KR20010035451A

KR20010035451A - A rudder structure in a micro-light fixed pitch coaxial helicopter

Info

Publication number: KR20010035451A
Application number: KR1020010007439A
Authority: KR
Inventors: 최용택
Original assignee: 최용택
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2001-05-07

Abstract

본 발명은 핏치가 고정된 반전로터식 소형 헬리콥터의 수직꼬리 날개인 방향타에 관한 것이다. 본 방향타는 헬리콥터의 후버링 또는 전후진 비행시, 기수의 방향을 바꾸어주는 역활을 수행하는 것으로서, 기존의 헬리콥터에서 꼬리로터의 핏치 변환으로 기수의 방향을 바꾸어 주는 것과 동일한 역활을 한다. 그리고 가변 핏치로 되어있는 반전 로터식 헬리콥터의 경우에는 상하 로터의 핏치를 독립적으로 가변시켜서 엔진의 토크를 이용하여 기수의 방향전환을 수행한다. 기존 헬리콥터에서는 엔진의 토크를 제거하기 위하여 꼬리 로터를 부착시키는데, 이 꼬리 로터를 회전시키기 위하여 엔진의 동력을 전달하는 복잡한 기계적인 구조를 가지고 있다. 때문에 엔진힘의 분산과 기계적인 복잡성으로 인하여 고장의 확율이 높고 정비가 복잡하여 진다. 또한 헬리콥터 사고의 20%가 꼬리 로터로 인한 것으로서 꼬리 로터를 제거하면 그만큼 사고의 확율도 줄어들어 많은 잇점이 있다. 엔진토크를 제거하는 방법중 하나인 반전로터식의 경우 상승 혹은 하강을 위하여 콜렉티브 조작시 상 하 로터의 핏치를 모두 동시에 변동시킨다. 그러나 기수의 방향을 전환하기 위하여서는 페달을 조작하여 상 하 로터의 핏치를 각 각 독립적으로 변동시켜야 하는 기계적으로 매우 복잡한 구조를 갖추어야 한다. 이 때문에 전세계적으로 가변 핏치식 반전로터의 헬리콥터는 러시아에서만 상용화하여 제작하고 있다. 반전로터식 헬리콥터의 장점을 살리면서 기계적인 복잡한 구조를 해소하기 위하여서는 로터의 핏치를 고정시키면 해결될 수 있으나, 기수의 방향전환을 용이하게 할 수 있는 과제가 선결되어야 한다. 본 발명에서는 수직꼬리 날개인 방향타의 움직이는 자세 및 위치를 기존의 것과 달리하여 기수의 방향전환을 용이하게 하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a rudder which is a vertical tail wing of an inverted rotor type small helicopter with a fixed pitch. This rudder performs the role of changing the direction of the nose during hoovering or forward and backward flight of the helicopter, and the same role as changing the direction of the nose by the pitch change of the tail rotor in the existing helicopter. In the case of the inverted rotor helicopter having a variable pitch, the pitch of the upper and lower rotors is independently varied to change the direction of the nose using the torque of the engine. Conventional helicopters attach a tail rotor to remove the engine's torque, which has a complex mechanical structure that transmits the engine's power to rotate the tail rotor. Therefore, the probability of failure is high and maintenance is complicated by the distribution of engine power and mechanical complexity. In addition, 20% of helicopter accidents are due to tail rotors, and removing the tail rotor reduces the probability of accidents. In the case of the reverse rotor type, one of the methods of removing the engine torque, the pitch of the upper and lower rotors is changed at the same time during the collective operation for the rising or falling. However, in order to change the direction of the nose, it is necessary to have a mechanically complicated structure in which the pitch of the upper and lower rotors must be changed independently by operating a pedal. For this reason, helicopters of variable pitch reverse rotors are commercially manufactured only in Russia. In order to solve the mechanical complicated structure while utilizing the advantages of the inverted rotor helicopter, it can be solved by fixing the pitch of the rotor, but the task of facilitating the turning of the nose must be made in advance. In the present invention, the position and position of the rudder, which is a vertical tail wing, is characterized by facilitating the change of the nose.

