수 있다. 이에 따라, 상부 해치(141)를 따라 기준면(RP)에 대하여 수직으로 유동하는 공기가 회전익(13)을 거쳐 하부 해치(142)를 따라 동체의 아래로 및 동체의 후방으로 유동함으로써, 비행체(1)가 전방으로 추진력을 얻어 전진 비행할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5를 참고하면, 상부 해치(141)는 기준면(RP)에 대하여 동체의 위로 및 동체의 후방을 향하여 설정 각도를 이루도록 틸팅되어 유지되고, 하부 해치(142)는 기준면(RP)에 대하여 동체의 아래로 및 동체의 후방을 향하여 설정 각도를 이루도록 틸팅되어 유지될 수 있다. 이에 따라, 동체의 후방으로부터 상부 해치(141)를 따라 유동하는 공기가 회전익(13)을 거쳐 하부 해치(142)를 따라 동체의 아래로 및 동체의 후방으로 유동함으로써, 비행체(1)가 전방으로 추진력을 얻어 전진 비행할 수 있다.
결국, 상부 해치(141) 및 하부 해치(142)가 기준면(RP)에 대하여 어떤 각도로 틸팅되어 유지되는지에 따라 비행체(1)의 자세가 다양하게 제어될 수 있으며, 수직 이착륙, 공중정지비행, 전진비행 등의 비행체(1)의 다양한 비행 모드가 가능하다.
상부 해치(141) 및 하부 해치(142) 중 적어도 하나는, 주날개(12)의 스팬 방향으로 연장하도록 주날개(12)에 형성될 수 있다. 일 예에서, 상부 해치(141) 및 하부 해치(142)는 복수 개일 수 있다. 일 예에서, 복수 개의 상부 해치(141)들 및 복수 개의 하부 해치(142)들은 각각 주날개(12)에 힌지 연결될 수 있다. 상부 해치(141) 및 하부 해치(142) 중 적어도 하나가 주날개(12)의 스팬 방향으로 연장하도록 주날개(12)에 형성된 구조에 의하면, 비행체(1)가 전진 비행할 때 상부 해치(141) 및/또는 하부 해치(142)를 외부에 대하여 폐쇄할 수 있어, 공압에 따른 상부 해치(141) 및 하부 해치(142)의 파손을 방지하고, 공기 저항으로 인한 손실을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상부 해치(141) 및 하부 해치(142)가 각각 복수 개인 경우, 복수 개의 상부 해치(141)들의 각각 및 복수 개의 하부 해치(142)들의 각각은 동체(11)에 대하여 다양한 각도로 개별적으로 틸팅될 수 있다.
서브회전익(15)은, 동체(11)에 대하여 회전 가능하게 동체(11)에 설치되어 기준면(RP)에 대하여 틸팅할 수 있다. 서브회전익(15)은, 덕트와, 블레이드 팁을 구비하는 블레이드와, 힌지를 포함할 수 있다. 앞서 도 7을 참고하여 상세하게 설명한 회전익(13)의 구조는 서브회전익(15)의 구조에도 적용될 수 있으며, 이와 같은 적용은 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
서브회전익(15)은, 동체(11)의 기수 부분(111) 및 동체(11)의 후미 부분(112) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 서브회전익(15)이 비행체(1)의 피치 및/또는 롤 방향에 대하여 회전 및/또는 틸트됨으로써, 비행체(1)는 전진 비행 시 추진력을 얻거나, 공중비행 시 설정 자세를 유지할 수 있다. 일 실시예에서, 서브회전익(15)이 비행체(1)에 발생시키는 추진력과 상부 해치(141) 및 하부 해치(142)가 비행체(1)에 발생시키는 추진력은 비행체(1)의 자세에 따라 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 서브회전익(15)은 비행체(1)의 피치 방향, 롤 방향 또는 요 방향에 대하여 각각 틸팅 가능하게 조절됨으로써, 비행체(1)의 자세를 제어할 수 있다. 일 예에서, 서브회전익(15)의 회전속도가 조절될 수 있다.
일 실시예에서, 도 2를 참고하면, 서브회전익(15)의 축이 기준면(RP)에 대하여 수직이 되도록 기준면(RP)에 대하여 서브회전익(15)이 틸팅되어 유지될 수 있다. 이에 따라, 동체의 전방에서, 동체의 위로부터 서브회전익(15)을 통해 동체의 아래로 공기가 유동함에 따라 비행체(1)는 기준면(RP)에 대하여 수직으로 추진력을 얻을 수 있다.
일 실시예에서, 도 3을 참고하면, 기준면(RP)에 대하여 동체가 기울어진 경우에도, 서브회전익(15)의 축이 주날개(12)(도 1 참고)의 시위 방향의 축에 대하여 수직이 되도록 서브회전익(15)이 틸팅되어 유지될 수 있다. 이에 따라, 동체의 전방으로부터 동체의 아래로 비스듬하게 추진력이 발생함으로써, 비행체(1)는 수직 이착륙을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4 및 도 5를 참고하면, 서브회전익(15)의 축이 주날개(12)(도 1 참고)의 시위 방향의 축에 대하여 평행하게 되도록 서브회전익(15)이 틸팅되어 유지될 수 있다. 이에 따라, 동체의 전방으로부터 서브회전익(15)을 거쳐 동체의 후방으로 공기가 유동함으로써 비행체(1)는 전방으로 추진력을 얻을 수 있다.
