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KR20180101015A - Rotor blade of UAV - Google Patents

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KR20180101015A
KR20180101015A KR1020170027688A KR20170027688A KR20180101015A KR 20180101015 A KR20180101015 A KR 20180101015A KR 1020170027688 A KR1020170027688 A KR 1020170027688A KR 20170027688 A KR20170027688 A KR 20170027688A KR 20180101015 A KR20180101015 A KR 20180101015A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blade
tip
hub
wing surface
leading edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020170027688A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이진규
최문현
김명일
한재상
Original Assignee
(주)코리아드론콥터
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)코리아드론콥터 filed Critical (주)코리아드론콥터
Priority to KR1020170027688A priority Critical patent/KR20180101015A/en
Publication of KR20180101015A publication Critical patent/KR20180101015A/en
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Abstract

The present invention relates to a rotor blade of a UAV, comprising: a hub connected to a drive unit shaft and rotated by receiving driving force; and a blade including a first blade extending from the hub in the direction not parallel to an axis of the drive unit and a second blade formed in point-symmetry with the first blade about the hub. Each of the first blade and the second blade includes: a base connected to the hub; a tip disposed at both longitudinal ends of the blade; and the wing surface connecting the base and the tip. Both edges of the wing surface are trailing edges, one leading edge and one trailing edge, positioned before the respective rotational directions. The leading edge may be formed in a streamlined shape.

Description

무인기의 회전익 {Rotor blade of UAV}Rotor blade of UAV

본 발명은 무인기의 회전익에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor of a UAV.

최근 활발하게 개발되고 있는 레저용 무인기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)는 일반적으로 멀티콥터(multicopter)로 구성되어, 일 방향으로 비행이 가능함과 동시에 특정 위치에 비행체가 부유(Hovering)하고 있는 상태로 멈춰있도록 할 수 있고, 고도를 자유자재로 조절 가능하다. The UAV (Unmanned Aerial Vehicle), which is currently being actively developed, is generally composed of a multicopter, which can fly in one direction and is stopped in a state where the aviation is hovering at a specific position And the altitude can be freely adjusted.

멀티콥터는 회전익의 개수에 따라, 날개가 3개라면 트리콥터(tricopter), 4개라면 쿼드콥터(quadcopter), 6개라면 헥사콥터(hexacopter), 8개라면 옥타콥터(octacopter) 등으로 다양하게 불린다. 이러한 멀티콥터는 다른 무인 항공체에 비해 많은 장점을 가지는데, 가장 큰 장점은 사용 및 조작이 매우 간단하다는 것이다. 즉, 비행체에 대한 전문적인 지식이 없거나, 사전에 많은 훈련을 하지 않더라도 누구나 쉽게 조종, 유지, 보수, 관리를 용이하게 할 수 있다. 또한, 기계적인 진동도 크지 않을 뿐 아니라, 피로에 의한 부품 파손의 가능성도 낮다.The multi-copter can be divided into three types depending on the number of rotor blades: a tricopter with four wings, a quadcopter with four wings, a hexacopter with six wings, and an octacopter with eight wings. It is called. Such a multi-copter has many advantages over other unmanned aerial vehicles. The biggest advantage is that it is very simple to use and operate. That is, it is easy for anyone to easily control, maintain, maintain, and manage the vehicle without expert knowledge of the air vehicle or without training in advance. In addition, mechanical vibrations are not large, and the possibility of component damage due to fatigue is low.

이러한 회전익는 회전함으로써 공기를 갈라 양력 및 추력을 발생시키는 블레이드와, 모터와 연결되어 회전력을 블레이드에 전달하는 허브로 구성된다. 일반적으로 블레이드는 허브를 중심으로 대칭되게 2개 또는 3개가 배치되어서, 회전함에 따라 불균일한 공기 흐름이 발생하지 않도록 한다.The rotor blade is composed of a blade that rotates to generate air lift and thrust, and a hub that is connected to the motor and transmits rotational force to the blade. Generally, two or three blades are symmetrically disposed about the hub so that uneven airflow is not generated as the blades rotate.

회전익의 회전에 따라 블레이드는 공기를 가르게 된다. 일반적으로 블레이드의 장방향에 직교하는 평면으로 블레이드를 자른 단면인 익형(airfoil)에서, 회전방향에 있어 앞선 일단인 리딩 에지(leading edge)와 회전방향에 있어 뒤따르는 타단인 트레일링 에지(trailing edge)가 비대칭적인 형상을 가진다. 이러한 구조에 따라 회전익의 주변을 흐르는 공기에 의해 블레이드에 연직 상방으로 양력이 발생하게 된다. 중력에 반대되는 방향으로 양력이 발생하므로, 만일 양력이 무인기 전체에 작용하는 중력의 크기보다 커진다면, 무인기는 연직 상방으로 상승하기 시작한다.As the rotor rotates, the blade draws air. Generally, in the airfoil, which is a cross section of a blade cut in a plane orthogonal to the longitudinal direction of the blade, a leading edge which is one end in the rotational direction and a trailing edge ) Have an asymmetrical shape. According to this structure, lift is generated vertically upward to the blade by the air flowing around the rotor blades. Since lift occurs in the direction opposite to gravity, if the lift is greater than the magnitude of gravity acting on the entire UAV, the UAV begins to rise vertically upwards.