Description

A rudder structure in a micro-light fixed pitch coaxial helicopter

본 발명은 핏치가 고정된 반전로터식의 소형헬리콥터에서 후버링이나 전후진 이동중 기수의 방향을 전환시키기 위한 장치로서 지금까지 고정익 항공기의 방향타와 같은 수직날개의 형태를 갖추고 있다. 이 수직날개는 조종사가 발로 조작하는 페달에 연결된 케이블에 의하여 조종사가 기수의 이동방향에 따라 발로 페달을 밟으면 수직날개의 면이 좌우로 기울어 지면서 회전익에서 발생하는 하강류(다운 워시)를 받아 꼬리가 좌 또는 우로 움직이게하며, 이에 따라 메인 로터 축을 중심으로 꼬리가 우측으로 이동하면 기수는 좌측으로 움직이고 꼬리가 좌측으로 움직이면 기수는 우축을 움직이게 되어 있다.The present invention is a device for changing the direction of the nose during hoovering or forward and backward movement in a small helicopter of the inverted rotor type with a fixed pitch, up to now has the form of a vertical wing like a rudder of a fixed-wing aircraft. This vertical wing is a cable connected to a pedal operated by the pilot, and when the pilot presses the pedal according to the direction of the nose, the vertical wing is inclined to the left and right, and the tail is received by the downflow generated from the rotor blades. If the tail moves to the right around the main rotor axis, the nose moves to the left and the nose moves to the right if the tail moves to the left.

본 발명은 상기에서 설명한 것과 같이 종래의 꼬리 수직날개의 면을 좌우로 기울이는 방식을 채용하므로서 후버링 시의 기수 방향전환에는 메인 로터의 하강류(다운 워시)를 받아 수직날개의 방향타가 있는 꼬리의 좌우이동이 효과적이지만, 전진이동 비행이나 후진이동 비행시에는 고정익 항공기에서와 같은 수직꼬리날개에 의한 기수의 방향전환에 대한 직접적인 효과를 얻을 수 없는 문제점을 해결하는데 그 목적이 있다.The present invention adopts a method of tilting the surface of the conventional tail vertical blades left and right as described above, while receiving the downflow (down wash) of the main rotor to change the nose direction during hoovering, The left and right movements are effective, but the purpose is to solve the problem of not having a direct effect on the turning of the nose by the vertical tail wing as in the fixed wing aircraft in the forward or backward flight.

전진이동 혹은 후진이동 비행을 할때, 수직의 꼬리 날개인 방향타를 수직축을 중심으로 볼 때, 날개면을 좌우로 회전시키면 기수의 방향전환이 고정익과 같이 효과를 볼 수 있으나, 이 방법으로는 후버링 시에 기수의 방향전환이 어려워 진다. 이 문제를 해결하기 위하여 수직꼬리 날개를 기능에 따라 추가로 설치하면 그 만큼 기계적으로 복잡하여지고 항공기의 중량이 증가되며 페달의 조작이 어려워지기 때문에 간단히 하나의 수직꼬리날개로서 후버링 시에나 전후진 이동비행시에도 기수의 방향전환을 효과적으로 할 수 있게 하는데 또 하나의 목적이 있다.When flying forward or backward, when the rudder, which is a vertical tail wing, is viewed about the vertical axis, turning the wing surface to the left or right will change the nose's direction as if it were a fixed wing. It becomes difficult to turn the nose during ringing. In order to solve this problem, if additional vertical tail wings are installed according to their functions, they are mechanically complicated, weight of the aircraft increases, and pedal operation becomes difficult. Another purpose is to allow the nose to turn effectively during flight.

도 1은 반전로터식의 소형 헬리콥터 전체도로서 방향타가 장치된1 is an overall rotor helicopter of the reverse rotor type is equipped with a rudder

위치를 나타냄.Indicate location.

도 2는 방향타가 페달에 연결된 케이블에 의하여 좌우로 움직일2 shows that the rudder moves from side to side by a cable connected to a pedal

수 있게 된 구조를 표시한 도면Showing the structure enabled

도 3은 방향타가 조종사의 페달과 연결된 것을 도시한 것임.3 shows that the rudder is connected to the pilot's pedal.

도 4는 방향타가 움직이는 자세를 나타냄4 shows a posture in which the rudder moves.