일 실시예에서, 도 8을 참고하면, 서브회전익(15)은, 제1서브회전익(151) 및 제2서브회전익(152)을 포함할 수 있다. 제1서브회전익(151)은, 동체(11)를 기준으로 동체(11)의 일 측에 회전 가능하게 설치될 수 있고, 제2서브회전익(152)은, 동체(11)를 기준으로 제1서브회전익(151)의 맞은편의 동체(11)의 타 측에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 제1서브회전익(151)과 제2서브회전익(152)이 기준면(RP)에 대하여 틸팅 가능하게 조절됨으로써, 비행체(1)의 좌우 추력 차이에 의한 비행체(1)의 요(yaw) 자세를 제어할 수 있다. 일 예에서, 제1서브회전익(151) 및 제2서브회전익(152)의 각각의 회전속도가 독립적으로 조절될 수 있다.
다시 도 1 및 도 6을 참고하면, 아웃보드(16)는, 동체(11)로부터 위 방향으로 또는 동체(11)로부터 아래 방향으로 절첩(fold/unfold)될 수 있다. 예를 들어, 아웃보드(16)는, 주날개(12)의 말단에 설치될 수 있고, 주날개(12)의 내부에서 힌지 연결되어 동체(11)로부터 위 방향으로 또는 동체(11)로부터 아래 방향으로 절첩될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 비행체(1)가 수직 이착륙 또는 공중정지비행 시 주날개(12)가 받는 항력을 감소시킴으로써, 회전익(13)의 작동 효율을 증가시킬 수 있고, 기준면(RP) 상에서 비행체(1)를 정지시키는 데 필요한 공간을 최소화할 수 있다.
꼬리날개(17)는, 비행체(1)의 좌우 이동 및 수평 맞춤을 위하여 동체(11)의 후미 부분(112)에 설치될 수 있다. 다만, 서브회전익(15)이 동체(11)의 후미 부분(112)에 설치되는 경우, 꼬리날개(17)는 생략될 수 있다.
도 9를 참고하여 제2실시예에 따른 팬-인-윙 비행체(2)의 구조 및 이의 자세 제어 방법에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 9를 참고하면, 일 실시예에 따른 팬-인-윙 비행체(2)는, 동체(21), 주날개(22), 회전익(23), 개폐부(24), 서브회전익(25), 아웃보드(26) 및 꼬리날개(27)를 포함할 수 있다.
개폐부(24)는, 상부 해치(241) 및 하부 해치(242)를 포함할 수 있다. 상부 해치(241) 및 하부 해치(242) 중 적어도 하나는, 주날개(22)의 시위 방향으로 연장하도록 주날개(22)에 형성될 수 있다. 비행체(1)의 전진 비행시, 상부 해치(241) 및 하부 해치(242)가 주날개(22)의 스팬 방향으로 연장하도록 주날개(22)에 형성되는 구조보다 상부 해치(241) 및 하부 해치(242)가 주날개(22)의 시위 방향으로 연장하도록 주날개(22)에 형성되는 구조가 상부 해치(241) 및 하부 해치(242)를 통하여 회전익(23)으로 더 많은 공기를 흡입할 수 있다. 또한, 상부 해치(241) 및 하부 해치(242)를 기준면에 대하여 틸팅함에 따라 비행체(2)의 롤(roll) 방향으로의 자세 제어가 가능하다.
도 10을 참고하여 제3실시예에 따른 팬-인-윙 비행체(3)의 구조 및 이의 자세 제어 방법에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 10을 참고하면, 일 실시예에 따른 팬-인-윙 비행체(3)는, 동체(31), 주날개(32), 회전익(33), 상부 해치(341)와 하부 해치(342)를 포함하는 개폐부(34), 서브회전익(35), 아웃보드(36), 꼬리날개(37) 및 방향전환부(38)를 포함할 수 있다.
