[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20190014955A - Method and Apparatus for controlling Pitch Angle of Propeller - Google Patents

Method and Apparatus for controlling Pitch Angle of Propeller Download PDF

Info

Publication number
KR20190014955A
KR20190014955A KR1020170099142A KR20170099142A KR20190014955A KR 20190014955 A KR20190014955 A KR 20190014955A KR 1020170099142 A KR1020170099142 A KR 1020170099142A KR 20170099142 A KR20170099142 A KR 20170099142A KR 20190014955 A KR20190014955 A KR 20190014955A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
propeller
pitch angle
ship
value
angle
Prior art date
Application number
KR1020170099142A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이원학
Original Assignee
월드콥터코리아 주식회사
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 월드콥터코리아 주식회사 filed Critical 월드콥터코리아 주식회사
Priority to KR1020170099142A priority Critical patent/KR20190014955A/en
Publication of KR20190014955A publication Critical patent/KR20190014955A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H3/00—Propeller-blade pitch changing
    • B63H3/008—Propeller-blade pitch changing characterised by self-adjusting pitch, e.g. by means of springs, centrifugal forces, hydrodynamic forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H7/00—Propulsion directly actuated on air
    • B63H7/02—Propulsion directly actuated on air using propellers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

Disclosed are a method and an apparatus for controlling a pitch angle of a propeller. According to an aspect of the embodiment, the present invention provides the method and the apparatus for controlling the pitch angle of the propeller so as to calculate the pitch angle to obtain maximum efficiency regardless of the number of revolutions of the propeller and an irregular velocity change of a ship.

Description

프로펠러 피치각 제어장치 및 방법{Method and Apparatus for controlling Pitch Angle of Propeller}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a propeller pitch angle control apparatus and method,

본 실시예는 항공기 프로펠러를 이용하여 추력을 발생시키는 선박에 있어서, 프로펠러의 피치각을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a pitch angle of a propeller in a ship which generates thrust using an aircraft propeller.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

프로펠러를 이용하여 추력을 발생시키는 선박, 예를 들어, 에어보트는 일반적인 선박에서 사용하는 수중 스크루가 아닌 선체 위의 항공기 프로펠러로 추력을 발생시킨다. 또한, 에어보트는 선체가 편평하게 제작되어 수심이 매우 낮은 지역은 물론, 습지, 갯벌, 얼음, 눈 위, 심지어는 육상의 도로에서도 운영될 수 있다. 그리하여 에어보트는 미국의 플로리다 지역 늪지와 러시아의 결빙호수나 폭설지역에서 많이 애용되고 있는 특수선박이다. Vessels that generate thrust using a propeller, for example, an air boat, generate thrust with an aircraft propeller on the hull rather than an underwater screw used in a typical ship. Airboats can also be operated on wetlands, tidal flats, ice, snow, and even on the roads, as well as areas of low water depth, built with flat hulls. Thus, the Airboat is a special ship that is widely used in the Florida area swamps in America and the freezing lakes and heavy snow areas in Russia.

이러한 에어보트는 기존의 소형 보트에 수중 스크루 엔진을 제거하고 소형 비행기 엔진과 함께 고정피치 프로펠러를 장착함으로 실화되었다. 에어보트는 비행기 프로펠러가 발생시키는 추력을 사용하여 수륙양용의 특별한 기능을 가지게 된 것이다.These airboats were falsified by removing submerged screw engines from conventional small boats and by installing fixed pitch propellers with small aircraft engines. Airboats use a thrust generated by an airplane propeller to provide special functions for amphibious operations.

그러나 보트 제작자들의 항공기 프로펠러의 효율성 이해와 기술적인 한계로 인해 여전히 비효율적으로 에어보트를 운영하는 문제점이 있다.However, there is still the problem of operating the airboat inefficiently due to the understanding of the efficiency of the aircraft propeller of the boat manufacturer and the technical limitations.

에어보트에 사용되는 소형항공기 프로펠러는 일정한 순항속도와 엔진의 일정한 정출력에 맞춰져 설계되어 있으므로 피치가 고정되어 있다. 이에 따라, 자동차의 시내 운전처럼 빈번한 속도와 출력변화를 갖는 에어보트는 비행기 고정피치 프로펠러를 사용하게 되면 효율적인 출력을 기대할 수 없다. Small airplane propellers used in airboats are fixed in pitch because they are designed to be constant in cruising speed and fixed constant output of the engine. Accordingly, an air boat having a frequent speed and an output change, such as an in-vehicle operation of an automobile, can not expect an efficient output when an airplane fixed pitch propeller is used.

