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KR-20260061652-A - FLIGHT VEHICLE TEST APPARATUS WITH CONTROLLED ENVIRONMENTAL CONDITIONS

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Abstract

본 발명은 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 의한 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치의 일 양태는, 비행체의 시험이 내부에서 이루어지는 시험 챔버; 상기 시험 챔버의 내부 온도를 조절하는 온도 조절 유닛; 상기 시험 챔버의 내부 습도를 조절하는 습도 조절 유닛; 상기 시험 챔버의 내부 압력을 조절하는 압력 조절 유닛; 및 상기 시험 챔버의 내부 온도, 내부 습도 및 내부 압력의 설정을 위한 설정 신호를 입력받고, 입력된 상기 설정 신호에 따라서 상기 시험 챔버의 내부 온도, 내부 습도 및 내부 압력이 조절되도록 상기 온도 조절 유닛, 습도 조절 유닛 및 압력 조절 유닛을 제어하는 제어 유닛; 을 포함한다.

Inventors

  • 김호

Assignees

  • 재단법인 인천테크노파크

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (7)

  1. 비행체(AC)의 시험이 내부에서 이루어지는 시험 챔버(100); 상기 시험 챔버(100)의 내부 온도를 조절하는 온도 조절 유닛(200); 상기 시험 챔버(100)의 내부 습도를 조절하는 습도 조절 유닛(300); 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력을 조절하는 압력 조절 유닛(400); 및 상기 시험 챔버(100)의 내부 온도, 내부 습도 및 내부 압력의 설정을 위한 설정 신호를 입력받고, 입력된 상기 설정 신호에 따라서 상기 시험 챔버(100)의 내부 온도, 내부 습도 및 내부 압력이 조절되도록 상기 온도 조절 유닛(200), 습도 조절 유닛(300) 및 압력 조절 유닛(400)을 제어하는 제어 유닛(800); 을 포함하는, 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 조절 유닛(400)은, 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공기를 공급하는 공기 공급부(410); 상기 시험 챔버(100)의 외부로 공기를 배출하는 공기 배출부(420); 및 상기 공기 공급부(410)에 의한 상기 시험 챔버(100)의 내부로의 공기의 공급시에는 상기 시험 챔버(100)의 외부로 공기를 배출하고, 상기 공기 배출부(420)에 의한 상기 시험 챔버(100)의 외부로의 공기의 배출시에는 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공기를 공급하는 압력 완충부(430); 를 포함하는, 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어 유닛(800)은, 상기 공기 공급부(410)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공급되는 공기 중 일부 또는 상기 공기 배출부(420)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 외부로 배출되는 공기 중 일부에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 외부로의 공기의 배출 또는 상기 시험 챔버(100)의 내부로의 공기의 공급을 위한 상기 압력 완충부(430)의 동작이 이루어지도록 제어하는, 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제어 유닛(800)은, 상기 입력 신호에 따라서 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력을 증가시키는 경우에는 상기 공기 공급부(410) 및 압력 완충부(430)가 동시에 동작하고, 상기 입력 신호에 따라서 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력을 감소시키는 경우에는 상기 공기 배출부(420) 및 압력 완충부(430)가 동시에 동작하도록 제어하는, 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제어 유닛(800)은, 상기 압력 완충부(430)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 외부로 배출 또는 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공급되는 단위 시간당 공기량은, 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력의 증가 또는 감소 비율에 비례하여 증감되되, 상기 공기 공급부(410)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공급 또는 상기 공기 배출부(420)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 외부로 배출되는 단위 시간당 공기량 미만이 되도록 제어하는, 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 공기 공급부(410)는, 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공급되는 공기를 압송하는 공기 공급 펌프(410P); 상기 공기 공급 펌프(410P)에 의하여 압송되는 공기의 일부가 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공급되고, 상기 공기 공급 펌프(410P)에 의하여 압송되는 공기의 나머지가 상기 압력 완충부(430)의 동작을 위하여 공급되도록 분배하는 공급부 밸브(410V); 를 포함하고, 상기 압력 완충부(430)는, 상기 공기 공급부(410)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 내부에 공기가 공급되면, 상기 시험 챔버(100)의 외부로 공기가 배출되도록 상기 공기 공급부(410)에 의하여 공급되는 공기에 의하여 선택적으로 개폐 및 상기 공기 공급부(410)에 의하여 공급되는 공기의 양에 비례하여 개도가 조절되는 압력 완충 밸브(430V); 를 포함하고, 상기 제어 유닛(800)은, 상기 공급부 밸브(410V)가 상기 압력 완충부(430)에 분배하는 공기의 양이 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력의 증가 비율에 비례하도록 제어하는, 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 공기 배출부(420)는, 상기 시험 챔버(100)의 외부로 배출되는 공기를 압송하는 공기 배출 펌프(420P); 상기 공기 배출 펌프(420P)에 의하여 압송되는 공기의 일부가 상기 시험 챔버(100)의 외부로 배출되고, 상기 공기 배출 펌프(420P)에 의하여 압송되는 공기의 나머지가 상기 압력 완충부(430)의 동작을 위하여 공급되도록 분배하는 배출부 밸브(420V); 를 포함하고, 상기 압력 완충부(430)는, 상기 공기 배출부(420)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 외부로 공기가 배출되면, 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공기가 공급되도록 상기 공기 배출부(420)에 의하여 공급되는 공기에 의하여 선택적으로 개폐 및 상기 공기 배출부(420)에 의하여 배출되는 공기의 양에 비례하여 개도가 조절되는 압력 완충 밸브(430V); 를 포함하고, 상기 제어 유닛(800)은, 상기 배출부 밸브(420V)가 상기 압력 완충부(430)에 분배하는 공기의 양이 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력의 감소 비율에 비례하도록 제어하는, 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치.