블레이드는 허브에 전달된 회전력에 의해 전방으로 추력을 받아 진행하고 있으므로, 반대 방향으로 항력(drag force)을 받게 된다. 따라서 진행방향으로 나아가기 위해서는 추력이 항력보다 커야한다. 이러한 특성 때문에 드론의 회전익 설계시에는 양력과 중력의 차를 최대로 하고, 추력과 항력의 차를 최대로 할 수 있는 구조를 얻으려 한다. 따라서 양력과 추력을 최대로 하고 중력과 항력을 최소로 할 수 있는 방법을 찾는 것이 중요한 과제이다.The blade is subjected to forward thrust by the rotational force transmitted to the hub, so that the blade receives a drag force in the opposite direction. Therefore, the thrust must be greater than the drag force to move in the direction of travel. Because of this characteristic, when designing the rotor of a drone, the difference between lift and gravity is maximized, and a structure capable of maximizing the difference between the thrust and the drag is obtained. Therefore, it is important to find a way to maximize lift and thrust and minimize gravity and drag.

양력은 양력계수, 공기의 밀도, 블레이드의 면적 및 유체의 속도에 영향을 받고, 항력은 항력계수, 공기의 밀도, 블레이드의 면적 및 유체의 속도에 영향을 받는다. 추력은 허브와 연결된 모터의 성능에 의해 결정된다. 여기서 블레이드 면적이 동일할 때, 공기의 밀도 및 유체의 속도에 대해서 익형이 영향을 줄 수 있는 방법은 없고, 익형에 따라 양력계수 및 항력계수가 영향을 받을 수 있다. 따라서 익형을 변경해서 블레이드의 양력과 항력에 영향을 줄 수 있다.The lift is influenced by the lift coefficient, the density of the air, the area of the blade and the velocity of the fluid, and the drag is influenced by the drag coefficient, the density of the air, the area of the blade and the velocity of the fluid. Thrust is determined by the performance of the motor connected to the hub. There is no way for the airfoil to influence the density of the air and the velocity of the fluid at the same blade area, and the lift and drag coefficients can be affected by the airfoil. Therefore, changing the airfoil can affect blade lift and drag.

이처럼 익형에 따라 양력 및 항력을 조절할 수 있으므로 적절한 익형을 설계하는 것이 중요하다. 이러한 익형은 하나의 블레이드에서 허브로부터 말단까지 동일하게 유지되는 것이 아니라, 위치에 따라 회전속도는 같아도 선속도는 동일하지 않으므로 별도의 익형을 가지는 것이 바람직하다.It is important to design the proper airfoil because the lift and drag force can be controlled according to the airfoil. Such an airfoil is not necessarily maintained from the hub to the end of one blade, but it is preferable that the airfoil has a separate airfoil because the linear velocity is the same even if the rotation speed is the same depending on the position.

블레이드가 얼마나 효율적으로 작동하는지 정량적으로 측정하기 위해, 날개효율이 도입된다. 날개효율은 블레이드가 발생시킬 수 있는 양력을 블레이드의 관성모멘트로 나누어 구할 수 있다.In order to quantitatively measure how efficiently the blades operate, blade efficiency is introduced. The blade efficiency can be obtained by dividing the lift that the blade can generate by the inertia moment of the blade.

한국등록특허 제10-1636170호 (2016.06.28. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1636170 (registered on June 26, 2016)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 날개효율을 향상시킨 무인기의 회전익 을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a rotor of a UAV that improves blade efficiency.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 회전익은, 구동부 축과 연결되어 구동력을 전달받아 회전하는 허브; 및 상기 구동부 축과 나란하지 않은 방향으로 상기 허브로부터 연장되는 제1 블레이드 및 상기 허브를 중심으로 상기 제1 블레이드와 점대칭으로 형성되는 제2 블레이드를 포함하는 블레이드를 포함하되, 상기 제1 블레이드 및 상기 제2 블레이드는, 상기 허브와 연결되는 기저부와, 상기 블레이드의 장방향 양 단에 배치되는 팁과, 상기 기저부 및 상기 팁을 잇는 날개면을 각각 포함하고, 상기 날개면의 양 모서리는, 각각 회전 방향에 앞서 위치하는 일 모서리인 리딩 에지(leading edge) 및 타 모서리인 트레일링 에지(trailing edge)이며, 상기 리딩 에지는 유선형으로 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a rotor comprising: a hub connected to a shaft of a driving unit to rotate by receiving a driving force; And a blade including a first blade extending from the hub in a direction not parallel to the driving unit shaft and a second blade formed in point-symmetry with the first blade about the hub, wherein the first blade and the second blade The second blade includes a base portion connected to the hub, a tip disposed at both longitudinal ends of the blade, and a blade surface connecting the base portion and the tip, wherein both edges of the blade surface are respectively rotated A trailing edge that is a leading edge and a trailing edge that is an edge positioned before the leading edge, and the leading edge may be formed in a streamlined shape.