종래의 대부분의 에어보트는 고정피치 프로펠러를 사용하고 있는데, 에어보트에 고정피치 프로펠러가 사용되는 것은 자동차로 비유하자면 최고 속도까지 낼 수 있는 최고 높은 기어로 주행을 계속하는 것과 같이 출발 시점이나 저속 구간에서 매우 비효율적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 에어보트의 속도와 엔진의 회전수에 따라 시시각각 변화하는 프로펠러의 피치각 제어장치가 필요하다. 이것은 자동차의 경우 자동변속 기어장치에 해당한다.Most of conventional airboats use a fixed pitch propeller. The use of a fixed pitch propeller in an airboat is similar to that of an automobile, but if the vehicle is running at the highest gear that can reach the maximum speed, Is very inefficient. In order to solve such a problem, a pitch angle control device of the propeller which changes momentarily according to the speed of the air boat and the number of revolutions of the engine is required. This corresponds to an automatic transmission gear device in the case of an automobile.

극히 일부의 에어보트가 가변피치 프로펠러 전용으로 제작된 엔진을 장착하여 가변피치 프로펠러를 사용하지만, 그것은 정속 가변피치 프로펠러로써 엔진 회전수를 일정하게(통상 최대회전수의 75%로 고정됨) 유지하기 위함이다. 즉, 일부의 에어보트에서 사용되는 가변피치 프로펠러는 엔진의 회전속도에 맞춰 프로펠러 피치를 수동으로 조종하는 것이므로, 에어보트에서는 오히려 불편한 문제가 있다. A very small number of airboats use variable pitch propellers with engines designed exclusively for variable pitch propellers, but this is a constant speed variable pitch propeller to maintain a constant engine speed (usually fixed at 75% of the maximum speed). to be. That is, the variable pitch propellers used in some airboats are manually inconvenient because the propeller pitch is controlled manually in accordance with the rotational speed of the engine.

따라서 에어보트의 빈번한 속도 변화와 엔진 출력 변화에 자동적으로 프로펠러 피치각을 제어하는 장치의 필요성이 존재한다.Therefore, there is a need for an apparatus that automatically controls the pitch angle of the propeller to change the speed of the air boat frequently and the engine output.

본 실시예는, 프로펠러의 회전수와 선박의 불규칙한 속도변화에도 불구하고, 최대효율을 갖도록 하는 피치각을 연산하여 해당 피치각을 갖도록 프로펠러의 피치각을 제어하는 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for controlling a pitch angle of a propeller so as to have a pitch angle for calculating a pitch angle for achieving maximum efficiency regardless of the number of revolutions of the propeller and the irregular velocity of the ship .

본 실시예의 일 측면에 의하면, 선박이 최적의 효율로 동작하도록 상기 선박 내 센서로부터 센싱값을 수신하여 프로펠러의 피치각을 제어하는 프로펠러 피치각 제어장치에 있어서, 상기 센서로부터 프로펠러의 회전속도(RPM: Revolutions Per Minute) 값 및 상기 선박의 속도값을 수신하거나 상기 프로펠러로 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어신호를 전송하는 통신부 및 상기 프로펠러의 회전속도 값 및 상기 선박의 속도값을 이용하여 프로펠러의 받음각을 연산하고, 상기 받음각이 기 설정된 범위 내에서 일정하게 유지되도록 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a propeller pitch angle control device for receiving a sensing value from a sensor in a ship so as to operate the ship at an optimum efficiency to control a pitch angle of the propeller, A Revolutions Per Minute value and a speed value of the ship or a control signal for controlling the pitch angle of the propeller with the propeller, and a control unit for controlling the propeller using the revolution speed value of the propeller and the speed value of the ship, And a control unit for calculating the angle of attack and controlling the pitch angle of the propeller so that the angle of attack is kept constant within a predetermined range.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 프로펠러 피치각 제어장치가 선박이 최적의 효율로 동작하도록 상기 선박 내 센서로부터 센싱값을 수신하여 프로펠러의 피치각을 제어하는 방법에 있어서, 상기 센서로부터 프로펠러의 회전속도(RPM: Revolutions Per Minute) 값 및 상기 선박의 속도값을 수신하는 수신과정과 상기 프로펠러의 회전속도 값 및 상기 선박의 속도값을 이용하여 프로펠러의 받음각을 연산하고, 상기 받음각이 기 설정된 범위 내에서 일정하게 유지되도록 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어과정 및 상기 프로펠러로 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어신호를 전송하는 전송과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a pitch angle of a propeller by receiving a sensing value from a sensor in a ship so that a propeller pitch angle control device operates at an optimum efficiency, A receiving process of receiving a revolutions per minute (RPM) value and a speed value of the ship, calculating a receiving angle of the propeller by using a rotational speed value of the propeller and a speed value of the ship, And controlling the pitch angle of the propeller so that the pitch angle of the propeller is kept constant within the pitch angle of the propeller, and transmitting a control signal for controlling the pitch angle of the propeller to the propeller, .