Description

환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치{FLIGHT VEHICLE TEST APPARATUS WITH CONTROLLED ENVIRONMENTAL CONDITIONS} 본 발명은 비행체용 시험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 비행체의 시험이 이루어지는 시험 챔버의 환경 조건을 제어할 수 있는 비행체용 시험 장치에 관한 것이다. 최근에는, 비행기나 헬리콥터와 같은 전통적인 항공기 이외에 드론이나 도심 항공 모빌리티(UAM; Urban Air Mobility), 개인용 항공기(PAV; Personal Air Vehicle)과 같은 비행체에 대한 관심이 증가되고 있다. 이와 같은 드론 등은, 일반적인 비행기 등에 비하여 상대적으로 소형이므로, 실내에서 온도, 습도 및 고도와 같은 비행 환경을 고려하여 조건을 가변하면서 시험이 가능하지만, 현재까지 이를 가능하게 하는 기술이 제안되지 못하는 실정이다. 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치를 보인 사시도. 도 2는 본 발명의 실시예를 개략적으로 보인 구성도. 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치에서 시험 챔버의 내부 압력을 증가시키는 경우의 공기의 흐름을 보인 동작상태도. 도 4는 본 발명의 실시예에서 시험 챔버의 내부 압력을 감소시키는 경우의 공기의 흐름을 보인 동작상태도. 이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예를 개략적으로 보인 구성도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 환경 조건의 제어가 가능한 비행체용 시험 장치(1)(이하, '시험 장치'라 칭함)는, 드론, 도심 항공 모빌리티나 개인용 항공기와 같은, 상대적으로 소형 비행체(AC)에 대한 시험을 위한 것으로, 특히, 온도, 습도 및 고도와 같은 비행에 따라서 가변되는 환경 조건을 제어하면서 상기 비행체(AC)를 시험할 수 있다. 이와 같은 상기 시험 장치(1)는, 시험 챔버(100), 온도 조절 유닛(200), 습도 조절 유닛(300), 압력 조절 유닛(400), 온도 감지 유닛(500), 습도 감지 유닛(600), 압력 감지 유닛(700) 및 제어 유닛(800)을 포함한다. 보다 상세하게는, 상기 시험 챔버(100)는, 그 내부에서 비행체(AC)의 시험, 예를 들면, 상기 비행체(AC)의 시험 비행 등이 이루어지는 곳으로, 챔버 하우징(110) 및 챔버 도어(120)를 포함한다. 상기 챔버 하우징(110)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 일면이 개방되어 입구(111)를 정의하는 육면체 형상으로 형성되고, 상기 챔버 도어(120)는, 상기 입구(111)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 또한, 상기 챔버 도어(120)는, 상기 챔버 하우징(110)에 대하여 상하로 슬라이딩하여 상기 입구(111)를 개폐할 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 시험 챔버(100)가 구획 플레이트(130)를 더 포함한다. 상기 구획 플레이트(130)는, 상기 챔버 하우징(110)의 내부에 설치되어 상기 시험 챔버(100)의 내부를 시험이 이루어지는 공간과, 후술할 바와 같이, 상기 시험 챔버(100)의 내부에 대한 온도 및 습도의 조절을 위한 제2공간으로 구획한다. 