도 5는 수직 방향으로 내려오는 하강류(다운 워시)에 대한 방향타의5 shows the rudder for a downflow (downwash) descending in the vertical direction.

면이 좌우로 기울어 지면서 받는 역활을 나타냄.The side is tilted from side to side to show the role it receives.

도 6은 전면으로 부터 들어오는 바람(헤드 윈드)에 대하여 방향타의6 shows the rudder against wind (head wind) coming from the front;

면이 좌우로 움직이면서 받는 역활을 나타냄.It shows the role that the surface receives left and right.

도 7은 방향타에 부착된 힌지를 나타내는 도면7 shows a hinge attached to the rudder;

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

01 : 방향타 02 : 붐01: Rudder 02: Boom

04 : 로터 08 : 로터 헤드04: rotor 08: rotor head

11 : 방향타의 면이 12 혹은 15의 위치로 기울거나 회전시11: When the surface of the rudder is inclined or rotated to the position 12 or 15

동체꼬리의 회전 방향Rotational direction of the tail

12 : 방향타 면의 우측 기울임 13 : 방향타 면의 좌측 기울임12: Right tilt of the rudder face 13: Left tilt of the rudder face

14 : 방향타 면의 좌측 회전 15 : 방향타 면의 우측 회전14: left turn of the rudder face 15: right turn of the rudder face

21 : 방향타의 설치용 힌지 22 : 지지대 고정핀21: installation hinge of the rudder 22: support pin

23 : 케이블바의 힌지 24 : 방향타 지지대23 hinge of cable bar 24 rudder support

25 : 푸시-풀 바 26 : 케이블 바25 push-pull bar 26 cable bar

31 : 페달 32 : 케이블31: Pedal 32: Cable

42 : 하강풍(다운 워시)의 방향 43 : 기수(앞)쪽 방향42: direction of down wind (down wash) 43: direction of nose (front) side

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서의 특징은 먼저, 수직꼬리 날개인 방향타(01)의 작동 방향을 방향타의 면이 좌우로 기울어 지면서, 동시에 방향타의 면이 좌우로 회전하게 하는데 있다. 이를 위하여 도3에서 도시된 바와 같이 본 발명은 조종사의 조작을 위한 페달(31)과 페달의 움직임을 전달하는 케이블(32) 그리고 케이블이 당겨지면 힌지(23)를 중심으로 앞뒤로 움직이는 케이블 바(26) 이 케이블 바(26)의 운동을 방향타(01)에 전달하는 푸시-풀 바(25)로 페달(31)의 조작이 방향타에 전달되게 되어 있다. 또한 도 2에서 표시된 것과 같이 수직 꼬리날개의 방향타(01)는 2개의 지지대(24)에 의하여 헬리콥터의 꼬리 동체에 부착 설치되어 있다. 도1에서 도시된 꼬리의 수직날개 방향타(01)는 도2에서 표시된 지지대(24)의 양끝에 있는 힌지(21)를 중심으로 회전하게 되어 있다. 2개의 지지대(24)는 도 7에서 방향타의 면이 힌지(21)을 중심으로 좌우로 회전할 수 있게 되어 있으며, 도 7에서 표시된 것과 같이 2개의 힌지(21)는 수평축 회전, 수직축 회전 모두 충족시킬 수 있게, 앞쪽의 힌지가 뒷쪽의 힌지에 비하여 대각선 방향의 아랫쪽에 위치하게 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that the surface of the rudder is inclined from side to side, while the surface of the rudder rotates from side to side at the same time. To this end, as shown in FIG. 3, the present invention provides a pedal 31 for pilot operation, a cable 32 for transmitting a pedal movement, and a cable bar 26 moving back and forth around the hinge 23 when the cable is pulled. The operation of the pedal 31 is transmitted to the rudder by the push-pull bar 25 which transmits the movement of the cable bar 26 to the rudder 01. Also, as shown in FIG. 2, the rudder 01 of the vertical tail wing is attached to the tail fuselage of the helicopter by two supports 24. The vertical wing rudder 01 of the tail shown in FIG. 1 rotates about the hinges 21 at both ends of the support 24 shown in FIG. The two supports 24 allow the face of the rudder to rotate left and right about the hinge 21 in FIG. 7, and as shown in FIG. 7, the two hinges 21 satisfy both the horizontal and vertical axis rotations. In order to be able to, the front hinge is characterized in that the lower side in the diagonal direction compared to the rear hinge.