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 프로펠러의 회전수와 선박의 불규칙한 속도변화에도 불구하고, 프로펠러의 피치각을 제어하여 최대효율을 갖도록 하는 장점이 있다.As described above, according to the present embodiment, there is an advantage that the pitch angle of the propeller is controlled in spite of the variation of the number of revolutions of the propeller and the irregular velocity of the ship, thereby achieving maximum efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 피치각 제어장치가 장착된 선박을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 피치각 제어장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 선체 속도 및 엔진 회전속도와 받음각과의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 받음각과 양력 계수 및 항력 계수와의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 피치각 제어장치가 프로펠러 피치각을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.1 is a view showing a ship equipped with a propeller pitch angle control device according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of a propeller pitch angle control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the relationship between the speed of the ship, the engine rotation speed, and the angle of attack.
4 is a graph showing the relationship between the angle of attack, the lift coefficient and the drag coefficient.
5 is a flowchart illustrating a method for controlling a propeller pitch angle according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. Throughout the specification, when an element is referred to as being "comprising" or "comprising", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise . In addition, '... Quot ;, " module ", and " module " refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 피치각 제어장치가 장착된 선박을 도시한 도면이다.1 is a view showing a ship equipped with a propeller pitch angle control device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)은 선체속도 감지센서(110), 회전속도 감지센서(120), 속도제어 감지센서(130), 프로펠러 피치각 제어장치(140), 액추에이터(150) 및 가변피치 프로펠러(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a ship 100 according to an embodiment of the present invention includes a ship speed sensing sensor 110, a rotation speed sensing sensor 120, a speed control sensing sensor 130, a propeller pitch angle control device 140 An actuator 150, and a variable pitch propeller 160.

선체속도 감지센서(110)는 선체의 현재 속도를 감지한다. 선박의 속도는 브레이크나 가속페달 등으로 인해 의도적으로 변화할 수 있지만, 유속이나 유체의 방향 변화로 인해 변화할 수 있다. 선체속도 감지센서(110)는 전술한 다양한 요인으로 인해 변화하는 선체의 속도를 감지한다. 예를 들어, 선체속도 감지센서(110)는 선체로 진입하는 공기의 진입속도를 측정함으로써 간접적으로 선체 속도의 변화를 감지할 수 있고, GPS 등을 이용하여 현재 선체의 좌표 변화와 좌표의 변화 시간을 측정함으로써 선체의 속도를 감지할 수 있다. 선체속도 감지센서(110)는 감지한 선체 속도값을 프로펠러 피치각 제어장치(140)로 전달한다.The hull velocity sensing sensor 110 senses the current speed of the hull. The speed of the ship can be intentionally changed due to brakes, accelerator pedal, etc., but may change due to changes in flow rate or fluid direction. The hull velocity sensing sensor 110 senses the velocity of the hull which changes due to various factors described above. For example, the hull velocity detecting sensor 110 can indirectly detect a change in the hull velocity by measuring the entering velocity of the air entering the hull, and can measure the change of the coordinate of the current hull and the change time The speed of the hull can be detected. The hull velocity sensor 110 transmits the sensed hull velocity value to the propeller pitch angle controller 140.

