명세서

발명의명칭:유선비행체의 에너지공급시스템 기술분야

[1] 본발명은유선비행체에너지공급시스템에관한 것으로서，더욱상세하게는 유선비행체에에너지를공급함에 있어서，전력선을통해전기에너지를 공급하는것이아니라연료전지기반의연료에너 지를유선비행체에공급하는 유선비행체에너지공급시스템에관한것이다.

배경기술

[2] 현재다양한무인비행체가감시정찰또는통신중 계,시설감시,수색등의

다양한목적으로이용되고있다.무인비행체는� �개가고정되어 있는고정익과 프로펠러의추진력를이용하여비행하는회전익 을포함하며，회전익은모터에 의해구동되는전동회전익과엔진에의해구동되 는엔진회전익으로구분된다. 또한무인비행체는수소나헬륨을채운기구의부 력을이용하여비행하는것일 수도있고,프로펠러의추진력과기구의부력모� �를이용한것일수도있다.

[3] 무인비행체는다양한임무를수행하기위해충분 한전력이필요로하며,

비행체내부에탑재된엔진 /발전기또는배터리를이용하여전력을공급받� �다. 이러한무선무인비행체의경우비행체내부에탑 재된연료또는배터리의 용량에의해비행시간이제한되는단점을갖고있 다.만일탑재된임무수행 장비가추가적으로높은전력소모를필요로하는 경우비행시간은더욱 짧아지게된다.

[4] 이와같은문제점을해결하기위해，지상에 있는전력공급장치가

유선 (Tethered cable)으로비행체에전력을공급하는시스템 (또는장치)가종래에 이용되고있었다.

[5] 특허문헌 1 {국제출원공개 WO 2013/162128 A1 (공개일: 2013.10.31.)}，

특허문헌 2{한국공개특허 KR 10-2015-0066223 A (공개일: 2015.06.16.)}， 특허문헌 3{한국둥록특허 KR 10-1373852 B1 (등록일: 2014.03.06.)},특허문헌 4{한국등록특허 KR 10-1373850 B1 (등록일: 2014.03.06.)},특허문헌 5Γ한국 공개특허 KR 10-2015-0087491 A (공개일: 2015.07.30.)}에는지상에 있는전력 공급장치가유선으로비행체에전력을공급하는 시스템 (또는장치)이개시되어 있다.

[6] 하지만，지상으로부터유선으로비행체로전력 을공급하는방식은,비행체의 비행고도가높아짐에따라 (또는비행거리가길어짐에따라)，케이블의길� ��가 길어지면서전력손실이커지고，케이블의무게 가증가하면서비행체가 감당해야할하중이증가하게되고，그결과전력 공급장치의용량과비행체의 양력및추력이증가해야하는문제점이 있다.

[7] 이러한문제점으로인해,유선전력공급방식의� �행체의고도 (또는 비행거리)는실용적인운용조건에서현재수십� �터를넘지못하고있다.

[8] 또한유선비행체들은지상의케이블이공급되는 지점으로부터수평으로

이동할경우，케이블의경사각과케이블의처짐 현상으로인해지상의

장애물과의간섭이일어난다.즉케이블이지상� �장애물에걸려서수평방향 이동이방해받는문제점이있다.

[9] 특히，재난현장사각지대상황을실시간으로파 악하고，수색용으로사용시에는 저고도수평비행이필수적이고,감시정찰또는� �신중계용으로활용되는유선 비행체는넓은시야확보를위해매우높은비행고 도가요구되지만종래의유선 비행체에너지공급방식으로는상기요구조건을 층족하지못하는문제점이 있다.

[10] 또한비행체가회전및선회비행으로자세가변경 되면비행체에고정되어

있는케이블은꼬임현상에의해케이블이손상을 받올수있다ᅳ이러한 문제점을방지하기위해，종래에는케이블꼬임 을감지하여꼬임의

반대방향으로비행체를회전시키는방식으로해 결했으나，이러한방식은 구조적으로비행체가자유롭게회전및선회비행 의자세변경이요구되는 임무수행을할수없는문제점이 있다.

발명의상세한설명

기술적과제

[11] 본발명은상기한문제점을해결하기위해안출된 것^로서，본발명의목적은， 지상으로부터유선으로비행체에에너지를공급 함에 있어서，비행체의 비행고도가높아지더라도，비행체에공급되는 에너지전송손실은거의 발생되지않고，비행체가감당해야할케이블의 하중을최소화하도록하는 것이다.

[12] 또한유선비행체가수평으로이동 (또는비행)하더라도케이블이지상의

장애물에방해받지않는것을목적으로하다.

[13] 또한유선비행체가회전과선회비행으로자세변 경이발생하더라도，케이블의 꼬암을해소하는것을목적으로한다ᅳ ^' 과제해결수단

[14] 본발명의일실시예에따른유선비행체에너지공 급시스템은，연료전지와 비행체전기기기를포함하는비행체;비행체의� �부에위치하는연료전지연료 공급장치；상기비행체와상기연료전지연료공 급장치를연결하는전송 케이블；을포함하고,상기전송케이블은연료� �지연료를전송하는연료전송 통로를포함하고，상기연료전지는상기연료전 송통로를통해연료전지연료를 공급받아전기를생산한후상기비행체전기기기 에공급하는것을특징으로 한다.

[15] 상기연료전지연료는수소일수있다.

[16] 상기전송케이블은 1가닥의튜브에다증전송통로를갖는전송케이� �일수 있다.

[17] 상기전송케이블의연료전송통로내부에광섬유 통신선이관통하는것일 수도있다.

[18] 상기광섬유통신선은연료전송튜브를외피로할 수도있다.

[19] 상기전송케이블의연료전송통로내부를고강도 중심선이관통하는것일 수도있다.

[20] 상기비행체는상기연료전지에서생산한전기를 저장할수있는배터리를 포함할수있다.

[21] 상기전송케이블은상기연료전지에연결되어고 정되고,상기연료전지와 상기비행체가독립적으로회전할수있도록기계 적연결을제공하는회전부와 연료전지에연결된슬립링으로구성되는케이블 꼬임방지장치를포함하여， 상가케이블의꼬임을유발시키는회전모멘트가 발생되면상기연료전지와 비행체몸체간의상대회전운동으로상기케이블 의꼬임이해소되는것일수도 있다.

[22] 상기연료전지연료공급장치는수소를발생시키 는수소발생부를포함할수 있다.

[23] 상기연료전지연료공급장치는상기케이블의장 력및길이를조절하는

케이블조절부를포함할수있다.

[24] 상기비행체에연결되는전송케이블은로터리조 인트를통하여연결되는것일 수있다.

[25] 상기연료전지연료공급장치는공급하는수소의 양또는압력을제어할수 있는공급제어부를더포함할수있다.

[26] 상기연료전지의최대출력전력제어는상기공급 제어부에서수소공급량을 조절함으로써수행되는것일수있다.

[27] 본발명의다른실시예에따른유선비행체에너지 공급시스템은,유선으로 전력을공급하는비행체;비행체의외부에위치� �는전력공급시스템;상기 비행체와상기전력공급시스템를연결하는전력 케이블;을포함하고,상기 비행체는슬립링을포함하고，상기전력케이블 은상기슬립링을통하여 연결되는것을특징으로한다.

[28] 본발명의다른실시예에따른유선비행체에너지 공급시스템은，내연기관와 비행체전기기기를포함하는비행체；비행체의 외부에위치하는내연기관연료 공급장치;상기비행체와상기내연기관연료공� �장차를연결하는전송 케이블；을포함하고,상기케이블은내연기관� �료를전송하는연료전송통로를 포함하고，상기내연기관은상기연료전송통로 를통해내연기관연료를 공급받아비행체의회전동력을발생시키고，상 기발생된회전동력에의해 전기를생산한후상기비행체전기기기에공급하 는것을특징으로한다.

[29] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서，임무용유체를공급하기위한 임무용유체공급부와상기임무용유체를전송하 기위한유체전송케이블을 추가적으로더포함할수있다.

