공중 운반선{AIRCRAFT}
고층 빌딩을 세우거나 시공하는데 크레인(crane)이 보통 사용되고 있다. 풍력 발전소와 같이 타워 형태의 높은 건조물을 시공하는데도 상기 크레인이 항시 사용되게 된다. 그런데, 풍력 발전 설비가 점차 대형화되어짐에 따라 상기 크레인은 한편으로 고층 높이를 따라잡을 수 있도록 대형화되어야 하며, 또 다른 한편으로는 무거운 물체를 다룰 수 있어야 한다. 그 결과, 크레인이 점차 대형화되고 무거워지고 있다.
이로 인하여, 빌딩에서 다른 빌딩으로 상기 크레인을 옮기는데 경비가 많이 소요되고 힘이 들뿐 아니라, 상기 크레인을 조립하거나 분해하는데 상당한 작업이 필요하게 된다. 예를 들어, 풍력 발전소에서와 같이 대형 건물 시공 부품을 운반하는 대체 방법으로서 공중 운반선(aircraft)이 있다. 독일 특허 DE 22 34 524에는 복수 개의 승강 로터(lifting rotor) 및 추진 로터(thrust rotor)를 구비하고 각각의 로터를 위한 전기 모터와 각각의 모터를 위한 인버터(inverter)를 지닌 비행 플랫포옴(flying platform)이 개시되어 있다. 그런데, 전술한 종래 기술에 따른 공중 운반선의 단점은 공통 플랫포옴에 전기 모터가 설치되어 있다는 점이다. 전술한 종래 기술에 따른 플랫포옴은 한편으로는 자체 중량이 많이 나가고, 관련 시공으로 인하여 모터와 로터의 최대 허용 수량을 미리 결정한다.
따라서, 본 발명의 목적은 더 많은 유효 탑재 중량을 보장하는 공중 운반선을 제공하는 데 있다. 본 발명에 따른 공중 운반선에 있어서, 상기 목적은 모터들 사이에 바(bar)를 연결함으로써 달성된다. 이러한 점에서, 본 발명은 각각의 모터들 사이에 안정적 연결이 명백히 요구된다는 것을 실현함에 기초하지만, 바 구조를 사용할 때에 플랫포옴 자신의 자체 하중을 감량하는 것이 가능하다. 이와 같이 감량된 자체 하중 덕분에 공중 운반선에 적재할 수 있는 탑재 하중을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 파워 공급은 최소한 하나의 견인 케이블(trailing cable)에 의해 구현될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 공중 운반선은 케이블의 하중을 들어올려야 하지만 그 대신에 무겁고 고가인 에너지 저장 장치를 지니고 다닐 필요가 없다. 본 발명의 양호한 실시 예에 따라 공중 운반선 위에 다양한 지점에 마운트 할 수 있는 복수 개의 견인 케이블로써 파워 공급을 함으로써 신뢰성 있는 작동이 가능하며, 더욱이 케이블에 장애가 발생하더라도 작동할 수 있게 된다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 지상에서 무선 또는 유선으로 원격 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 이러한 점에서, 공중 운반선을 교대로 제어할 수 있도록 두 개 또는 그 이상의 원격 제어 시스템을 두는 것도 가능하다. 이와 같이 복수 개의 원격 제어 시스템을 통해서, 지상에서는 짐을 들어올리거나 비행 방향을 결정하는 것과 같은 개략적인 위치 조정을 원격에서 수행하고, 정밀한 위치 조정, 예를 들어 발전 설비의 파일론 조각을 맞추는 것과 같은 정밀 위치 조정은 정밀 모니터할 수 있는 위치에서, 파일론에서 직접 제어하는 것이 가능하다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 공중 운반 서는 지상에 착지할 수 있는 착지용 다리를 구비할 수 있다. 