상기 리딩 에지 및 상기 트레일링 에지가 하방으로 처짐으로써, 상기 블레이드의 장방향에 직교하는 상기 블레이드의 익형이 캠버(camber) 구조를 형성할 수 있다.By deflecting the leading edge and the trailing edge downward, the airfoil of the blade perpendicular to the longitudinal direction of the blade can form a camber structure.

상기 리딩 에지는, 상기 트레일링 에지보다 상측에 형성될 수 있다. The leading edge may be formed above the trailing edge.

상기 블레이드와 상기 허브는, 일체로 형성될 수 있다. The blade and the hub may be integrally formed.

상기 팁과 상기 트레일링 에지가 연결되는 귀퉁이는, 쐐기형상으로 형성될 수 있다. The corner where the tip and the trailing edge are connected may be formed in a wedge shape.

상기 팁과 상기 리딩 에지가 연결되는 귀퉁이는, 라운드 처리될 수 있다. The corner where the tip and the leading edge are connected can be rounded.

상기 기저부는 상기 팁으로부터 상기 허브로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다. The base portion may become narrower from the tip toward the hub.

상기 날개면은, 상기 팁이 형성되는 팁부, 상기 기저부와 연결되는 제1 날개면 및 상기 팁부와 연결되는 제2 날개면을 포함하고, 상기 제1 날개면은 상기 기저부로부터 상기 제2 날개면으로 갈수록 폭이 넓어지고, 상기 제2 날개면은 상기 제1 날개면으로부터 상기 팁부로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다. Wherein the wing surface includes a tip formed with the tip, a first wing surface connected to the base, and a second wing surface connected to the tip, wherein the first wing surface extends from the base to the second wing surface The width of the second wing surface may become narrower from the first wing surface toward the tip portion.

상기 리딩 에지는, 상기 블레이드로 유입되는 공기 흐름의 방향과 나란하게 형성될 수 있다.The leading edge may be formed to be parallel to the direction of air flow into the blade.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.The embodiments of the present invention have at least the following effects.

블레이드 프로파일의 각 지점에 대해 최적화된 익형을 제공하여, 기존 기술에 비해 더 높은 전체 날개효율을 가지는 회전익을 제공할 수 있다.By providing an optimized airfoil for each point of the blade profile, it is possible to provide a flywheel with higher overall blade efficiency than the prior art.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다. 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the specification. Other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 회전익의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익의 저면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익의 배면도이다.
도 5는 종래기술의 회전익이 가지는 익형을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익의 익형을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익의 정면도이다.1 is a perspective view of a rotor blade according to an embodiment of the present invention.
2 is a bottom perspective view of a rotor blade according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a rotor blade according to an embodiment of the present invention.
4 is a rear view of a rotor blade according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an airfoil of a conventional rotor blade.
6 is a view showing an airfoil of a rotor blade according to an embodiment of the present invention.
7 is a front view of a rotor blade according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Further, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or schematic drawings that are ideal illustrations of the present invention. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. In addition, in the drawings of the present invention, each component may be somewhat enlarged or reduced in view of convenience of explanation. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification and "and / or" include each and every combination of one or more of the mentioned items.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 회전익(1)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익(1)의 저면사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익(1)의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익(1)의 배면도이다.1 is a perspective view of a rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention. 2 is a bottom perspective view of a rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention. 3 is a plan view of the rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention. 4 is a rear view of the rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 회전익(1)은 허브(10), 블레이드(20)를 포함하고 있음을 알 수 있다. 허브(10)와 블레이드(20)는 일체로 형성될 수 있고, 별물로 구성되어 결합되는 방식으로 회전익(1)을 구성할 수도 있다.Referring to FIGS. 1 to 4, the rotor 1 of the embodiment of the present invention includes a hub 10 and a blade 20. The hub 10 and the blade 20 may be integrally formed, and may constitute the rotor blade 1 in such a manner that the hub 10 and the blade 20 are integrally formed and joined together.

허브(10)는 회전익(1)의 중심이 되는 구성요소로, 회전력을 발생시킬 수 있는 모터 등의 구동부(미도시)에 연결되어 구동력을 전달받는다. 따라서 구동부의 축이 내부로 삽입되어 결합될 수 있도록 중공(12)이 형성된다. 중공(12)은 도 1에서 도시한 바와 같이 중공 상측면(11)이 개방되어 구성될 수도 있고, 막혀있을 수도 있다.The hub 10 is a constituent element which is the center of the rotor blade 1 and is connected to a driving unit (not shown) such as a motor capable of generating a rotating force to receive driving force. Accordingly, the hollow 12 is formed so that the shaft of the driving part can be inserted and coupled to the inside. The hollow 12 may be constructed by opening the hollow side 11 as shown in Fig. 1, or it may be clogged.