[30] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서，상기비행체는제 1비행체를 포함하는복수의비행체를포함하고,상기케이� �은제 1비행체를경유하여 나머지비행체들에직렬로연결되고，상기복수 의비행체는상기케이블로부터 에너지를공급받으며 ,상기복수의비행체를연결하는케이블은길이� �고정된 것일수있다.

[31] 상기비행체에는상기케이블의：장력을감지하 는장력감지기가설치될수 있다.

[32] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서，상기케이블은통신신호를 전송할수있는통신선을포함할수있다.

[33] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서,상기케이블의장력및길이를 조절하는케이블조절부를포함할수있다.

[34] 상기케이블조절부는，케이블의감김과풀림을 수행하는드럼；상기드럼의 중심축으로 360도회전하는정렬기;상기정렬기를구동하는� �터구동부；상기 케이불의이동경로를제공해주는이동가이드;� �포함하여상기정렬기가 회전하여상기드럼에케이블을감거나푸는것일 수있다.

[35] 상기케이블조절부는,케이블의감김과풀림을� �행하는드럼；상기드럼을 구동하는모터구동부；상기케이블의이동경로 를제공해주는이동가이드;를 포함하여상기드럼이회전하여상기드럼에케이 블을감거나푸는것일수 있다.

[36] 상기케이블조절부는，케이블의감김과풀림을 수행하는드럼；상기드럼을 구동하는모터구동부；상기케이블의이동경로 를제공해주는이동가이드; 상기드럼의회전축으로 360도회전하는정렬기;상기드럼과정렬기의위� �를 감지하는위치센서；를포함하는것일수있다.

[37] 상기유선비행체에너지공급시스템 23에 있어서，상기케이블의길이를 일정하기유지하기위해상기정렬기의정렬위치 에드럼이상기모터구동부에 의해추종제어가되어정렬기와드럼간의정렬위 치오차가 0이되도록하는 것일수있다.

[38] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서，상기드럼은안정적으로

균일하게풀림과감김이수행되도록드럼의회전 축방향으로케이블의 직선운동을제공하는보조가이드를더포함하는 것일수있다.

[39] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서，상기케이블조절부는드럼 회전중심내부에수소저장부를위치하는것일수 있다.

[40] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서，상기케이블조절부의드럼은 수소저장부와한몸체로형성되어드럼의회전축 을중심으로회전하는것일수 있다.

[41] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서，상기케이블은소정와높이에 위치하는케이블경유기를경유하도록케이블경 유기와상기케이블경유기가 설치되는케이블경유비행체를더포함하는것일 수있다.

[42] 상기유선비행체에너지공급시스템에 있어서，상기케이블은소정의높이에 위치하는케이블경유기를경유하도록케이블경 유기와상기케이블경유기를 지지하는케이블경유기지지대를더포함하는것 일수있다.

[43] 상기케이블경유기는케이블조절부의드럼또는 정렬기의회전축선상에

위치하는것일수있다.

[44] 상기케이블경유기는케이블조절부의드럼또는 정렬기의회전축선상에

소정의높이에위치하도록상기케이블경유기지 지대가구성되는것일수있다.

[45] 상기케이블경유기지지대는회전식케이블조절 부의드럼회전중심부에

설치되는것일수있다.

[46] 상기케이블경유기지지대는，상기정렬기의회 전시형성되는원통의외부에 고정되고;상기원통상단의증심에서시작하여� �기정렬기회전축선상의 소정의높이에설치된상기케이블경유기까지관 통구멍을갖는파이프형상일 수있다, ：

[47] 상기케이블경유기는，케이블이동경로의접선 방향에접촉면을제공하는

회전체，상기회전체의회전축에수직방향인증 력방향을회전축으로회전할수 있는회전부를포함하는것일수있다.

[48] 상기케이블경유기와케이블경유기지지대는상 기케이블조절부에서

이격되어장애물의우회경로와긴수평거리를제 공하도록다수의지점에 설치되는것일수있다.

[49] 상기케이블조절부에서이격되는지점에설치되 는케이블경유기는일측면의 상단이개방되어케이블을구속하지않는것일수 있다.

[50] 상기케이블조절부에서이격되는지점에설치되 는케이블경유기는케이블의 이동마찰을최소화하기위해이동경로의접선방 향에접촉면을제공하는하부 회전체와좌우회전체를포함하고,좌우회전체� �케이블의좌우에위치하고, 하부회전체는케이블의하부에위치하여 ,하부회전체와좌우회전체는서로 수직되는방향으로회전하는것일수있다.

[51] 상기케이블경유기는비행체의케이블이하강하 여상기 케이블경유기의

회전체에쉽게접촉되도록케이블가이드를더포 함하는것일수있다.

발명의효과

[52] 본발명에의한비행체에너지공급시스템은，지 상으로부터유선으로

비행체에에너지를공급함에 있어서，유선비행체의비행거리가길어지더라 도， 에너지의전송손실은거의발생되지않고，유선 비행체가감당해야케이블의 하중은대폭적으로감소시킬수있다.

[53] 또한유선비행체가수평으로이동하더라도케이 블이지상의장애물에

방해받지않는다.

[54] 또한유선비행체가회전과선회비행으로자세변 경이발생하더라도，케이블의 꼬임을해소할수있다.

도면의간단한설명

[55] 도 1은본발명에의한비행체에너지공급시스템의� �실시예의구성도 [56] 도 2는연료전지의구성도

[57] 도 3은케이블조절부의 예

[58] 도 4는회전체이동변위검출방식와장력감지기의� �시예

[59] 도 5는케이블조절부와수소저장부로구성되는연� �전지연료공급장치의 실시예의사시도

[60] 도 6은전송케이블의실시예 1의단면도

[61] 도 7은전송케이블의실시예 2의단면도및사시도

[62] 도 8은전송케이블의실시예 3의단면도

[63] 도 9는전송케이불의끝단처리부실시예의사시도

[64] 도 10은다수의유체전송케이블을포함하는케이블� ��결구성도의예

[65] 도 11은지상의장애물과케이블이간섭되는모습

[66] 도 12는지지대케이블경유방식의일실시예의개념� ��

[67] 도 13은케이블경유기를포함하는회전식케이블조� ��부의 일실시예

[68] 도 14는케이블경유기를포함하는고정식케이블조� ��부의일실시예

[69] 도 15는도 14(a)의 일실시예의사시도

[70] 도 16은중간지지대케이블경유방식의일실시예의� ��념도

[71] 도 17은중간지지대의케이블경유기일실시예

[72] 도 18은비행체에의한케이블경유방식의실시예의� ��념도

[73] 도 19는비행체경유방식의케이블경유기실시예

[74] 도 20은데이지체인방식케이블연결구성도

[75] 도 21은스프링식장력감지기실시예

[76] 도 22는사각지대시야확보를위한데이지체인연결� ��

[77] 도 23은슬립링유닛의실시예

[78] 도 24는케이블꼬임방지실시예 1와구성도

[79] 도 25는케이블꼬임방지실시예 2의구성도

[80] 도 26은케이블꼬임방지실시예 3의구성도

발명의실시를위한최선의형태

[81] 본발명은다양한변경을가할수있고여러가지실 시예를가질수있는바， 특정실시예들을도면에 예시하고상세한설명에상세하게설명하고자한 다. 그러나이는본발명을특정한실시형태에대해한 정하려는것이아니며，본 발명의사상및기술범위에포함되는모든변환,� �둥물내지대체물을 포함하는것으로이해되어야한다.본발명을설� �함에 있어서관련된공지 기술에대한구체적인설명이본발명의요지를흐 릴수있다고판단되는경우 그상세한설명을생략한다. [82] 본출원에서사용한용어는단지특정한실시예를 설명하기위해사용된 것으로，본발명을한정하려는의도가아니다.� �수의표현은문맥상명백하게 다르게뜻하지않는한,복수의표현을포함한다.

[83] 본발명에서언급하는유선비행체에탑재되는전 력공급시스템또는동력원은 비행체외부로부터공급되는연료에너지또는전 기에너지를기반으로하여，본 발명의에너지공급시스템은전력공급방식과연 료공급방식을모두포함한다.

[84] 또한본발명에서언급하는유선비행체의 "케이블?용어는에너지공급

케이블과유체전송케이블을포함하고，상기에 너지공급케이블은연료전송 케이블과전력공급케이블로구분된다.