회전속도 감지센서(120)는 선박(100)에 장착된 프로펠러의 회전속도를 검출한다. 회전속도 감지센서(120)는 발전식, 전자식, 발진식, 광전식, 홀효과식, 자기저항식 등의 방식을 이용하여 프로펠러의 회전속도를 검출한다. 회전속도 감지센서(120)는 검출한 프로펠러의 회전속도를 프로펠러 피치각 제어장치(140)로 전달한다.The rotational speed detecting sensor 120 detects the rotational speed of the propeller mounted on the ship 100. The rotation speed detection sensor 120 detects the rotation speed of the propeller by using a power generation type, an electronic type, an oscillation type, a photoelectric type, a Hall effect type, a magnetoresistance type, or the like. The rotational speed sensor 120 transmits the rotational speed of the detected propeller to the propeller pitch angle controller 140.

속도제어 감지센서(130)는 선박(100)의 속도 제어수단(미도시)으로부터 속도 제어값을 감지한다. 속도제어 감지센서(130)는 선체속도 감지센서(110)처럼 외부 환경의 영향도 함께 고려해야 하는 선박의 현재속도를 감지하는 것이 아니라, 선장에 의해 의도적으로 제어되는 속도 제어수단의 속도 제어값을 감지한다. 여기서, 속도 제어수단은 선박의 속도를 높이려는 엑셀레이터 또는 선박의 속도를 줄이려는 브레이크가 될 수 있다. 속도제어 감지센서(130)는 속도 제어수단, 예를 들어, 엑셀레이터가 눌려진 각도나 정도를 파악하여 속도 제어수단의 속도 제어값을 감지한다. 속도제어 감지센서(130)는 감지한 속도 제어값을 전술한 센서들과 마찬가지로 프로펠러 피치각 제어장치(140)로 전달한다.The speed control detection sensor 130 senses the speed control value from the speed control means (not shown) of the ship 100. The speed control detection sensor 130 detects the speed control value of the speed control means intentionally controlled by the skipper, instead of sensing the current speed of the ship, do. Here, the speed control means may be an accelerator for increasing the speed of the ship or a brake for reducing the speed of the ship. The speed control detection sensor 130 detects the speed control value of the speed control means by detecting the angle or degree of the speed control means, for example, the accelerator. The speed control detection sensor 130 transmits the sensed speed control value to the propeller pitch angle controller 140 like the sensors described above.

프로펠러 피치각 제어장치(140)는 전술한 센서들(110, 120, 130)로부터 수신한 값을 이용하여 현재 선박이 최대효율로 동작하는지를 연산하여, 결과에 따라 최대효율을 갖는 피치각을 갖도록 프로펠러를 제어한다. 여기서, 피치란 프로펠러 1회전시 선박(100)의 이동거리를 의미하고, 가변피치란 피치가 고정되지 않고 변동되는 것을 의미한다. 프로펠러 피치각 제어장치(140)는 속도제어 감지센서(130)로부터 수신한 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라 자동으로 피치각을 제어할지를 결정한다. 자동으로 피치각을 제어하는 것으로 결정한 경우, 프로펠러 피치각 제어장치(140)는 선체속도 감지센서(110)와 회전속도 감지센서(120)로부터 수신한 선체 속도값과 프로펠러의 회전속도 값을 이용하여 받음각을 연산한다. 연산한 받음각이 기 설정된 범위 내의 값이 아닌 경우, 프로펠러 피치각 제어장치(140)는 받음각이 기 설정된 범위 내에서 유지되도록 프로펠러의 피치각을 제어한다. 프로펠러 피치각 제어장치(140)의 피치각 제어과정은 도 2 내지 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The propeller pitch angle controller 140 calculates the current efficiency of the ship at the maximum efficiency by using the values received from the sensors 110, 120, and 130 and outputs the pitch angle to the propeller pitch control device 140, . Here, the pitch means the moving distance of the ship 100 during one revolution of the propeller, and the variable pitch means that the pitch is not fixed but varies. The propeller pitch angle controller 140 determines whether to automatically control the pitch angle according to whether the speed control value received from the speed control sensor 130 exceeds a predetermined reference value. If it is determined that the pitch angle is to be automatically controlled, the propeller pitch angle control device 140 uses the hull velocity value and the rotational speed value of the propeller received from the hull velocity sensor 110 and the rotational velocity sensor 120 Calculate the angle of attack. If the computed angle of attack is not within a predetermined range, the propeller pitch angle controller 140 controls the pitch angle of the propeller so that the angle of attack is maintained within a predetermined range. The pitch angle control process of the propeller pitch angle control device 140 will be described in detail with reference to FIGS.