블레이드(20)는 허브(10)를 중심으로 서로 상이한 방향으로 연장된 제1 블레이드와 제2 블레이드로 나뉘며, 제1 블레이드와 제2 블레이드는 허브(10)를 중심으로 점대칭으로 형성 및 배치된다. 회전익(1)의 회전시 불균형한 공기 흐름이 발생하는 것을 막기 위함이다. 제1 블레이드와 제2 블레이드의 구성은 연장된 방향을 제외하고 전부 동일하므로, 제1 블레이드와 제2 블레이드를 블레이드(20)로 통칭하여 설명한다. The blades 20 are divided into first blades and second blades extending in different directions about the hub 10, and the first blades and the second blades are formed and disposed in point symmetry about the hub 10. So as to prevent unbalanced air flow during rotation of the rotor blades 1. Since the configurations of the first blade and the second blade are all the same except for the extended direction, the first blade and the second blade will be collectively referred to as the blade 20. [

블레이드(20)는 다시 기저부(23)와 팁(31) 및 상기 기저부(23)와 팁(31)을 잇는 날개면(21)으로 구성되고, 날개면(21)은 제1 날개면(24), 제2 날개면(25) 및 상기 팁(31)이 형성되어있는 팁부(26)로 구성된다.The blade 20 is again composed of a base portion 23 and a tip 31 and a blade surface 21 connecting the base portion 23 and the tip 31. The blade surface 21 has a first wing surface 24, A second wing surface 25 and a tip portion 26 on which the tip 31 is formed.

블레이드(20)의 모서리 중 회전방향에 앞서서 위치하는 모서리는 리딩 에지(32)가 되고, 타단에 위치한 모서리가 트레일링 에지(33)가 된다. 따라서 도면에 도시된 블레이드(20)는 상방에서 봤을 때 시계방향이 회전 방향이 된다. 그러나 회전 방향은 이에 제한되지 않고, 반대 방향인 시계 반대 방향으로 회전하도록 회전익(1)을 설계할 수 있다.The edge of the blade 20 positioned ahead of the rotation direction is the leading edge 32 and the edge located at the other end is the trailing edge 33. [ Therefore, the blade 20 shown in the drawing is rotated clockwise when viewed from above. However, the rotational direction is not limited to this, and the rotor 1 may be designed to rotate counterclockwise, which is the opposite direction.

기저부(23)는 허브(10)와 연결되는 블레이드(20)의 부위이다. 기저부(23)는 허브(10)의 외주 전체를 둘러싸도록 형성되어 허브(10)와 결합될 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 허브(10) 외주의 일부만을 둘러싸도록 형성하였다.The base portion 23 is a portion of the blade 20 connected to the hub 10. The base portion 23 may be formed so as to surround the entire outer periphery of the hub 10 and may be coupled to the hub 10 but is formed to surround only a part of the outer periphery of the hub 10 in an embodiment of the present invention.

기저부(23)는 팁(31)에서 허브(10)로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다. 여기서 폭이란, 허브(10)로부터 블레이드(20)가 연장된 방향에 직교하는 평면으로 블레이드(20)를 자른 단면에서 나타나는 리딩 에지(32)와 트레일링 에지(33)를 이은 현(弦, chord)의 길이를 의미한다. 따라서 기저부(23)는 허브(10)로부터 팁(31)으로 연장되면서 폭이 넓어진다. 기저부(23)는 허브(10)와 인접한 영역이므로, 동일한 각속도에 따라 전체 회전익(1)이 회전하더라도 블레이드(20)의 다른 부분과 비교했을 때 더 작은 선속도를 가지고 회전한다. 따라서 발생하는 항력에 비해 강한 양력을 얻기에 적합한 부위가 아니며, 이로 인해 다른 부위에 비해서 좁은 넓이의 날개 면적을 가지도록 설계한 것이다.The base portion 23 may be formed to have a narrower width from the tip 31 to the hub 10. The width here refers to the width from the hub 10 to the leading edge 32 in the cross section of the blade 20 cut in a plane perpendicular to the direction in which the blade 20 extends and the trailing edge 33, ). Thus, the base portion 23 is extended from the hub 10 to the tip 31 while being wider. Since the base portion 23 is an area adjacent to the hub 10, it rotates with a lower linear velocity compared to other portions of the blade 20 even if the entire rotor blades 1 rotate according to the same angular velocity. Therefore, it is not a suitable region for obtaining a strong lift compared to the drag force generated. Therefore, it is designed to have a wing area narrower than other regions.

제1 날개면(24)은 기저부(23)와 연결된다. 기저부(23)의 일단은 허브(10)와 연결되므로, 허브(10)와 연결되지 않은 기저부(23)의 타단이 제1 날개면(24)과 연결된다. 제1 날개면(24)은 분리된 구성요소가 아닌 블레이드(20)의 일부분을 나타내는 것이므로, 연결된 기저부(23)와 연속된 외관을 가지고, 불연속적으로 돌출되거나 꺾인 외관을 가지지 않는다.The first wing face (24) is connected to the base (23). One end of the base portion 23 is connected to the hub 10 so that the other end of the base portion 23 that is not connected to the hub 10 is connected to the first wing surface 24. The first wing surface 24 has a continuous appearance with the connected base portion 23 and does not have a discontinuously protruding or folded appearance since it represents a portion of the blade 20, rather than a separate component.