[85] 본발명에서연료공급방식의에너지공급시스템 은유선비행체의전력발생을 위해연료전지를사용한다.

[86] 연료전지에는천연가스,메탄올，가솔린등의� �양한연료가사용되어질수 있는데，연료개질기 (fuel reformer)를이용해수소로개질하거나순수수소를 사용한다.

[87] 연료전지는연료와산화제를전기화학적으로반 웅시켜전기에너지를

발생시키는장치이다.이화학반웅은촉매층내� �서촉매에의해이루어지면， 일반적으로연료가계속적으로공급되는한지속 적으로전기를발생시킨다.

[88] 연료와산화제로는여러가지를이용할수있다.� �소연료전지는수소를

연료로，산소를산화제로이용하며，그외에탄 화수소，알코올등을연료로，공기， 염소，이산화염소등을산화제로이용할수있다 .

[89] 연료전지의본체는유입되는수소로공기중의산 소로직류전기와물및

부산물을발생시킨다.

[90] 연료전지는연료개질기 (fuel reformer)를포함할수있는데,연료개질기는

유입되는연료가수소외에연료 (예를들면,메탄올,메탄, LPG, LNG，가솔린 둥)일경우그연료로부터수소를얻을수있다.

[91] 지상또는지상건물둥에위치하는연료전지연료 공급장치에서비행체로

연료전지연료를공급하고,비행체내의연료전� �에서전기를생산하여비행체 내에공급한다면,종래의유선전력공급방식보� �여러가지이점이있다.

[92] 첫째，종래의유선전력공급방식은전력을공급 하는케이블의저항으로인해 비행거리에비례하여유실되는전력이커지지만 ,연료전지연료공급방식은 연료전지연료를전송하는전송케이블에서누설 이없다면,유실되는에너지는 거와없다.

[93] 둘째，종래의유선전력공급방식은케이블이밀 도가높은금속의

전도체 (예:구리)가포함하여매우무거우나，연료전지 연료공급방식의 케이블은금속의전도체가포함되지않고유체를 전송할수있는가벼운 류브 (호스)로구성할수있어연료전송케이블의무게� ��경량화할수있다.

[94] 특히연료전지연료가수소인경우，수소는매우 가볍고확산속도가빨라서

높은곳에 있는비행체에전송할때유리하다.또한수소를� �송하면，전송 케이블은부력을받아서그무게가더욱가벼워지 고비행체의부하는더욱 즐어드는장점이있다.

[95] 또한，본발명에서는비행체의동력원과전력공 급을위해연료전지를이용하지 않고，내연기관 (수소엔진,가솔린엔진,디젤엔진, LNG엔진등)과발전기를 이용할수도있다.

[96] 즉，지상에서비행체의내연기관에연료전송케 이블을통해내연기관의

연료 (수소,가솔린,디젤, LNG등)를지상에서공급하는구조이다.

[97] 상기내연기관의대표적인수소엔진은수소를연 료로하는엔진을말하며， 연료공급방식에따라수소를흡기관에공급하여 공기와흔합된형태로 연소실로공급하는방식과수소를직접연소실로 공급하는방식으로대별할수 있다.

[98] 수소엔진이동력 (회전력등의움직이는힘)을발생시키면，발전� ��는그동력을 이용하여전기를생산한후비행체내부에전기를 공급할수있다.

[99] 따라서내연기관과발전기를이용하는경우에도 ,종래의유선전력공급

방식보다，유실되는에너지가적고연료전송케 이블의무게가감소하여 비행체의부하가줄어드는장점이 있다.

[100] 도 1은본발명에의한유선비행체에너지공급시스� �의일실시예의

구성도이다.

[101] 본발명에의한유선비행체에너지공급시스템은 유선비행체에너지공급 장치라고부를수도있다.

[102] 도 1의비행체에너지공급시스템은비행체 (100)，연료전지연료공급

장치 (200)，상기비행체 (100)와상기연료전지연료공급장치 (200)를연결하는 전송케이블 (300)을포함한다.

[103] 상기연료전지연료공급장치 (200)는지상또는지하에 있을수도있고,지상의 건축물에위치할수도있지만，본발명의연료전 지연료공급장치 (200)는상기 비행체 (100)의외부에위치한다.

[104] 상기비행체 (100)는연료전지 (110)，배터리 (120),비행체전기기기 (130)를

포함한다.

[105] 상기연료전지 (110)는연료에너지의전달경로를제공해주는전� ��

케이블 (300)과연결되어전송케이블 (300)로부터연료전지연료 (예를들면, 수소)를전송또는전달받을수있다.연료전지연� ��가수소인경우,상기 연료전지 (110)는전달받은수소와대기증의산소를이용하� ��전기를생산할수 있다.

[106] 비행체전기기기 (130)는작동을위해전기를필요로하는장치를의� ��하며, 비행체내에존재하면서전기를필요로하는모든 장치는비행체

전기기기 (130)에해당한다.비행체전기기기 (130)의 예로는

비행제어장치，구동모터，통신장비,임무장� �등이 있다.

[107] 연료전지 (110)에서생산된전기는비행체전기기기 (130)에바로전송될수도 있지만，배터리 (120)에저장된후에비행체전기기기 (130)에전송될수도있다. 상기배터리 (120)은직류버퍼링기능을제공하는보조전원으� ��서,연료전지가 전기를생산하지못할경우비상전원기능도수행 할수있다.

[108] 또한，상기연료전지 (110)의출력을요구되는출력 (또는전압)으로제어하기 위하여전력변환기 (140)를연료전지 (110)와배터리 (120)사이에더포함할수도 있다.

[109] 상기연료전지연료공급장치 (200)은수소발생부 (210)，수소저장부 (220)，공급 제어부 (230),케이블조절부 (240)을포함한다.

[110] 설계상의필요에따라서는수소발생부 (210)과케이블조절부 (240)는생략될 수있고，공급제어부 (230)의기능은수소저장부 (220)에포함될수있다.

[111] 수소발생부 (210)는수소를발생시키는장치이다.수소를발생 시키는

방법으로는물을전기분해하는것，천연가스， 메탄올등으로부터연료개질기를 이용하여수소를발생시키는방법등이 있다.

[112] 수소발생부 (210)에서발생된수소는수소저장부 (220)에저장된후,필요시에 사용될수있다.실시예 1에서는수소발생부 (210)를포함하고있으나다른 곳에서생산한수소를저장용기등에담아와서사 용할수도있으므로수소 발생부 (210)는본발명의구성에서제외될수도있다.

[113] 수소를저장하는방법으로는,액체로저장하는� �，기체로저장하는법,

금속수소화물형태의고체로저장하는법둥이 있다.

[114] 그리고작은부피로많은양의수소가스를저장하 기위해서는,가볍고

내구성이우수한탄소섬유기반의수소가스저장 용기를사용하는것이 바람직하다.

[115] 상기공급제어부 (230)는수소발생부 (210)또는수소저장부 (220)로부터

전달되는수소를전송케이블 (300)로전달함에 있어,수소가스의압력과최대 공급양을제어하고，수소가스누출이감지되거 나비상시에는수소공급을 차단하는안전기능을포함한다.전송케이블 (300)로전달되는수소가스의 압력과양을제어하면，연료전지 (110)으로전달되는수소가스의압력과양도 제어된다.따라서공급제어부 (230)는최대수소공급량을조절함으로써 연료전지의최대출력전력 (연료전지에서출력되는최대전력의양)을쎄어� ��수 있다.

[116] 본발명에서상기공급제어부 (230)는기능적으로수소저장부 (220)에포함될 ^' 수있다ᅳ

[117] 또한도 2에서보는바와같이비행체에서상기연료전지 (110)의연료전지 스택 (111)에공급되는수소가스를제어밸브를포함하� ��연료전지제어기 (112)를 통하여제어 (조절)하므로써,비행체의전기기기 (130)에공급되는

연료전지 (110)의출력전력을제어할수있다.