액추에이터(150)는 프로펠러 피치각 제어장치(140)로부터 피치각을 제어하는 제어신호를 수신하여, 수신된 제어 신호에 따라 액추에이터 스트로크의 위치를 조절함으로써 가변피치 프로펠러(160)의 피치각을 조절한다. The actuator 150 receives a control signal for controlling the pitch angle from the propeller pitch angle control device 140 and adjusts the pitch angle of the variable pitch propeller 160 by adjusting the position of the actuator stroke in accordance with the received control signal .

가변피치 프로펠러(160)는 선박(100)에 장착되며, 프로펠러 피치각 제어장치(140)의 제어에 따라 피치를 가변하는 프로펠러이다. 가변피치 프로펠러(160)는 양력과 추력이 동일한 방향으로 작용하도록 선박(100)에 장착된다. 가변피치 프로펠러(160)는 선박(100)에 장착되어 선박(100)으로 추력을 제공하며, 프로펠러 피치각 제어장치(140)의 제어에 따라 피치각을 제어함으로써 피치와 함께 프로펠러의 회전속도를 변화시킨다. The variable pitch propeller 160 is mounted on the ship 100 and is a propeller that varies the pitch under the control of the propeller pitch angle control device 140. The variable pitch propeller 160 is mounted on the ship 100 so that lift and thrust force act in the same direction. The variable pitch propeller 160 is mounted on the ship 100 to provide thrust to the ship 100 and controls the pitch angle according to the control of the propeller pitch angle control device 140 to change the rotational speed of the propeller together with the pitch .

도 1에서는 가변피치 프로펠러(160)가 장착된 이동체로 선박(100)이 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 가변피치 프로펠러(160)가 양력과 추력이 동일한 방향으로 작용하도록 장착되는 경우라면, 선박(100)은 선박(100)외에도 어떠한 이동체로 대체될 수 있다. 다만, 설명의 편의상 이하에서는 이동체를 선박으로 특정하여 설명하기로 한다.In FIG. 1, the ship 100 is shown as a moving body equipped with a variable pitch propeller 160, but the present invention is not limited thereto. When the variable pitch propeller 160 is mounted such that the lift force and thrust force act in the same direction, the ship 100 can be replaced by any moving body other than the ship 100. [ However, for convenience of explanation, the following description will be made by specifying the moving object as a ship.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 피치각 제어장치의 구성을 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a propeller pitch angle control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 피치각 제어장치(140)는 통신부(210), 모드 판단부(220), 제어부(230)를 포함한다.2, the propeller pitch angle control apparatus 140 includes a communication unit 210, a mode determination unit 220, and a control unit 230. The control unit 230 includes a communication unit 210, a mode determination unit 220,

통신부(210)는 각 센서로부터 센싱값을 수신하며, 제어부(230)의 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어신호를 액추에이터(150)로 전송한다. 통신부(210)는 선체속도 감지센서(110)로부터 선체의 현재 속도값을, 회전속도 감지센서(120)로부터 프로펠러의 회전속도값을, 속도제어 감지센서(130)로부터 속도 제어값을 수신한다. 또한, 통신부(210)는 제어부(230)로부터 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어신호를 수신하여 이를 액추에이터(150)로 전송한다. 통신부(210)는 각 센서(110, 120, 130) 및 액추에이터(150)와 유선 또는 무선통신을 이용하여 연결되어, 각 센싱값 또는 신호를 송수신할 수 있다.The communication unit 210 receives a sensing value from each sensor and transmits a control signal for controlling the pitch angle of the propeller of the control unit 230 to the actuator 150. The communication unit 210 receives the current speed value of the hull from the hull speed sensor 110, the rotational speed value of the propeller from the rotational speed sensor 120, and the speed control value from the speed control sensor 130. The communication unit 210 receives a control signal for controlling the pitch angle of the propeller from the control unit 230 and transmits the control signal to the actuator 150. The communication unit 210 is connected to each of the sensors 110, 120, and 130 and the actuator 150 using wire or wireless communication, and can transmit and receive the sensing values or signals.