제1 날개면(24)은 기저부(23)로부터 팁(31)으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성될 수 있다. 또한 제1 날개면(24)의 리딩 에지(32)와 트레일링 에지(33)가 형성하는 프로파일은 회전방향의 반대 방향으로 볼록한 곡선의 형태를 띌 수 있다. The first wing surface 24 may be formed so as to have a wider width from the base 23 to the tip 31. The profile formed by the leading edge 32 and the trailing edge 33 of the first wing surface 24 may take the form of a convex curve in the opposite direction of the rotational direction.

제2 날개면(25)은 제1 날개면(24)과 연결된다. 제1 날개면(24)의 일단은 기저부(23)와 연결되므로, 기저부(23)와 연결되지 않은 제1 날개면(24)의 타단이 제2 날개면(25)과 연결된다. 제2 날개면(25)은 분리된 구성요소가 아닌 블레이드(20)의 일부분을 나타내는 것이므로, 연결된 제1 날개면(24)과 연속된 외관을 가지고, 불연속적으로 돌출되거나 꺾인 외관을 가지지 않는다.And the second wing surface 25 is connected to the first wing surface 24. [ One end of the first wing surface 24 is connected to the base 23 so that the other end of the first wing surface 24 that is not connected to the base 23 is connected to the second wing surface 25. The second wing surface 25 has a continuous appearance with the first wing surface 24 connected thereto and does not have a discontinuously protruding or folded appearance since it represents a portion of the blade 20 rather than a separate component.

제2 날개면(25)은 제1 날개면(24)으로부터 팁(31)으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다. 또한 제2 날개면(25)의 리딩 에지(32)와 트레일링 에지(33)가 형성하는 프로파일은 회전방향의 반대 방향으로 볼록한 곡선의 형태를 띌 수 있다. 제1 날개면(24)의 리딩 에지(32)와 트레일링 에지(33)가 형성하는 프로파일과 연속되게 이어지므로, 회전방향의 반대 방향으로 볼록한 일체의 곡선을 형성할 수 있는 것이다. The second wing surface 25 may be formed to have a narrower width from the first wing surface 24 toward the tip 31. Also, the profile formed by the leading edge 32 and the trailing edge 33 of the second wing surface 25 may take the form of a convex curve in the opposite direction of the rotational direction. Since the leading edge 32 of the first winging surface 24 and the trailing edge 33 are continuously connected to each other, a convex curved line can be formed in a direction opposite to the rotational direction.

팁부(26)는 제2 날개면(25)과 연결된다. 제2 날개면(25)의 일단은 제1 날개면(24)와 연결되므로, 제1 날개면(24)과 연결되지 않은 제2 날개면(25)의 타단이 팁부(26)와 연결된다. 팁부(26)는 분리된 구성요소가 아닌 블레이드(20)의 일부분을 나타내는 것이므로, 연결된 제2 날개면(25)과 연속된 외관을 가지고, 불연속적으로 돌출되거나 꺾인 외관을 가지지 않는다.The tip portion (26) is connected to the second wing surface (25). One end of the second wing surface 25 is connected to the first wing surface 24 so that the other end of the second wing surface 25 that is not connected to the first wing surface 24 is connected to the tip portion 26. Since the tip portion 26 represents a portion of the blade 20, rather than a separate component, it has a continuous appearance with the connected second wing surface 25 and does not have a discontinuously protruding or folded appearance.

팁부(26)는 제2 날개면(25)으로부터 팁(31)으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성될 수 있다. 또한 팁부(26)의 리딩 에지(32)와 트레일링 에지(33)가 형성하는 프로파일은 회전방향으로 볼록한 곡선의 형태를 띌 수 있다. 제1 날개면(24)의 리딩 에지(32)와 트레일링 에지(33)가 형성하는 프로파일과 연속되게 이어지나, 돌출된 방향이 반대가 된다. 따라서 팁부(26)와 제2 날개면(25)의 리딩 에지(32) 및 트레일링 에지(33)가 이어지는 지점이 각 프로파일의 변곡점이 될 수 있다.The tip portion 26 may be formed so as to have a wider width from the second wing surface 25 toward the tip 31. Also, the profile formed by the leading edge 32 and the trailing edge 33 of the tip portion 26 may take the form of a curved line convex in the rotational direction. The leading edge 32 of the first winging surface 24 and the profile formed by the trailing edge 33 continue in succession but the projecting direction is reversed. Thus, the point at which the leading edge 32 and the trailing edge 33 of the tip portion 26 and the second blade surface 25 intersect can be an inflection point of each profile.