[118] 상기케이블조절부 (240)는기본적으로케이블의장력및길이를조절� ��는 장치이다.전송케이블 (300)의한쪽끝은케이블조절부 (240)에연결되고반대쪽 끝은비행체의연료전지 (110)에연결되는데，비행체가회전또는선회비� ��을 하게되면전송케이블의꼬임이발생한다.

[119] 따라서도 1의비행체에너지공급시스템은비행체가회전� �선회시에케이블 꼬임이발생되지않도록케이블꼬임방지기능을 구비하는것이바람직하다.

[120] 또한본발명에서케이블조절부는케이블이감기 는드럼 (릴또는스풀)의 회전유무에따라회전식과고정식으로구분한다 .

[121] 즉회전식은일반적으로널리사용하는방식으로 드럼 (릴)이회전하여

케아블을감거나푸는방식이고,고정식은고정� �드럼 (릴)에케이블을감거나 푸는방식이다.

[122] 도 3은케이블조절부의실시예이다.

[123] 도 3에서케이블조절부 (240)는모터구동부 (241)과드럼 (242)，이동

가이드 (244),정렬기 (243),보조가이드 (255)를포함한다.

[124] 여기서，상기드럼 (242)이모터구동부 (241)에의해회전하는구조를가지면 일반적으로널리사용하는회전식이되고,반면� �상기드럼 (242)은고정되고， 상기고정된드럼 (242)에케이블 (300)을감거나푸는기능을제공하는

정렬기 (243)가모터구동부 (241)에의해드럼주위를회전하면고정식이된다.

[125] 상기고정식에서케이블 (300)은정렬기의회전방향에따라케이블 (300)이

드럼 (242)에풀림과감김동작이수행된다.

[126] 또한고정식의케이블조절부 (240)는드럼이회전하지않으므로에너지 (연료， 전기)를공급하는에너지공급케이블 (300)와의연결은로터리조인트또는 슬립링을사용하지않고직접연결할수있는장점 을가진다.

[127] 케이블아꼬임없이원활하게드럼에풀리거나감 기도록하는이동

가이드 (244)는케이블 (300)의이동경로를접선방향으로하는회전체 (예， 롤러)로구성된다.

[128] 또한상기이동가이드 (244)는다수의회전체 (예，롤러)를다단으로구성하면， 케이블 (300)의방향과이동경로를원하는대로변경할수� ��다.

[129] 도 3에서보조가이드 (255)는드럼 (242)에균등하게안정적으로케이블이

감기거나풀릴수있도록있도록하기위한것이다 .이를위하여

보조가이드 (255)는드럼의회전각과연동하여드럼의회전축� ��향으로 직선운동한다.

[130] 또한비행체 (100)가 360도선회하더라도케이블 (300)의꼬임이발생하지

않도록하는정렬기 (243)를더포함하는것을특징으로한다.

[131] 도 3에서보는바와같이케이블조절부 (240)가회전식인경우드럼의회전축 방향은수직이다.드럼의회전축방향이수직인� �우，상기정렬기 (243)는고정될 수도있고,드럼 (242)의회전축을중심으로하여자유롭게회전할� ��있다.

[132] 즉，상기드럼 (242)은모터구동부 (241)에의해회전하고，정렬기 (243)는

비행체 (100)의위치에의해결정되는케이블 (300)의장력에의해자유롭게 회전하거나정렬기 (243)의구동에의해회전할수있다. [133] 따라서，정렬기 (243)와드럼 (242)은서로독립적으로회전하는구조를가질수 있다.

[134] 또한회전식에서유선비행체의케이블을감거나 푸는경우가아닌경우에는 비행체와연결된케이블의길이를일정하게유지 할필요가있다.

[135] 이를위하여，정렬기 (243)가회전하여정렬기의정렬위치가변하면

위치센서 (245)에의해제공되는정렬기 (243)와드럼 (242)간의정렬

위치오차가"영"이되도록모터구동부 (241)로드럼 (242)을희전시켜회전각 위치제어를수행할수있다.

[136] 즉비행체가선회시에는정렬기 (243)의정렬위치에드럼 (242)의

위치 (회전각)을추종하는정렬기추종제어를수행하� ��것을특징으로한다.

[137] 케이블조절부 (240)는다른방식으로도구현할수있고，때에따� ��서는생략될 수도있다.다만케이블조절부 (240)를생략할때는케이블을관리할별도의 방법이필요하다.

[138] 본발명의케이블조절부 (240)는케이블이동경로에케이블장력감지기를 포함하여케이블의감김과풀림을통하여케이블 의장력을조절할수있다.

[139] 도 4는회전체의이동변위로장력을검출하는장력� �지기의실시예이다.

[140] 도 4에서보는바와같이, 2개의회전체 (BB)는고정되고케이블 (300)의

이동경로에케이블의장력에따라자유롭게움직 일수있는회전체 (AA)가 포함되면회전체 (AA)의이동변위는케이블 (300)의장력에비례하게되고，그 이동변위를측정하여케이블 (300)의장력이감지된다.

[141] 본발명의케이블조절부에서케이블의장력을조 절하기위해일반적으로널리 사용되는도 4의회전체변위검출방식의장력감지기는본발� �의나머지 도면에서는생략하도록한다.

[142] 따라서도 3에서회전체변위검출방식의장력감지기표시� �생략되어있다.

[143] 도 5는케이블조절부와수소저장부로구성되는연� �전지연료공급장치의 실시예의사시도이다.

[144] 회전식케이블조절부 (240)의드럼 (242)은회전운동을하므로드럼에감겨져 있는전송케이블 (300a)과독립적으로분리되어 있는수소저장부 (220)또는 수소발생부 (210)간의연결은일반적으로회전부와고정부간� ��

유체 (액체,공기,가스등)매질을전달하는기능을제� �하는로터리조인트를 통하여연결할수있다.

[145] 도 5(a)에서는상기로터리조인트를사용하지않고� �소저장부 (220)와케이블 조절부 (240)를일체형으로연결한실시예의사시도이다.

[146] 즉,도 5(a)에서수소저장부 (220)와드럼 (242)은한몸체 (동일프레임)로

구성되어모터구동부 (241)에의해드럼 (242)과공급제어부 (230)을포함하는 수소저장부 (220)는한몸체로회전한다.

[147] 따라서상기수소저장부 (220)와드럼 (242)간에상호움직임이발생되지않아 로터리조인트를이용할필요가없는장점이 있다. [148] 도 5(b)는연료전지연료공급장치의다른실시예의� �시도이다.

[149] 도 5(a)에서수소저장부 (220)는드럼 (242)의외부에위치하는반면에，도

5(b)에서는공간활용성을높이기위해원통형의� �소저장부 (220)를상기 드럼 (242)의회전중심내부에위치하는구조이다.:

[150] 도 5의회전식케이블조절부 (240)는모터구동부 (241)로드럼 (242)과수소

저장부 (220)를동시에회전시켜드럼에 전송케이블 (300a)을감거나풀며 ,또한 전송케이블 (300a)의길이를일정하게유지할경우에는정렬기 추종제어를할수 있다.

[151] 한편，도 5에서케이블조절부 (240)가고정식인경우에는，상기

수소저장부 (220)와드럼 (242)은회전하지않고고정되며，모터구동부 (241)에 의한정렬기 (243)의회전으로드럼 (242)에케이블 (300a)의감김과풀림이 수행된다.

[152] 상기고정식케이블조절부는로터리조인트를사 용하지않고수소저장부 ( 또는수소발생부)에직접전송케이블 (300a)을연결할수있는장점을제공한다.

[153] 그리고상기연료전지연료공급장치는차량에탑 재되는경우수소저장부를 탑재하고있는수소연료전지자동차에탑재하는 것이바람직하다.

[154] 상기전송케이블 (300a)은연료전지연료를전송하는연료전송통로 를

포함한다.

[155] 도 6은전송케이블의실시예 1의단면도이다.

[156] 전송케이블 (300a)의중심에는기본적으로연료전지의연료의 전송을위한 연료전송통로 (310)가형성되어 있고，연료전송통로 (310)는내피 (320)에의해 둘러싸여있다.외피는 (340)는인장력과강도가우수한재질 (예，아라미드섬유， 고강도폴리에틸렌섬유등)인것이바람직하다.� ��피 (340)와내피 (320)사이에는 유연성과탄력성이우수한보호재 (330)가층전된다.