이때 상기 구획 플레이트(130)는, 상기 시험 챔버(100)의 내부를 부분적으로 구획함으로써. 상기 제2공간에서 온도 또는/및 습도가 조절된 공기가 상기 제1 및 제2공간을 순환할 수 있게 된다. 물론, 상기 구획 플레이트(130)가 삭제되고, 상기 시험 챔버(100)의 외부에서 온도 또는 습도가 조절된 공기가 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공급될 수도 있다. 그리고 상기 온도 조절 유닛(200)은, 상기 시험 챔버(100)의 내부 온도를 조절한다. 이를 위하여 상기 온도 조절 유닛(200)은, 상기 시험 챔버(100)의 내부 온도를 증가시키는 가열부(210) 및 상기 시험 챔버(100)의 내부 온도를 감소시키는 냉각부(220)를 포함할 수 있다. 상기 가열부(210)는, 실질적으로, 상기 시험 챔버(100)의 내부에서 공기를 가열하여 상기 시험 챔버(100)의 내부 온도를 증가시킨다. 반면에, 상기 냉각부(220)는, 예를 들면, 저온의 냉매를 상기 시험 챔버(100)의 내부에서 공기를 열교환시켜서 상기 시험 챔버(100)의 내부 온도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 가열부(210)로는, 일반적인 히터가 사용될 수 있고, 상기 냉각부(220)로는, 일반적인 공기조화기가 사용될 수 있다. 따라서, 상기 냉각부(220)는, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발을 위한 압축기(221), 응축기(222), 팽창기(223) 및 증발기(224)와 상기 응축기(222) 및 증발기(224)를 순환하는 냉매와의 열교환을 위하여 공기를 유동시키는 팽창기용 팬(225) 및 증발기용 팬(226)을 포함할 수 있다. 그리고 특히, 상기 증발기(224) 및 증발기용 팬(226)이 상기 시험 챔버(100)의 내부에 배치됨으로써, 상기 시험 챔버(100)의 내부에서 상기 증발기(224)를 유동하는 냉매와 열교환된 공기가 상기 구획 플레이트(130)에 의하여 구획되는 상기 시험 챔버(100)의 내부, 즉, 제1 및 제2공간을 순환할 수 있게 된다. 상기 습도 조절 유닛(300)은, 상기 시험 챔버(100)의 내부 습도를 조절한다. 상기 습도 조절 유닛(300)으로는, 일반적인 가습기가 사용될 수 있고, 이는 상기 제2공간에 배치될 것이다. 다음으로, 상기 압력 조절 유닛(400)은, 상기 비행체(AC)의 비행 고도에 따른 환경을 조절하기 위하여 실질적으로 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력을 조절한다. 다시 말하면, 본 실시예에서는, 상기 비행체(AC)의 비행 고도에 따른 압력차를 조절하기 위하여 상기 압력 조절 유닛(400)이 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력을 조절하는 것이다. 본 실시예에서는, 상기 압력 조절 유닛(400)이, 공기 공급부(410), 공기 배출부(420) 및 압력 완충부(430)를 포함한다. 보다 상세하게는, 상기 공기 공급부(410)는, 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공기를 공급한다. 상기 공기 공급부(410)는, 공기 공급 펌프(410P) 및 공급부 밸브(410V)를 포함한다. 상기 공기 공급 펌프(410P) 및 공급부 밸브(410V)는, 1개 또는 다수개로 구성될 수 있고, 상기 공기 공급부(410)가 1개의 상기 공급부 밸브(410V)와 다수개의 공급부 밸브(410V)를 포함할 수도 있다. 