팁(31)은 블레이드(20)의 선단부로, 허브(10)와 결합되는 기저부(23)의 일단과 반대되는 타단에 위치한다. 따라서 팁(31)은 팁부(26)의 모서리 중 리딩 에지(32) 및 트레일링 에지(33)를 이루지 않는 모서리가 된다. The tip 31 is located at the other end of the blade 20 opposite to the one end of the base 23 coupled with the hub 10. The tip 31 becomes an edge that does not form the leading edge 32 and the trailing edge 33 in the edge of the tip portion 26. [

리딩 코너(34)는 팁(31)과 리딩 에지(32)가 만나는 귀퉁이로, 본 발명의 일 실시예와 같이 라운드 처리되어 각지지 않게 형성될 수 있다. 트레일링 코너(35)는 팁(31)과 트레일링 에지(33)가 만나는 귀퉁이로, 본 발명의 일 실시예와 같이 쐐기형으로 각지게 형성될 수 있다. 유입되는 공기가 원활하게 날개면(21)을 따라 흐를 수 있도록, 리딩 코너(34)는 유선형으로 처리되고, 그런 필요가 없는 트레일링 코너(35)는 날개 효율 향상을 위해 쐐기형으로 형성되는 것이다.The leading corner 34 is a corner where the tip 31 and the leading edge 32 meet, and may be rounded and not angled as in the embodiment of the present invention. The trailing corner 35 is a corner where the tip 31 and the trailing edge 33 meet, and may be formed in a wedge-like shape as in an embodiment of the present invention. The leading corner 34 is processed in a streamlined manner so that the inflow air can smoothly flow along the wing surface 21 and the trailing corner 35 which is not necessary is formed in a wedge shape for improving blade efficiency .

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익(1)의 익형의 특징에 대해 살펴본다.Hereinafter, the characteristics of the airfoil of the rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.

도 5는 종래기술의 회전익(1)이 가지는 익형을 나타낸 도면이다. 5 is a view showing an airfoil of a rotor blade 1 of the prior art.

도 5를 참조하면, 종래기술의 블레이드(100)의 익형은 상방으로 볼록한 아치형으로 형성된다. 즉, 리딩 에지(101)와 트레일링 에지(102)가 중심부에 비해 아래로 처진 캠버(camber) 구조를 가지는 것이다. 일반적으로 기저부에서 팁으로 갈수록 블레이드(100)의 익형이 상방으로 볼록한 정도가 줄어든다. 이는 본 발명도 동일하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드(20) 역시 캠버 구조를 갖는다.Referring to FIG. 5, the airfoil of the blade 100 of the prior art is formed in an upwardly convex arcuate shape. That is, the leading edge 101 and the trailing edge 102 have a camber structure that is lower than the center portion. Generally, the degree of convexity of the airfoil of the blade 100 is reduced as it goes from the base portion to the tip. This is also true of the present invention, so that the blade 20 according to an embodiment of the present invention also has a camber structure.

블레이드(100)의 익형은 블레이드(100) 상하측을 흐르는 공기에 의해 양력을 발생시킬 수 있도록 형성된다. 리딩 에지(101)는 트레일링 에지(102)보다 상측에 위치한다. 블레이드(100)가 상승함과 동시에 회전하므로, 블레이드(100)가 공기의 흐름과 만나게 되는 방향은 상승하면서 만나는 공기의 진행 방향(A)과 회전하면서 만나는 공기의 진행 방향(R) 속도 성분의 벡터합(T)으로 나타나고, 도 5 및 도 6에서 우하방으로 향하는 화살표로 나타난다. 따라서 이러한 공기의 흐름 방향(T)과 유사한 익형을 유지할 필요가 있다. 또한 양력이란 블레이드(100)의 상하면에서 발생하는 압력차에 의한 것이므로, 블레이드(100) 하면에서 흐르는 공기가 블레이드(100)에 의해 저지되어 상면에 비해 고압인 영역을 형성해야 한다. 따라서 회전 방향에서 앞서는 리딩 에지(101)가 트레일링 에지(102)에 비해서 상측에 위치하는 것이다. 이와 같이 리딩 에지(101)가 트레일링 에지(102)에 비해 상방으로 들린 각도를 받음각이라고 한다.The airfoil of the blade 100 is formed so as to generate lift by air flowing above and below the blade 100. The leading edge 101 is located above the trailing edge 102. The direction in which the blade 100 is brought into contact with the flow of the air increases as the blade 100 ascends and simultaneously rotates so that the vector 100 of the velocity component of the traveling direction of the air, (T), and are indicated by arrows pointing to the lower right chambers in Figures 5 and 6. Therefore, it is necessary to maintain an airfoil similar to the flow direction T of the air. Since the lift is caused by a pressure difference generated in the upper and lower surfaces of the blade 100, the air flowing from the lower surface of the blade 100 is blocked by the blade 100 to form a region having a higher pressure than the upper surface. Therefore, the leading edge 101 ahead of the trailing edge 102 is located above the trailing edge 102. Thus, the angle at which the leading edge 101 is tilted upward relative to the trailing edge 102 is called the receiving angle.

종래 기술의 리딩 에지(101)와 트레일링 에지(102)는 날개의 상하면으로부터 이어지나 불연속적으로 꺾여 상호간의 경계에서 일정한 각도를 형성하게 된다. 따라서 블레이드(100)와 만나는 공기가 리딩 에지(101)에 부딪히게 되고, 블레이드(100) 주변으로 원활한 공기의 흐름을 만들지 못할 수 있다. The leading edge 101 and the trailing edge 102 of the prior art are bent from the upper and lower surfaces of the wings discontinuously to form a certain angle at the boundary between the wings. Therefore, the air that meets the blade 100 is hit by the leading edge 101, and smooth air flow around the blade 100 may not be produced.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익(1)의 익형을 나타낸 도면으로, 도 1에 나타난 B-B' 단면과 같다.FIG. 6 is a view showing an airfoil of a rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention, which is the same as the cross section taken along line B-B 'shown in FIG.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익(1)의 리딩 에지(32)는 종래기술과는 달리 유선형으로 형성됨을 알 수 있다. 리딩 에지(32)가 유선형으로 형성됨에 따라, 공기가 보다 원활하게 블레이드(20)의 상하면으로 유입될 수 있다.Referring to FIG. 6, the leading edge 32 of the rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention is formed in a streamline shape, unlike the prior art. As the leading edge 32 is formed in a streamlined shape, the air can flow into the upper and lower surfaces of the blade 20 more smoothly.