[157] 그결과，전송케이블 (300a)은가벼우면서도내구성이우수하다.

[158] 또한요구되는운용조건에따라전송케이블 (300a)은내피 (320)，외피 (340), 보호재 (330)의구분없이단일소재의류브 (예:실리콘튜브)로구현될수있다.

[159] 도 7은전송케이블의실시예 2의단면도와사시도이다.

[160] 도 7에서는，도 6의외피 (340)가외부의 인장력에버티는힘을제공하는것이 아니라내부에설치되는고강도중심선 (370)이외부의인장력에버티는힘을 제공한다.

[161] 고강도중심선 (370)은강한힘을견딜수있는선모양의물체로서� ��전송

케이블의중심부에위치하여중심선 (central line)이라부른다.

[162] 도 7의연료전송튜브 (360)는인장력과강도가상대적으로취약한일반� ��도의 연료전송튜브를사용할수있다.

[163] 도 7에서는,인장력과강도가우수한재질 (예,아라미드섬유,고강도

폴리에틸렌섬유둥)로구성되는고강도중심선 (370)을연료전송통로 (310) 내부를관통하는구조로되어 있다. [164] 따라서상기고강도중심선 (370)에의해，도 7의전송케이블은높은인장력과 강도를효과적으로유지할수있다.

[165] 또한상기튜브 (360)은비행체 (100)와유선통신을하기위한통신선 (350)을 포함할수있다.

[166] 도 7에서통신선 (350)은전기를전도할수있는구리선일수도있지� ��，무게가 가볍고데이터전송량이많은광섬유통신선일수 도있다.

[167] 도 8은전송케이블의실시예 3의단면도이다.

[168] 도 8에서와같이 1가닥의튜브 (360)내부에연료전송통로 (310)와유체전송 통로 (310a)의다중전송통로가구성되면,연료를포함� �다종의유체를 독립적으로전송할수있다.

[169] 또한도 8의전송케이블 (300a)은 1개의류브 (360)로다수의유체를전송할수 있는다중전송튜브구조로인하여，유체를개별 적인튜브로전송하는것보다 전송케이블 (300a)의무게를대폭적으로줄일수있는장점을제 공한다.

[170] 도 8에서광섬유 (350a)통신선은연료전송통로 (310)내부를관통하는구조로 구성되면，다음과같은장점을제공한다.

[171] 첫째，연료전송케이블 (300a)과광섬유 (350a)통신선을 1가닥케이블로통합할 수있다.

[172] 둘째，광섬유또는광섬유통신선의보호외피 (또는피복)를튜브 (360)로

대산할수있어광섬유통신선은별도의보호외피 가필요없어지므로광섬유 통신선의부피와무게를대폭감소시킬수있다.

[173] 세째,광섬유는전기신호가아닌광신호로동작� �기때문에연료전송케이블의 연료와상호아무런영향을주지않는다.

[174] 여기서연료전송은연료전송통로 (310)공간에서광섬유 (350a)통신선이

차자하는점유공간을제외한나머지공간을통해 이루어진다.

[175] 도 9는전송케이블 (300a)의끝단처리부실시예의사시도를보여준다 .

[176] 광섬유 (350a)통신선은튜브 (360)의시작단과끝단부위에도 9에서보는바와 같이연료전송통로 (310)와광섬유 (350a)통신선으로분기된다.

[177] 도 10은다수의유체전송케이블을포함하는케이블� ��결구성도의 예이다.

[178] 도 10에서비행체 (100)의케이블 (300)은에너지공급부 (2000)에서

에너지 (연료，전기)를공급하기위한에너지공급케이� �� (3000)이외에추가로 임무용유체공급부 (2000a)에서비행체 (100)에요구되는임무에대웅되는 다양한유체 (예：농약，비료둥)를제공할수있도록유체전� ��케이블 (3000a)를더 포함할수있다.

[179] 상기에너지공급케이블 (3000)과유체전송케이블 (3000a)은케이블

조절부 (240)를경유하여비행체 (100)에연결된다.

[180] 따라서본발명의유선비행체에너지공급시스템 은비행체에에너지 (연료, 전기)공급뿐만아니라,요구되는임무에대웅되� ��다양한유체 (예:농약,비료 등)를제공하기위하여유체전송케이블을더구� �할수있다. [181] 한편，도 1에서비행체에유선으로에너지를공급하는경� �，비행체가 수직방향으로만비행하지않고수평방향으로비 행을하게되면，케이블 (300)의 경사각과케이블처짐으로지상의장애물과간섭 이발생하게되고，이로인하여 비행쎄방해를받을수있다.

[182] 도 11은지상 (1)의장애물 (2)과케이블 (300)이간섭되는모습이다.

[183] 비행체 (100)가수평방향으로움직일때,케이블 (300)이지상 (1)위의

장애물 (2)에걸려서움직임에방해를받을수있다.

[184] 도 12는지지대케이블경유방식의일실시예의개념� ��이다.

[185] 도 12(a)는본발명에서수평비행시케이블의경사각� ��처짐으로인하여

발생되는지상장애물과케이블간의간섭을방지 하기위한지지대에의한 케이블경유방식의개념도이다.

[186] 도 12(b)는지지대 (5000)에의해케이블 (300)이들려서지상물 (2)의간섭이없는 상태의개념도이다.

[187] 도 12에서보듯이지지대경유방식은케이블조절부 (240)의케이블 (300)이 소정의높이를제공하는지지대 (5000)상단에설치되어 있는케이블

경유기 (500)를경유하므로써 ,비행체가수평이동시에케이블 (300)이

지상물 (2)과간섭이되지않도록수직높이 (verticalheight)를제공한다.

[188] 또한상기케이블경유기지지대 (5000)의높이에따라간섭을희피할수있는 지상물 (2)의최대높이가정해진다.

[189] 그리고상기케이블경유기지지대 (5000)는상기케이블조절부 (240)의

방식 (회전식,고정식)에따라케이블조절부 (240)에부착되는위치와구조가 다르다.

[190] 도 13은케이블경유기를포함하는회전식케이블조� ��부 (240)의

일실시예이다.

[191] 도 13(a)는일실시예의정면도아고,도 13(b)는도 13(a)의사시도이다.

[192] 도 13(c)는경유기와일실시예의사시도를보여준다. ：

[193] 도 13(a)과도 13(b)에서케이블조절부 (240)의케이블 (300)은케이블

경유기 (500)를경유하여비행체 (100)에연결되고，드럼 (242)의회전에의해 케이블 (300)의풀림과감김이수행되는회전식구조이다.

[194] 또한,상기케이블경유기 (500)는케아블이동과비행체의위치에따른

케이블의다양한이동방향에대해이동마찰이최 소화되도록，도 13(c)에서 보듯이상기케이블경유기 (500)는케이블 (300)이동경로의접선방향으로 접촉면을제공하는회전체 (520)와상기회전체 (520)의회전축에수직한 회전축을갖는회전부 (530) (베어링)로구성된다.또한상기회전체 (520)는 회전체지지대 (510)에의해지지되고，상기회전체지지대 (510)는

회전부 (530) (베어링)와외륜에고정되고，상기회전부 (530) (베어링)의내륜은 케이블경유기지지대 (5000)에연결되는구조이다.

[195] 따라서，케이블경유기 (500)는케이블의이동과방향전환시에케이블에 작용하는마찰을최소화시킨다.

[196] 또한，케이블경유기지지대 (5000)는높은높이를조절할수있도록다양한 형상의다단식연결구조로구성될수있음은물론 이다.

[197] 도 14는케이블경유기를포함하는고정식케이블조� ��부의일실시예이다.

[198] 도 14(a)는고정식케이블조절부의 일실시예의정면도이고,도 14(b)는케이블 경유기의일실시예의사시도이고，도 14(c)는지지대이동가이드의 일실시예의 사시도이다.

[199] 도 14(a)에서고정삭케이블조절부 (240)는정렬기 (243)의회전에의해

케이블 (300)이드럼 (242)에감김과풀림동작이수행된다.