방향전환부(38)는 주날개(32)에 설치되어 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)의 방향을 전환할 수 있다. 이 경우, 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)는 방향전환부(38)의 내측에 설치될 수 있다. 일 예로, 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)가 주날개(32)의 스팬 방향으로 연장하는 경우, 방향전환부(38)는 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)가 주날개(32)의 시위 방향으로 연장하도록 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)를 주날개(32)에 대하여 회전시킬 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 비행체(3)의 전진 비행시 공압에 의한 공기 저항을 최소화하고자 할 때에는 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)를 주날개(32)의 스팬 방향으로 연장하도록 방향전환부(38)가 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)를 회전시키는 한편, 비행체(3)가 더 많은 공기를 흡입하고자 할 때에는 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)를 주날개(32)의 시위 방향으로 연장하도록 방향전환부(38)가 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)를 회전시킬 수 있다. 결국, 간편하게 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)의 방향을 바꿈으로써 원하는 비행 모드를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 회전익(33)은 주날개(32)의 스팬 방향으로 복수 개가 서로 이격되며 주날개(32)에 설치될 수 있다. 이 경우, 복수 개의 방향전환부(38)들이 주날개(32)에 설치될 수 있고, 복수 개의 회전익(33)의 각각을 외부에 대하여 개폐하는 각각의 회전익(33)의 상부 해치(341) 및 하부 해치(342)가 이들의 방향이 서로 동일 또는 서로 다르게 연장하도록, 방향전환부(38)는 상부 해치(341)의 방향 및 하부 해치(342)의 방향을 전환할 수 있다. 일 예에서, 동체(31)로 측풍이 불 때, 방향전환부(38)가 상부 해치(341)가 연장하는 방향 및 하부 해치(342)가 연장하는 방향이 주날개(32)의 시위 방향과 평행하도록 상부 해치(341)의 방향 및 하부 해치(342)의 방향을 전환함으로써, 비행체(3)는 기수의 정면을 유지하면서 측풍이 부는 방향을 따라 이동할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 복수 개의 방향 전환부(38)들이 복수 개의 상부 해치(341)들의 각각 및 하부 해치(342)들의 각각의 방향을 개별적으로 전환함으로써, 비행체(3)는 기수의 정면을 유지하며 전진 비행을 할 수 있을 뿐만 아니라, 기수의 정면을 유지하며 측 방향으로 이동할 수 있으며, 제 자리에서 기수의 각도를 변경할 수도 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (12)

  1. 동체;
    상기 동체의 양 측으로부터 스팬 방향으로 연장하는 주날개;
    상기 주날개의 내부에 회전 가능하게 장착된 회전익; 및
    상기 주날개에 개폐 가능하게 설치되고 외부에 대하여 상기 회전익을 개방 또는 폐쇄시키는 개폐부;
    를 포함하는 팬-인-윙 비행체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개폐부는,
    상기 회전익의 상부에 배치되고 기준면에 대하여 틸팅 가능한 상부 해치; 및
    상기 회전익의 하부에 배치되고 상기 기준면에 대하여 틸팅 가능한 하부 해치;
    를 포함하는 팬-인-윙 비행체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 해치 및 상기 하부 해치 중 적어도 하나는, 상기 주날개의 스팬 방향으로 연장하도록 상기 주날개에 형성되거나, 상기 주날개의 시위 방향으로 연장하도록 상기 주날개에 형성되는 팬-인-윙 비행체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부 해치 및 상기 하부 해치의 각각은 상기 주날개에 대하여 회전하는 팬-인-윙 비행체.
  5. 제1항에 있어서,
    기준면에 대하여 회전 가능하게 및 틸팅 가능하게 상기 동체의 기수 부분 및 상기 동체의 후미 부분 중 적어도 하나에 설치된 서브회전익을 더 포함하는 팬-인-윙 비행체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주날개는, 상기 동체로부터 위 방향으로 또는 상기 동체로부터 아래 방향으로 절첩되는 아웃보드를 더 포함하는 팬-인-윙 비행체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회전익은,
    상기 주날개에 설치되는 덕트;
    상기 덕트의 반경 방향으로 상기 덕트의 중심부에 회전 가능하게 설치된 블레이드; 및
    상기 블레이드의 블레이드 팁과 상기 덕트를 연결하는 힌지;
    를 포함하는 팬-인-윙 비행체.
  8. 동체;
    상기 동체의 양 측으로부터 스팬 방향으로 연장하는 주날개;
    상기 주날개의 내부에 회전 가능하게 장착된 회전익;
    상기 회전익의 상부에 배치되고 기준면에 대하여 틸팅 가능한 상부 해치; 및
    상기 회전익의 하부에 배치되고 상기 기준면에 대하여 틸팅 가능한 하부 해치;
    를 포함하고,
    외부에 대하여 상기 회전익을 개방 또는 폐쇄하도록 상기 상부 해치와 상기 하부 해치 중 적어도 하나의 틸팅 각도가 제어되는 팬-인-윙 비행체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부 해치 및 상기 하부 해치는 독립적으로 상기 기준면에 대하여 틸팅되는 팬-인-윙 비행체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 팬-인-윙 비행체가 수직 이착륙할 때, 상기 상부 해치 및 상기 하부 해치는 상기 기준면에 대하여 수직으로 틸팅되어 유지되는 팬-인-윙 비행체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 팬-인-윙 비행체가 기준면 상에서 전진 비행할 때, 상기 상부 해치 및 상기 하부 해치는 상기 팬-인-윙 비행체의 후방을 향하여 상기 기준면에 대하여 설정 각도로 틸팅되어 유지되는 팬-인-윙 비행체.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 동체를 기준으로 상기 동체의 일 측에 회전 가능하게 설치되는 제1서브회전익; 및
    상기 동체를 기준으로 상기 동체의 타 측에 회전 가능하게 설치되는 제2서브회전익;
    를 더 포함하고,
    상기 제1서브회전익 및 상기 제2서브회전익은 상기 기준면에 대하여 독립적으로 틸팅되는 팬-인-윙 비행체.
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