모드 판단부(220)는 속도 제어값을 이용하여 선박(100)이 동작할 모드를 판단한다. 모드는 자동모드와 수동모드로 구분된다. 자동모드는 센서들로부터 수신한 센싱값을 이용하여 프로펠러 피치각 제어장치(140)가 스스로 받음각을 연산하여, 받음각이 기 설정된 범위 내에서 유지되도록 스스로 프로펠러의 피치각을 제어하는 모드이다. 수동모드는 프로펠러 피치각 제어장치(140)가 별도로 프로펠러의 피치각에 대해 제어를 하지 않는 모드이다. 프로펠러 피치각 제어장치(140)가 수동모드도 구비하고 있는 이유는 다음과 같다. 프로펠러 피치각 제어장치(140)가 자동모드로 동작하는 경우, 선장이 의도적으로 속도 제어수단(엑셀레이터)을 이용하여 가속을 하려 할 때, 받음각을 기 설정된 범위 내로 유지하고자 선박의 속도를 줄이는 상황이 발생할 수 있다. 이처럼, 선장이 의도적으로 속도 제어수단을 이용하여 선박의 속도를 제어하는 상황에서도 프로펠러 피치각 제어장치(140)가 자동모드로 동작하게 되면, 선장의 의도와는 다르게 선박이 제어되는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하고자, 프로펠러 피치각 제어장치(140)는 자동모드와 수동모드를 구비한다. 모드 판단부(220)는 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라 모드를 구분한다. 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우는 선장의 의도적으로 엑셀레이터를 이용하여 가속을 하려는 상황이거나, 브레이크를 이용하여 감속을 하려는 상황이다. 이와 같은 경우라면, 전술한 바와 같이 선박(100)이 수동모드로 동작하는 것이 효율적이다. 따라서 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우, 모드 판단부(220)는 수동모드로 동작하도록 판단한다. 반면, 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하지 않는 경우라면, 선장이 의도적으로 선박(100)을 제어하려는 상황이 아니다. 따라서 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하지 않는 경우, 모드 판단부(220)는 자동모드로 동작하도록 판단한다. The mode determination unit 220 determines a mode in which the ship 100 operates using the speed control value. The mode is divided into an automatic mode and a manual mode. The automatic mode is a mode in which the propeller pitch angle controller 140 itself calculates the angle of attack using the sensing value received from the sensors and controls the pitch angle of the propeller itself so that the angle of attack is maintained within a predetermined range. The manual mode is a mode in which the propeller pitch angle controller 140 does not control the propeller pitch angle separately. The reason why the propeller pitch angle controller 140 also has a manual mode is as follows. When the propeller pitch angle control device 140 operates in the automatic mode, when the captain intentionally attempts to accelerate using the speed control means (accelerator), the situation in which the speed of the ship is reduced to keep the angle of attack within a predetermined range Lt; / RTI > If the propeller pitch angle control device 140 operates in the automatic mode even in a situation where the captain intentionally controls the speed of the ship using the speed control means, the situation that the ship is controlled differently from the intention of the captain may occur have. In order to prevent such a problem, the propeller pitch angle control device 140 has an automatic mode and a manual mode. The mode determination unit 220 determines a mode according to whether the speed control value exceeds a preset reference value. If the speed control value exceeds the preset reference value, the captain intentionally attempts to accelerate using the accelerator or decelerate using the brake. In such a case, it is effective that the ship 100 operates in the manual mode as described above. Accordingly, when the speed control value exceeds the predetermined reference value, the mode determination unit 220 determines to operate in the manual mode. On the other hand, if the speed control value does not exceed the predetermined reference value, the captain does not intentionally control the ship 100. Accordingly, when the speed control value does not exceed the predetermined reference value, the mode determination unit 220 determines to operate in the automatic mode.