[200] 도 14(a)에서상기정렬기 (243)회전에의해정렬기의회전반경과고정식

케이블조절부 (240)의높이를사각형단면으로하는원기등과，� ��정식케이블 조절부 (240)와지지대이동가이드 (544)간의경사진케이블 (300)경로를삼각형 단면으로하는원뿔공간이형성된다.

[201] 따라서，상기고정식 케이블조절부 (240)에설치되는케이블경유기

지지대 (5000)는상기고정식케이블조절부 (240)와간섭이발생되지않도록， 상기원기등과원뿔이점유하는공간을배제한곳 에고정되는것을특징으로 한다ᅳ

[202] 또한도 14(a)에서보듯이 케이블경유기 (500)는정렬기 (243)의회전축선상의 케이블경유기지지대 (5000)일측상단에위치하고,비행체와연결된

케이블 (300)은케이블경유기 (500)를경유하여케이블조절부 (240)에연결된다.

[203] 또한도 14(a)에서보듯이케이블조절부 (240)의상단과정렬기회전축선상의 지지대의이동가이드 (544)간에소정의 이격거리를두어정렬기 (243)회전에 의해케이블꼬임이발생되지않고，드럼 (242)에케이블이풀림과감김이 원활하게되도록하는것이바람직하다.

[204] 도 14(a)에서케이블경유기 (500)는케이블 (300)이동과비행체의위치에따른 케이블의연결방향에대하여케이블의마찰이최 소화되도록도 14(b)에서 보듯이상기케이블경유기 (500)는케이블 (300)이동경로에접선방향으로 접촉면을제공하는회전체 (520)와상기회전체 (520)의회전축에수직한 ： 회전축을갖는회전부 (530)로구성된다.여기서상기회전부 (530)는베어링으로 구성하는것이바람직하다.

[205] 여기서상기회전체 (520)는회전체지지대 (510)에의해지지되고，상기회전체 지지대 (510)는회전부 (530)의외륜에고정되고,상기회전부 (530)의내륜은 케이블경유기지지대 (5000)에연결된다.

[206] 도 14(a)에서보듯아상기정렬기 (243)회전축선상의케이블경유기

지지대 (5000)는케이블 (300)을관통시켜구속시키는중공형태의파이프� ��상을 가진다.

[207] 그러나상기케이블경유기지지대 (5000)는다단식연결구조의착탈식으로 구성하는경우에는착탈을용이하기위해상기케 이블 (300)은지지대 (5000)의 관통구멍에의해구속되지않는구조가바람직하 다.

[208] 도 14(a)에서보듯이정렬기 (243)의희전과케이블 (300)의이동시에케이블에 가해지는마찰력을최소화하기위하여,지지대� �동가이드 (544)가정렬기 회전축선상의케이블경유기지지대 (5000)의 일측하단에부착되어 있다.

[209] 또한도 14(c)에서보듯이지지대이동가이드 (544)는도 14(b)의케이블

경유기 (500)와기능적으로같은구조를가지며，요구되� ��케이블의이동방향에 따라대웅되는회전체 (520)의부착위치 (각도)를다르게할수있다.

[210] 그리고도 14의고정식케이블조절부 (240)는,정렬기 (243)가고정되고

드럼 (242)이회전하는구조의회전식케이블조절부로� ��경되어도,구조적으로 도 14의케이블경유기지지대 (5000)와케이블경유기 (500)는동일하게 적용된다.

[211] 따라서도 14의지지대케이블경유방식은구조적으로고정� ��과회전식의 케이블조절부에모두적용할수있는장점을가진 다.

[212] 본발명의케이블경유기는회전체가상하로부착 되는경우만예시하였으나 케이블의이동경로방향과장력의크기에따라회 전체가좌우로더포함되어 부착될수있음은물론이다.

[213] 도 15는도 14의일실시예의사시도이다.

[214] 상기지지대에의한케이블경유방식에서，도 14와도 15의케이블

경유기 (500)와지지대이동가이드 (544)는케이블의이동과비행체의

방향전환 (또는선회)시쎄케이블에작용하는마찰과꼬임� ��최소화시키는 기능을제공한다.

[215] 본발명의지지대케이블경유방식은상기도 12의예시에서 1개의지지대로 구성되어있어，수평이동거리가길어지는경우 에는케이블의처짐이심해지고， 비행체에가해지는케이블의하중이증가한다.

[216] 이를해소하기위해，도 12의지지대케이블경유방식에서증간지지대를

추가적으로더포함시킬수있다.

[217] 도 16은중간지지대케이블경유방식의일실시예의� ��념도이다.

[218] 도 16(a)은중간지지대 (5000a)를포함하는지지대케이블경유방식의

개념도이고，도 16(b)는중간지지대 (5000a)에의해지상물 (2)과간섭이없도록 케이블 (300)의우희경로를제공하는개념도이다.

[219] 도 16(a)에서보듯이케이블경유기 (500)를포함하는증간지지대 (5000a)는

케이블조절부에서최대수평이동거리까지의중 간지점에설치되어

케이블 (300)이상기증간지지대 (5000a)의케이불경유기 (500a)를경유하게되고 이로인하여케이블처짐이줄어들어지상장애물 (2)과간섭없이최대수평이동 거리를증가시킬수있다. ：

[220] 또한케이블경유기 (500,500a)에의해비행체에가해지는케이블의하� �도

감소된다.

[221] 상기중간지지대 (5000a)는지상에고정하여설치할수도있고, 이동체 (예:차량)에설치할수있다.또한높이조절이가� �하도록다단연결 구조가바람직하다. '

[222] 도 16(a)의 예시에서상기중간지지대 (5000a)는한개로구성되어 있으나, 요구되는운용조건 (예:장애물위치，수평아동거리)에따라복수로 구성될수 있다.

[223] 여기서상기중간지지대의케이블경유기： (500a)는비행체가중간

지지대 (5000a)를넘어서는위치로수평이동을하는경우� �케이블의경유 경로를제공할수있다.

[224] 또한상기중간지지대를넘어서지않는영역에서 비행체가자유롭게수직및 수평이동을위하여상기중간지지대의케이블경 유기 (500a)를경유하지않는 것이바람직하다.

[225] 상기와같은기능을제공하기위해상기중간지지 대 (5000a)에설치되는

케이블경유기 (500a)의구조는비행체의위치에따라케이블을경 유시키거나 또는비경유가되도록구성한다.

[226] 따라서도 16(a)에서보는바와같이상기중간자지대의 케이블경유기 (500a)는 케이블을구속하지않고,케이블의경유경로를� �공하도록케이블

경유기 (500a)의일측면이개방되는구조를가지는것이바 람직하다.

[227] 도 16(b)에서보듯이다수의증간지지대 (5000a)와케이블경유기 (500a)는

다수의장애물 (2)을우회하는경로를제공하여비행체 (100)가장애물 (2)사이로 수평이동을할수있도록한다.

[228] 이와같이,중간지지대를더포함하는지자대케� �블경유방식은제한된

수직높이의지지대로저고도에서장애물과간섭 없이긴수평이동거리와 장애물의우회 경로를제공한다.

[229] 다수의중간지지대 (5000a)는별도의구조물을설치할수도있지만,기� ��에 설치되어있는구조물 (예를들면,가로등，전봇대，고층빌딩등)을이 용하여，그 구조물을중간지지대로이용할수도있다.

[230] 도 17은중간지지대의케이블경유기일실시예이다.

[231] 도 17(a)는중간지지대의케이블경유기실시예의정� ��도이고，도 17(b)는

사시도이다.

[232] 도 17(a)에서중간지지대의 케이블경유기 (500a)는기본적으로케이블 (300)의 이동마찰을최소화시켜주는회전체 (를러)는하부회전체 (520_1)와좌우 회전체 (52으 2)가수직되게구성되고,상기케이블경유기 (500a)는지지대 연결부 (531)를통하여중간지지대 (5000a)에연결된다.

[233] 그리고도 17(a)에서보듯이중간지지대의케이블경유기 (500a)fe케이블

경유기의일측면상단이개방되어 있어케이블을구속하지않는구조로 구성되는것을특징으로한다.