이와 같은 목적에서 축으로부터 떨어진 거리에 각각의 로터 끝단에 탄력 있게 마운트 된 지지 플레이트가 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 공중 운반선의 양호한 실시예로서, 비행 고도 또는 비행 표고의 자동 제어를 위한 장치를 구비할 수 있다. 상기 장치는 미리 설정된 위치를 자동으로 향하도록 하기 위한 길을 제시하기 위하여 GPS 시스템과 연계시킬 수 있다. 이와 같이 함으로써, 본 발명에 따른 공중 운반선을 대략 자동으로 위치를 잡도록 하는 것이 가능하다. 공중 운반선의 자체 중량은 가능한 최소 범위 한도 내에서 증가하도록 하기 위해서는, 상기 고도 자동 제어 장치는 최소한 두 개의 모터 사이의 연결 바(connection bar)에 의해 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 전술한 고도 제어 장치는 연결 바가 모터 사이에 뻗어있는 평면 아래에 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 짐 없이 비행을 하는 경우에도 공중 운반선은 무게 중심이 아래에 있게 되어서 비행 고도의 안정성 유지에 기여하게 된다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 모터와 인버터를 서로 구조적으로 결합시켜서 미리 조립 제품화하였다가 하나의 유닛트로 취급하는 것도 가능하다. 공중 운반선에 필요한 전기 케이블을 보호하기 위해서, 본 발명에 따른 양호한 실시예로서 전술한 연결 바(connecting bar)는 속이 빈 공동(hollow; 空洞) 형태로 만들어서 상기 연결 바 속으로 케이블이 지나가도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 공중 운반선의 크기는 가능한 융통성 있게 가져갈 수 있으며, 그 크기는 수송할 짐에 따라 가변시킬 수 있으며, 고정되거나 또는 연결 바와 모터 사이에 해제 가능한 연결 수단(releasable connection)이 제공될 수도 있다. 이렇게 함으로써 수송할 짐의 크기에 따라서 공중 운반선의 크기를 조절하는 것이 가능해지며, 원하는 수만큼의 모터를 선택하여 안정적으로 공중 운반선을 위한 격자 제공을 위해 연결 바로 연결될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 공중 운반선의 개략도를 나타낸 도면. 도2는 본 발명에 따른 공중 운반선의 모터를 나타낸 개략도. 도3은 본 발명에 따른 연결 바의 끝단을 나타낸 도면.
본 발명의 양호한 실시예가 부속하는 청구항에 상술될 것이다. 본 발명의 양호한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도1을 참조하면 도면 부호 10은 모터를 나타내고, 도면 부호 12는 로터(프로펠러), 도면 부호 14는 인버터(inverter), 도면 부호 15는 연결 바(connecting bar), 도면 부호 16은 비행 고도 또는 위치 또는 비행 표고를 제어하는 장치(제어 장치)를 나타낸다. 본 발명에 따른 공중 운반선은 삼각형의 기본 형태로 되어 있다. 로터(12)가 수직 평면상에서 회전하도록 모터(10)들이 배열되어 있다. 모터의 회전 방향에 따라, 로터(12)는 견인 로터(traction rotor) 또는 추진식 로터(pusher rotor)로 작용하게 된다. 비행 방향은 상기 로터에 의해 결정된다. 삼각 형태의 각 꼭지점에는 모터(10)들이 설치되어 있고, 로터(12)들이 수평 평면에서 회전한다. 이들은 승강 로터(lifting rotor)로서 작용하며, 짐을 들어올리거나 또는 선정된 높이만큼 비행하도록 한다. 각각의 모터(10)에 대응해서 인버터(14)가 구비되며, 인버터(14)는 각각의 모터(10)를 개별적으로 활성화한다. 