상기 공기 공급 펌프(410P)는, 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공급되는 공기를 압송한다. 그리고 상기 공급부 밸브(410V)는, 상기 공기 공급 펌프(410P)에 의하여 압송되는 공기의 일부가 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공급되고, 상기 공기 공급 펌프(410P)에 의하여 압송되는 공기의 나머지가 상기 압력 완충부(430)의 동작을 위하여 공급되도록 분배한다. 한편, 상기 공기 배출부(420)는, 상기 시험 챔버(100)의 외부로 공기를 배출한다. 상기 공기 배출부(420)는, 공기 배출 펌프(420P) 및 배출부 밸브(420V)를 포함한다. 상기 공기 배출 펌프(420P)는, 상기 시험 챔버(100)의 외부로 배출되는 공기를 압송하고, 상기 배출부 밸브(420V)는, 상기 공기 배출 펌프(420P)에 의하여 압송되는 공기의 일부가 상기 시험 챔버(100)의 외부로 배출되고, 상기 공기 배출 펌프(420P)에 의하여 압송되는 공기의 나머지가 상기 압력 완충부(430)의 동작을 위하여 공급되도록 분배한다. 다음으로, 상기 압력 완충부(430)는, 상기 공기 공급부(410)에 의한 상기 시험 챔버(100)의 내부로의 공기의 공급시에는 상기 시험 챔버(100)의 외부로 공기를 배출한다. 또한, 상기 압력 완충부(430)는, 상기 공기 배출부(420)에 의한 상기 시험 챔버(100)의 외부로의 공기의 배출시에는 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공기를 공급한다. 본 실시예에서는, 상기 압력 완충부(430)가, 압력 완충 밸브(430V)를 포함한다. 상기 압력 완충 밸브(430V)는, 상기 공기 공급부(410)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 내부에 공기가 공급되면, 상기 시험 챔버(100)의 외부로 공기가 배출되도록 상기 공기 공급부(410)에 의하여 공급되는 공기에 의하여 선택적으로 개폐되거나, 상기 공기 배출부(420)에 의하여 상기 시험 챔버(100)의 외부로 공기가 배출되면, 상기 시험 챔버(100)의 내부로 공기가 공급되도록 상기 공기 공급부(410)에 의하여 공급되는 공기에 의하여 선택적으로 개폐될 수 있다. 또한, 상기 압력 완충 밸브(430V)는, 상기 공기 공급부(410) 및 공기 배출부(420)에 의하여 공급되는 공기의 양에 비례하여 개도가 조절된다. 예를 들면, 상기 압력 완충 밸브(430V)는, 밸브체가 상기 공기 공급 펌프(410P)에 의하여 압송되는 공기에 의하여 일방향으로 이동하거나 상기 공기 배출 펌프(420P)에 의하여 압송되는 공기에 의하여 타방향으로 이동하여 개폐되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 압력 완충 밸브(430V)는, 상기 공기 공급 펌프(410P) 또는 공기 배출 펌프(420P)에 의하여 압송되는 공기에 의한 밸브체의 이동 거리에 따라서 그 개도가 조절될 수 있다. 이와 같은 상기 압력 완충부(430)의 동작은, 실질적으로, 상기 공기 공급부(410)에 의한 상기 시험 챔버(100)의 내부로의 공기의 공급이나 상기 공기 배출부(420)에 의한 상기 시험 챔버(100)의 외부로의 공기의 배출에 의한 상기 시험 챔버(100)의 내부 압력의 증가나 감소의 미세 조절이 용이하지 않기 때문이다. 다시 말하면, 상기 공기 공급 펌프(410P)나 공기 배출 펌프(420P)로 주로 사용되는 로터리 베인 펌프의 경우에는, 베인의 회전에 의한 펌프 내부 체적의 증감에 따라서 외부로부터의 기체의 흡입, 압