[234] 따라서상기케이블경유기의 일측면상단이개방되어 있는구조로인하여 상기일측면상단방향으로비행체가케이블을하 강시키면 (또는떨어뜨리면) 케이블은회전체 (520_1 ,520_2))에접촉하게되고,반대로비행체가케이블 을 수직으로상승시키면 (또는들어올리면)상기케이블은회전체접촉에� �� 이격되어케이블경유기 (500a)를벗어날수있다.

[235] 또한요구되는운용환경에따라상기케이블을케 이블경유기 (500a)에구속이 요구되는경우상기일측면을선택적으로개방구 조와닫힌구조로구성하여 제어할수있다.

[236] 또한케이블가이드 (51 1)는케아블가이드 (511)의폭 (너비)이내의위치에서 비행체가케이블을떨어뜨려도케이블이상기회 전체 (520_1 ,520_2)에쉽게 접촉할수있도록해준다.

[237] 또한，케이블경유기 (500a)의좌우회전체 (520_2)를포함하는면의수직방향은, 케이블을하강시켜회전체에접촉이원활하도록 ,도 16(a)에서보듯이케이블 조절부의케이블경유기 (500)와중간지지대의케이블경유기 (500a)를잇는직선 방향과동일하도록설치하는것이바람직하다.

[238] 도 18은비행체에의한케이블경유방식의실시예의� ��념도이다.

[239] 도 18(a)은비행체에의한지지대케이블경유방식의� ��념도이고，도 16(b)는 비행체의케이블경유기 (500)에의해케이블 (300)이들려서지상물 (2)의간섭이 없는상태의개념도이다.

[240] 도 12의지지대에의한케이블경유방식은케이블경� ��지지대가제공하는 높이로케이블의경유경로를제공하는반면에， 도 18은비행체 (100b)가 케이블 (300)의경유경로를제공한다.

[241] 케이블경유비행체 (100b)에는케이블경유기 (500)가설치되어 있어서，상기 비행체 (100b)가제공하는수직비행고도로케이블 (300)을위로

들어주는 (받쳐주는)역할을하므로,케이블 (300)이지상의장애물 (2)에간섭되지 않는다.즉지상의장애물에걸리지않는다.

[242] 도 18(a)에서보듯이케이블조절부의케이블이비행� �� 2(100b)를경유하여

비행체 l(100a)에연결되는구조를가지므로,：비행체 2(100b)는케이블 (300)의 경유수직높이를가변적으로변경시킬수있는장 점을갖는다.

[243] 반면에,비행체경유방식은독립적인케이블공� �구조로인하여케이블의 경유경로를제공하는비행체 2(100b)는비행체 l(100a)의케이블하증를

추가적으로부담해야하는단점을가진다.

[244] 본발명의상기케이블경유기는비행체가수평이 동시케이블하중의일정

부분을떠받쳐주는역할을하므로,비행체에가� �지는케이블하증을

감소시키는것을특징으로한다.

[245] 이것을다시설명하면，케이블경유기가제공하 는수직높이로비행체가

수평이동을하면，총케이블중량이케이블경유 기와비행체에균등하게 분배되어비행체에가해지는케이블하중이반으 로감소하게되고，이로인하여 감소된하중에대웅되는케이블길이를더길게할 수있어수평이동거리；를 증가시킬수있다. [246] 따라서，본발명의상기케이블경유기는수평이 동시에지상물과케이블간의 간섭방지는물론이고，비행체에가해지는케이 블하중을감소시켜수평이동 거리를증가시켜주는효과를제공한다.

[247] 도 19은비행체경유방식의케이블경유기실시예이� ��.

[248] 도 13의회전식케이블조절부에설치되는케이블경� ��기는비행체경유방식에 적용되는케이블경유기와구조적으로동일하다 .

[249] 그러므로도 19에예시된케이블경유기는도 13의케이블경유기로적용될수 있다.

[250] 도 19(a)의케이블경유기 (500)는단순한링형태의 링부 (501)와연결부 (502)를 포함하고，케이블 (300)이상기링부 (501)를통과하도록할수있다.상기 링부 (501)는연결부 (502)에결합되고연결부 (502)는케이블경유비행체 (400)의 하부몸체에설치된다.그러나링부 (501)와연결부 (502)만으로케이블경유기를 만들면,케이블경유기의구성이단순하다는장� �이 있으나케이블 (300)이 이동할경우링부 (501)과케이블 (300)사이에강한마찰력과장력이작용하여 전송케이블 (300)이손상될수있는문제점아있다ᅳ

[251] 따라서，상기케이블 (300)이통과하는링부 (501)에를러또는베어링 (504) (일부분만표시)포함하여케이블 (300)의이동마찰력을최소화할수있다.

[252] 또한，케이블의상하위치에따른케이블 (300)과케이블경유기 (500)의

상호간에작용하는웅력을최소화하기위해회전 부 (503)을더포함할수있다.

[253] 도 19(b)의케이블경유기 (500)는회전체지지대 (510)， 2개의회전체 (520)를 포함한다.회전체지지대 (510)는상기케이블경유기 (500)가설치된전송케이블 경유비행체 (100b)의하부몸체 (100b_l)의표면의수직방향을축방향으로하여 자유롭게회전을할수있도록설치된다.

[254] 또회전체지지대 (510)는 2개의회전체 (520)와결합하는데，상기 2개의

회전체의회전을허용하는구조로결합된다.

[255] 또한전송케이블 (300)은상기 2개의회전체사이를통과하도록하고,상기

2개의회전체의테두리에는홈이형성되어 있어서，상기전송케이블 (300)이 상기 2개의회전체사이를벗어나지않도록한다.

[256] 또한도 19(b)의구조는상기케이블 (300)이상기케이블경유기 (500)를통과할 때마찰력이최소화되도록，케이블이동경로에 접선방향의접촉면을제공하는 회전체와상기회전체의회전축에수직하는회전 축을제공하는것을특징으로 한다.

[257] 상기케이블경유기는케이블에가해지는장력과 케아블의내구성에따라

다양한형상과구조로구현될수있음은물론이다 .

[258] 도 20은다수의비행체에케이블이직렬로면결되는� ��이지체인구성방식을 보여준다.

[259] 도 20은다수의비행체 (100a~100n)가케이블 (300)에의해연속적으로직렬로 연결되는"데이지체인 (Daisy chain) "구성방식를보여준다. [260] 따라서상기 데이지체인 (Daisy chain)구성방식은총케이블길이의중량을 다수의비행체들이나누어분담하므로써，수직 비행고도를최대로구현할수 있는장점을가지는구조이다.

[261] 도 20(b)에서비행체 l(100a)의위치와비행체 2(100b)의위치가상호연동되게 제어되면，비행체 1과버행체 2는지상의장애물과간섭되지않으면서요구되� � 비행위치 (수직고도,수평거리)로이동할수있다.

[262] 최하단에위치하는상기비행체 l(100a)의케이블 (300)은지상에위치하는

케이블조절부 (240)에의해길이와장력이조절된다.

[263] 또한상기비행체 l(100a)에서분기되어비행체 2(100b)에연결되는

케이블 (300)은비행체 l(100a)에케이블조절부 (240)가더포함되어，

비행체 2(100b)에연결되는케이블 (300)길이와장력을조절하도록할수있으나， 비행체 l(100a)의부하증가를최소화하기위하여케이블� �절부를생략하여 비행체 2의께이블길이가고정되도록할수도있다ᅳ

[264] 또한장력감지기는케이블조절부의케이블이동 경로에설치되거나또는, 케이블에병렬로설치되어케이블의장력을감지 할수있다.

[265] 상기비행체 1에연결된케이블 (300)은케이블조절부 (240)에서장력을감지할 수있으나，상기비행체 2는케이블에병렬로연결된장력감지기 (999)에의해 장력을감지하는것이바람직하다.

[266] 도 20의유선비행체에너지공급시스템에대해다시� ��리하면，비행체는

제 1비행체를포함하는복수의비행체를포함하고,� ��이블은제 1비행체를 경유하여나머지비행체들에직렬로연결되고,� �기복수의비행체는상기 . 케이블로부터에너지를공급받으며，상기복수 의비행체를연결하는케이블은 길아가고정되어 있다.또한，상가비행체에는상기케이블의장� �을감지하는 장력감지기가설치되어 있다.