조종사가 발로 페달(31)을 밟으면 연결된 케이블(32)과 케이블 바(26) 그리고 푸시-풀 바(25)에 의하여 수직꼬리날개인 방향타를 회전시키는데, 2개의 지지대 힌지(21)가 앞쪽이의 대각선 방향의 낮은 쪽에 위치하게 하므로 도4에서와 같이 수평축의 중심으로 볼 때, 좌우 옆으로 기울어 지면서 동시에 수직축으로는 방향타의 면이 회전하는 결과를 가져온다. 따라서 도5에서 도시된 것과 같이 로터(04)에서 생성된 하강류(다운 워시)(42)가 좌우로 기울어지는(12, 13) 방향타(01)의 날개면에 대한 효과로 후버링 시의 방향타가 12의 위치에 있으면 꼬리가 11의 방향으로 회전하게 되고, 도6에서 도시된 것과 같이 수직으로 세워진 꼬리날개의 방향타(01)면이 15의 위치로 회전하여 있으면 정면에서 오는 바람(43)에 의하여 동체의 꼬리는 11의 방향으로 회전한다. 따라서 방향타의 좌우 회전에 따라 전후진 비행시의 꼬리 동체의 방향이 회전하게 되어 있다.When the pilot presses the pedal 31 with his foot, the rudder, which is a vertical tail, is rotated by the connected cable 32, the cable bar 26 and the push-pull bar 25. The two support hinges 21 Since it is located in the lower side of the diagonal direction, as shown in the center of the horizontal axis, as shown in Figure 4, it is inclined to the left and right, and at the same time, the surface of the rudder rotates on the vertical axis. Therefore, as shown in FIG. 5, the rudder at the time of hoovering due to the effect on the wing surface of the rudder 01 in which the downflow (down wash) 42 generated in the rotor 04 is inclined from side to side (12, 13). Is in the 12 position, the tail is rotated in the direction of 11, as shown in Figure 6 if the rudder (01) plane of the vertical wing is turned to the 15 position in the wind (43) coming from the front The tail of the fuselage rotates in the direction of eleven. Accordingly, the direction of the tail fuselage in the forward and backward flight is rotated by the left and right rotation of the rudder.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명에 의하면, 기존의 수직꼬리 날개의 방향타 면을 2개의 대각선방향으로 부착된 힌지에 의하여 지지대와 연결하면, 날개의 면을 좌우로 기울이면서 동시에 좌우로 회전시켜 로터의 하강류(다운 워시)나 전후진시의 정면 혹은 후면에서 오는 바람(헤드 윈드)을 양쪽의 모든 경우에 효과적으로 활용하여 기수의 방향전환을 용이하게 할 수 있다.As described above, according to the present invention, when the rudder surface of the existing vertical tail wing is connected to the support by the hinges attached in two diagonal directions, the rotor is lowered by tilting the wing surface to the left and right and rotating at the same time. Efficient use of wind (head wind) from the front or rear of downflow or forward and backward movements in both cases can facilitate the turning of the nose.

또한 기존의 페달과 수직의 꼬리날개를 추가의 장치없이 지지대와 힌지의 부착 위치만 변경하므로서 그대로 활용할 수 있어 헬리콥터의 중량을 증가 시키거나 복잡한 기계적인 구조 없이도 기수방향의 전환효과를 얻을 수 있다.In addition, the existing pedal and the vertical tail wing can be utilized as it is by changing the attachment position of the support and the hinge without any additional device, thereby increasing the weight of the helicopter or obtaining a nose changeover effect without complicated mechanical structure.

Claims

Fixed pitch reversing rotor In small helicopters, the vertical tail wing is tilted to the left or right, while the wing surface is rotated to the left or right to effectively change the direction of the nose during hoover or forward and backward flight. To turn the tail wing.

The vertical turning wing of claim 1, wherein the vertical tail wing is installed in the fuselage of an airplane using a hinge attached to two sides of the tail wing in two diagonal directions.