또한 리딩 에지(32) 및 리딩 에지(32)와 인접한 블레이드(20)의 익형 상 프로파일은, 유입되는 공기의 방향(T)과 평행하도록 설계된다. 그러나 트레일링 에지(33)의 경우 반드시 유입되는 공기와 평행한 방향(T)을 따라 설계되지 않아도 되며, 목표하는 성능에 맞추어 알맞은 변형이 가능하다.Also the airfoil profile of the blade 20 adjacent the leading edge 32 and the leading edge 32 is designed to be parallel to the direction T of the incoming air. However, in the case of the trailing edge 33, it is not necessarily designed along the direction T parallel to the incoming air, and appropriate deformation is possible in accordance with the desired performance.

리딩 에지(32)는 트레일링 에지(33)에 비해서 두껍게 형성된다. 리딩 에지(32)를 두껍게 함으로써 블레이드(20)의 상면을 지나가는 공기가 하방으로 꺾이게 되고, 이렇게 하방으로 꺾인 공기 흐름이 날개면(21)의 상면에서 저압 영역을 형성하여 블레이드(20)를 상승시키는 양력을 발생시키는 것이다.The leading edge 32 is formed thicker than the trailing edge 33. By making the leading edge 32 thicker, the air passing over the upper surface of the blade 20 is bent downward, and the downwardly bent air flow forms a low-pressure region on the upper surface of the blade surface 21, Thereby generating lift.

블레이드(20)의 폭을 나타내는 현(C)의 길이는, 블레이드(20) 상의 별개 지점에서 각각 다르게 결정된다. 현(C)의 길이가 증가하면 회전익(1)의 성능은 향상되지만, 모멘트가 같이 증가하기 때문에 날개효율이 반드시 좋아지거나 나빠진다고 할 수 없으며, 해당 위치에서의 블레이드(20)가 가지는 회전에 의한 선속도를 고려하여 최적의 날개효율을 가지는 현(C)의 길이를 선정해야 한다. The length of the string C representing the width of the blades 20 is determined differently at different points on the blade 20, respectively. As the length of the string C increases, the performance of the rotor blade 1 is improved. However, since the moment increases, the blade efficiency can not necessarily be improved or deteriorated. In this case, The length of the string (C) with the optimum blade efficiency should be selected considering the speed.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익(1)의 정면도이다.7 is a front view of the rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전익(1)의 리딩 에지(32)는 트레일링 에지(33)에 비해 보다 상측에 위치함을 알 수 있으며, 이러한 형상을 갖는 이유는 도 5에 대한 설명에서 상술한 바와 같이 받음각을 형성하기 위함이다. Referring to FIG. 7, the leading edge 32 of the rotor blade 1 according to an embodiment of the present invention is located at a position higher than the trailing edge 33, 5 to form the angle of attack as described above.

리딩 에지(32)와 트레일링 에지(33)의 상하방 간격은 기저부(23)와 제1 날개면(24)에서는, 허브(10)로부터 팁(31)으로 갈수록 증가할 수 있다. 그러나 상기 간격은 제2 날개면(25)과 팁부(26)에서는, 허브(10)로부터 팁(31)으로 갈수록 줄어들 수 있다. The distance between the leading edge 32 and the trailing edge 33 can be increased from the hub 10 to the tip 31 on the base 23 and the first wing surface 24. However, in the second wing surface 25 and the tip portion 26, the gap can be reduced from the hub 10 toward the tip 31. [

기존의 블레이드(도 5의 100)는 단순히 올곧은 직선으로 형성된 리딩 에지(도 5의 101)와 트레일링 에지(도 5의 102)를 가지고, 받음각 역시 블레이드 프로파일을 따라 일정하게 증가하거나 감소하였다. 그러나 본 발명의 회전익(1)이 포함하는 블레이드(20)는 블레이드(20) 프로파일 각 위치의 선속도를 고려하여 익형을 형성하였으므로, 동일한 구동력이 전달되어도 기존 블레이드(도 5의 100)에 비해 더 큰 양력을 발생시킬 수 있고, 동일한 전력이 공급될 때 체공시간 역시 길어질 수 있다.The conventional blade (100 in FIG. 5) has a leading edge (101 in FIG. 5) and a trailing edge (102 in FIG. 5) formed simply in a straight line and the angle of attack also increases or decreases constantly along the blade profile. However, since the blades 20 included in the rotor blade 1 of the present invention form an airfoil in consideration of the linear velocity of each position of the blade 20 profile, even if the same driving force is transmitted, It is possible to generate a large lift, and when the same electric power is supplied, the time of the hanging time can also be prolonged.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.