이렇게 함으로써, 각각의 모터(10)들은 서로 독립적으로 작동하게 되고, 그 결과 공중 운반선을 매우 정밀하게 제어할 수 있도록 하고, 또 다른 한편으로는 특정 방향에 관계없이 공중 운반선을 제어하는 것을 가능하게 한다. 이 도면에서 삼각 형태가 일 실시예로서 나타나 있다. 또 다른 실시예로서, 적절한 모터 배치를 한 사각형, 오각형 또는 다른 형태의 다각형이 가능하고 이와 같은 다각형의 공중 운반선이 해당 대용량 부하를 수송하기 위해 들어 올려질 수 있다. 공중 운반선의 중앙에는 제어 장치(16)가 설치되어 있는데, 이 제어 장치(16)는 한편으로는 인버터(14) 및 인버터(14)에 전기에너지를 공급하고, 다른 한편으로는 제어 명령에 대응해서 비행 운동을 하도록 하기 위하여 상기 인버터(14)를 조정한다. 또한, 전술한 제어 장치(16)에 에너지 저장 장치를 일체화시킴으로써, 예를 들어서 견인 케이블이 끊어진 경우에도 공중 운반선에 비상 착륙을 할 수 있는 충분한 에너지를 공급함으로써 추락하는 것을 방지할 수 있다. 도2는 본 발명에 따른 모터(10)의 측면도를 나타낸 도면이다. 축을 통해서 모터(10)에 로터(12)가 연결되어 있다. 축의 반대 쪽에 모터(10)의 끝단에 용수철 다리(spring leg; 22)가 설치되고, 모터로부터 먼 쪽에 용수철 다리(22)의 끝단에 지지족(support foot; 20)이 설치되어 있다. 도면에 도시된 설비의 위치에 따라서, 상기 용수철 다리는 승강 모터를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 공중 운반선이 하강하게 되면 지지족(20)이 일단 지면과 닿게 되고 공중 운반선의 나머지 부분은 용수철 다리(22)의 반발력에 맞서 하향하게 된다. 이와 같이 함으로써, 본 발명에 따른 공중 운반선은 모터(10) 하우징을 손상시킬 위험이 전혀 없이 지면에 안착할 수 있도록 하며, 단지 먼지 정도만 묻게 된다. 도3은 본 발명에 따른 연결 바(15)의 일부를 나타낸 도면이다. 본 발명에 따른 공중 운반선을 건조하기 위해서, 예를 들어서 상기 연결 바(15)는 모터(10)에 견고하게 연결되되 착탈 가능하도록 연결된 홀더(holder; 18)를 구비하고 있다. 케이블(26)은 속이 빈 공동(空洞) 형태의 연결 바(15) 속에 형성되어 있다. 연결 바(15) 내부의 케이블(26) 구성을 통해서, 연결 바(15)는 케이블이 보호되도록 연결 바(15) 내부에 안내되도록 하고, 케이블(26)이 손상될 위험, 즉 시공 작업지의 거친 상태에 존재하는 위험을 경감시킨다. 끝단에서 연결 바(15)로부터, 모터(10) 근처에서 케이블(26)이 나와 와이어(28)에 연결된다. 이렇게 함으로써 연결 바(15)의 끝단과 모터(10) 사이의 케이블(26)의 단부만이 자유로이 접근 가능하게 된다. 여기서, 공중 운반선에 의해 형성된 프레임 내에 케이블(26)을 적절히 안내함으로써 손상의 위험이 경감될 수 있다.
상기 케이블은 인버터(14)에 연결되어서 모터(10)와 함께 구조상의 유닛트를 형성할 수도 있다. 그러나, 인버터 또는 인버터들(14)이 제어 장치(16)와 연관될 때에 이와 같이 케이블을 안내하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 케이블(26)은 인버터(14)와 함께 제어 장치(16)로부터 모터(10)로 달리게 된다. 전술한 공중 운반선에 있어서 승강 로터의 개수는 추진식 로터(pusher rotor)의 개수보다 많을 수 있다. 예를 들어서, 승강 로터와 추진 로터 사이의 수의 비는 5:1 내지 10:1 사이의 범위에 둘 수 있다. |