[267] 도 21은케이블에병렬로설치되는스프링식장력감� ��기의실시예이다.

[268] 스프링식장력감지기는케이블 (300)에 병렬로탄성체 (예:스프링)를연결하여 케이블장력에따른탄성체 (999_1)변위를측정하여장력을감지하는구조이� �.

[269] 도 21에서탄성체 (999_1)의변위에따라슬라이더가 (999_2)이동하면

저항 (999_3)이변하게되는테，상기저항값을측정하� �장력을감지한다ᅳ

[270] 상기장력감지기에병렬로연결되는케이블 (300)의길이는케이블파손을막기 위해도 21에서와같이탄성체 (999_1)의최대변위보다길다.

[271] 도 22는사각지대의시야확보를위한데이지체인의� ��결구성도이다.

[272] 도 22에서같이비행체 l(100a)은장애물 (2)보다높게위치하고

비행체 2(100b)는장애물 (2)보다낮게위치하면，비행체 l(00a)은높은시야를 확보할수있고,비행체 2(100b)는장애물 (2)에의해가려져 있는사각지대의낮은 시야를확보할수있다.

[273] 본발명의실시예에서 "데이지체인 (Daisy chain)"구성의비행체를

비행체 l(100a)과비행체 2(100b)의두대로한정하여설명하였지만，다수� � 비행체에도똑같이적용할수있음은물론이다.

[274] 또한본발명의 "데이지체인 (Daisy chain)"으로구성되는유선비행체에너지 공급시스템은，비행체에연결되는총케이블무 게가다수의비행체에분산되는 구조로인하여，최고비행고도를극대화할수있 는구조를제공한다.

[275] 또한다수의비행체위치좌표가적절하조합되면 ,지상의장애물간섭을

배제하면서유선비행체에요구되는수직고도와 수평이동 (비행)을제공하는 것을특징으로한다.

[276] 이러한임의의수직고도와수평이동 (비행)을제공하는데이지 체인방식의 유선비행체는고고도의수평이동뿐만아니라， 저고도의수평이동이요구되는 분야에다양한활용이가능하다.

[277] 한편비행체가회전하면케이블꼬임이발생되는 데,다수의비행체가직렬로 구성되는테이지체인방식에서는매우심각하다 ，

[278] 따라서데이지체인 (Daisy chain)방식으로연결되는다수의비행체가

독립적으로회전하더라도，상호케이블꼬임이 발생하지않는케이블꼬임방지 장치가요구된다.

[279] 본발명에서 데이지체인방식으로구성되는，유선비행체의 에너지공급

시스템은,고공정체비행시에는최대비행고도� �제공하고，수평이동시에는 지상장애물과간섭없이최대수평이동을제공하 는것을특징으로한다.

[280] 또한본발명에서케이블경유기를사용하는케이 블경유방식과데이지체인 방식의유선비행체에너지공급시스템은케이블 이지상물과간섭없이저고도 수평비행 (이동)을제공한다.

[281] 따라서저고도수평비행아요구되는다양한분야 (예：농업용방제,방송용

촬영，군사용지뢰탐지등)에본발명의유선비� �체에너지공급시스템이 적용될수있다.

[282] 또한본발명의유선비행체에너지공급시스템은 저고도수평비행의다양한 임무 (예:농약살포，비료공급등)수행을위한유체전 송케이블을더구비하는 것을특징으로한다.

[283] 또한상기다양한임무를수행하기위한임무장비 (예:유체살포기，카메라, 지뢰탐지기등)를비행체에더포함하여탑재할� �있음은물론이다.

[284] 한편비행체가회전및선회비행으로인하여비행 체자세가변경되면

비행체에고정되어 있는케이블은꼬임현상이발생되어，케이블이 손상을받을 수있다.

[285] 이러한문제점을방지하가위해，종래에는꼬임 을감지하여꼬임의

반대방향으로비행체를희전시키는방식을해결 했으나，이러한방식은

비행체의자세변경을초래하는문제점이 있다.

[286] 이러한경우케이블 (300)이비행체와독립적으로회전하는구조를가� ��면된다.

[287] 즉,상기연료전지와비행체가상호독립적인회� �구조를갖도록연료전지의 회전연결부는비행체몸체와연료전지를기계적 으로연결하는베어링과 연료전지출력를전기적으로연결하는슬립링으 로구성하면,케이블꼬임을 방지할수있다.

[288] 상기슬립링은회전부와고정부간에연결되는전 기케이블을꼬임없이전기를 전달해주는기능을제공한다. ：

[289] 도 23은슬립링유닛의실시예이다.

[290] 도 23에서회전부케이블 (115_4)과연결되어 있는 3개의슬립링 (115_1)이

3개의브러쉬 (115_2)에접촉하고있으면， 3가닥의회전부케이블 (115_4)과 슬립링 (115_1)이회전하더라도 3개의슬립링과 3개의브러쉬 (115_2)의접촉은 유지되므로， 3가닥의회전부케이블 (115_4)은슬립링 (1 15_1)을통하여 3가닥의 고정부케이블 (115_6)과전기적연결은유지될수있다.

[291] 여기서,최대허용되는케이블가닥수는슬립링 (115_1)의개수로정해지므로 요구되는케이블가닥수만큼슬립링 (115_1)개수를구성하면된다;

[292] 도 24는연료전지와비행체가상호독립적인회전구� ��를갖도록하여케이블 꼬임방지을위한실시예 1의구성도이다.

[293] 도 24에서는전송케이블 (300a)에연결된연료전지 (110)는회전부 (116)수단의 내륜 (116_2,내측회전체)에연결하고,비행체몸체 (100_1)는회전부 (1 16)수단의 외륜 (116_1，외측회전체)에연결하여비행체몸체 (10으 1)와연료전지 (1 10)가 독립적으로자유회전할수있는구조로만들어,� �기슬립링유닛 (115)을 이용하여연료전지 (110)와배터리 (120)의전기적연결을유지한다.따라서 비행체 (100)가회전및선회하거나연료전지 (110)가회전하더라도

배터리 (120)와의전기적연결은케이블꼬임없아유지된� ��.

[294] 도 24에서상기연료전지의출력단자 (111)는슬립링유닛의고정부단자와 연결되어한몸체로회전하는구조이고，상기슬 립링유닛의회전부

케이블 (112)은비행체몸체 (100_1)에고정되는비행체전기기기 (130)의 전력변환기 (140)에연결되는구조이다. :

[295] 따라서상기케이블꼬임방지장치는상기연료전 지 (110)와비행체 (100)가 상호독립적인회전구조를갖도록,연료전지의� �전연결부는비행체 (100)와 연료전지 (110)를기계적으로연결하는회전부 (116)와，전력변환기 (140)와 연료전지출력를전기적으로연결하는슬립링유 닛 (115)으로구성하여，케이블 꼬임을방지한다.

[296] 도 25는케이블꼬임방지실시예 2의구성도이다.

[297] 도 25에서보듯이전송케이블 (300a)는로터리조인트 (118)를통해

연료전지 (1 10)에연결된다.

[298] 일반적으로널리사용되는로터리조인트는회전 부와고정부간에

유체 (예:공기,액체，가스등)매질을전달하는기능� �제공한다.따라서전송 케이블 (300a)을로터리조인트 (1 18)를통하여연료전지 (110)에연결하는경우，도 23의슬립링은사용하지않고，연료전지 (110)는회전하지않는구조로구성할수 있다ᅳ [299] 특히，수소가스를전달매체로하는로터리조인 트는안전성을위해수소가스 누설에대한엄격한기밀성이보장되어야한다는 단점이있는반면，슬립링은 전기를전달매체로하므로 (가스누출에대한)안전성이보장되는장점을 가진다.

[300] 도 26은슬립링을사용하여케이블꼬임방지을위한� ��시예 3의구성도이다.

[301] 유선비행체 (100)에 전력케이블 (300b)을통하여 전력공급을하는경우에는，도

24에서와같이슬립링유닛 (115)에직접전력케이블 (300b)이연결되는구조로 구성된다.