1 : 회전익 10 : 허브
11 : 중공 상측면 12 : 중공
20 : 블레이드 21 : 날개면
23 : 기저부 24 : 제1 날개면
25 : 제2 날개면 26 : 팁부
31 : 팁 32 : 리딩 에지
33 : 트레일링 에지 34 : 리딩 코너
35 : 트레일링 코너 100 : 기존 블레이드
101 : 기존 리딩 에지 102 : 기존 트레일링 에지
A : 상승에 의한 공기 유입 방향 C: 현
R : 회전에 의한 공기 유입 방향 T : 공기 유입 방향1: rotor blade 10: hub
11: Hollow side 12: Hollow
20: blade 21: wing face
23: base portion 24: first wing face
25: second wing face 26: tip portion
31: Tip 32: Leading Edge
33: trailing edge 34: leading corner
35: Trailing corner 100: Conventional blade
101: Existing leading edge 102: Existing trailing edge
A: Direction of inflow of air by rising C:
R: Direction of inflow of air by rotation T: Direction of inflow of air

Claims (9)

구동부 축과 연결되어 구동력을 전달받아 회전하는 허브; 및
상기 구동부 축과 나란하지 않은 방향으로 상기 허브로부터 연장되는 제1 블레이드 및 상기 허브를 중심으로 상기 제1 블레이드와 점대칭으로 형성되는 제2 블레이드를 포함하는 블레이드를 포함하되,
상기 제1 블레이드 및 상기 제2 블레이드는, 상기 허브와 연결되는 기저부와, 상기 블레이드의 장방향 양 단에 배치되는 팁과, 상기 기저부 및 상기 팁을 잇는 날개면을 각각 포함하고,
상기 날개면의 양 모서리는, 회전 방향에 앞서 위치하는 일 모서리인 리딩 에지(leading edge) 및 타 모서리인 트레일링 에지(trailing edge)이며,
상기 리딩 에지는 유선형으로 형성되는 회전익.A hub connected to the driving part shaft and rotated by receiving the driving force; And
A blade including a first blade extending from the hub in a direction not parallel to the driving unit shaft and a second blade formed in point-symmetry with the first blade about the hub,
Wherein the first blade and the second blade each include a base portion connected to the hub, a tip disposed at both longitudinal ends of the blade, and a blade surface connecting the base portion and the tip,
Wherein both edges of the wing surface are trailing edges that are one leading edge and one non-trailing edge located before the rotational direction,
Wherein the leading edge is formed in a streamlined shape. 제1항에 있어서,
상기 리딩 에지 및 상기 트레일링 에지가 하방으로 처짐으로써, 상기 블레이드의 장방향에 직교하는 상기 블레이드의 익형이 캠버(camber) 구조를 형성하는 회전익.The method according to claim 1,
Wherein the leading edge and the trailing edge are deflected downward so that an airfoil of the blade orthogonal to a longitudinal direction of the blade forms a camber structure. 제1항에 있어서,
상기 리딩 에지는, 상기 트레일링 에지보다 상측에 형성되는 회전익.The method according to claim 1,
Wherein the leading edge is formed above the trailing edge. 제1항에 있어서,
상기 블레이드와 상기 허브는, 일체로 형성되는 회전익.The method according to claim 1,
Wherein the blade and the hub are integrally formed. 제1항에 있어서,
상기 팁과 상기 트레일링 에지가 연결되는 귀퉁이는, 쐐기형상으로 형성되는 회전익.The method according to claim 1,
And the corner to which the tip and the trailing edge are connected is formed in a wedge shape. 제1항에 있어서,
상기 팁과 상기 리딩 에지가 연결되는 귀퉁이는, 라운드 처리된 회전익.The method according to claim 1,
The corner where the tip and the leading edge are connected is rounded. 제1항에 있어서,
상기 기저부는, 상기 팁으로부터 상기 허브로 갈수록 폭이 좁아지는 회전익.The method according to claim 1,
Wherein the base portion is narrower in width from the tip to the hub. 제1항에 있어서,
상기 날개면은, 상기 팁이 형성되는 팁부, 상기 기저부와 연결되는 제1 날개면 및 상기 팁부와 연결되는 제2 날개면을 포함하고,
상기 제1 날개면은 상기 기저부로부터 상기 제2 날개면으로 갈수록 폭이 넓어지고,
상기 제2 날개면은 상기 제1 날개면으로부터 상기 팁부로 갈수록 폭이 좁아지는 회전익.The method according to claim 1,
Wherein the wing surface includes a tip formed with the tip, a first wing surface connected to the base, and a second wing surface connected to the tip,
Wherein the first wing surface is wider from the base to the second wing surface,
And the second wing surface is narrower from the first wing surface to the tip portion. 제1항에 있어서,
상기 리딩 에지는, 상기 블레이드로 유입되는 공기 흐름의 방향과 나란하게 형성되는 회전익.The method according to claim 1,
Wherein the leading edge is formed parallel to the direction of the air flow entering the blade.
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