모드 판단부(220)가 자동모드로 동작하도록 판단한 경우, 제어부(230)는 선체의 현재 속도값 및 프로펠러의 회전속도값을 이용하여 받음각(Angle of Attack)을 연산한다. 받음각은 단순히 동체에 붙어 있는 날개의 각도를 의미하는 것이 아니라 비행기 진행 속도와 상승, 또는 하강으로 생기는 상대적인 공기의 합성 각도를 의미한다. 프로펠러의 경우, 받음각은 비행기나 선박의 전진 속도와 프로펠러의 회전 속도가 합성된 바람(상대풍, Relative wind)의 각도를 의미한다. 이는 도 3에 도시되어 있다. When the mode determining unit 220 determines to operate in the automatic mode, the controller 230 calculates the angle of attack using the current speed value of the hull and the rotational speed value of the propeller. The angle of attack does not simply refer to the angle of the wing attached to the fuselage but to the relative velocity of the air relative to the speed of flight and the rise or fall of the aircraft. In the case of a propeller, the angle of attack refers to the angle of the combined wind (relative wind) of the forward speed of the aircraft or ship and the rotational speed of the propeller. This is shown in FIG.

도 3은 선체 속도 및 엔진 회전속도와 받음각과의 관계를 도시한 도면이다.3 is a diagram showing the relationship between the speed of the ship, the engine rotation speed, and the angle of attack.

상대풍은 선체의 속도와 프로펠러의 회전속도를 합성한 벡터의 역방향을 의미하며, 받음각은 상대풍과 프로펠러의 회전속도가 이루는 각도를 의미한다. 받음각은 선체속도에 비례하여 선체속도가 커질수록 커지며, 프로펠러의 회전속도에 반비례하여 프로펠러의 회전속도가 커질수록 작아진다. 이처럼, 제어부(230)는 선체의 현재 속도값 및 프로펠러의 회전속도값을 이용하여 받음각을 연산한다.The relative wind refers to the opposite direction of the vector that combines the speed of the hull and the rotational speed of the propeller, and the angle of attack refers to the angle between the relative wind and the rotational speed of the propeller. The angle of attack increases as the hull velocity increases in proportion to the hull speed, and decreases as the propeller speed increases in inverse proportion to the propeller rotational velocity. In this way, the control unit 230 calculates the angle of attack using the current speed value of the ship and the rotation speed value of the propeller.

제어부(230)는 받음각이 기 설정된 범위 내에서 일정하게 유지되도록 프로펠러의 피치각을 제어한다. 제어부(230)가 받음각을 기 설정된 범위 내에서 일정하게 유지하는 이유는 다음과 같다.The control unit 230 controls the pitch angle of the propeller so that the angle of attack is kept constant within a predetermined range. The reason why the controller 230 keeps the angle of attack constant within a predetermined range is as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, ρ는 공기 밀도를, G는 프로펠러 추력계수를, N은 프로펠러의 회전 수를, D는 프로펠러의 직경을 의미한다. 이때, 종래의 항공기는 장거리를 운항하는 항공기로서, 시내를 주행하는 자동차와 같이 가다 서다를 반복하는 것이 아니라, 일정한 궤도에 오르면 지속적인 속도로 주행한다. 따라서 종래의 항공기에 사용되던 (가변피치) 프로펠러 제어장치는 N(프로펠러의 회전수)을 항상 최대로 유지하여 추력을 최대로 갖도록 프로펠러의 피치각을 제어하는 장치이다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)은, 종래의 항공기와는 달리, 속도의 변화가 다양하여 N을 일정하게 유지하는 것은 무리가 따른다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 피치각 제어장치(140)는 G(프로펠러 추력계수)를 최적의 효율을 갖는 값으로 유지함으로써, 선박(100)이 최적의 효율로 운행하도록 한다. 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 프로펠러(160)는 추력과 양력이 동일한 방향으로 작용하도록 선박에 장착되기 때문에, 프로펠러의 추력계수는 양력계수의 제어에 따라 함께 제어된다. 제어부(230)가 최적의 효율을 갖도록 양력 계수를 제어하는 방법은 도 4와 함께 설명하도록 한다. Here, ρ is the air density, G is the propeller thrust coefficient, N is the number of revolutions of the propeller, and D is the diameter of the propeller. Conventional airplanes are long-haul aircrafts that travel at a constant speed when they ascend to a certain orbit, rather than repeatedly going back and forth like cars traveling in the city. Therefore, the propeller control device (variable pitch) used in the conventional aircraft is a device for controlling the pitch angle of the propeller so as to maximize the thrust by keeping the N (the number of revolutions of the propeller) at the maximum at all times. On the other hand, in the ship 100 according to the embodiment of the present invention, unlike the conventional aircraft, it is difficult to maintain N constantly because the speed varies. Therefore, the propeller pitch angle control device 140 according to the embodiment of the present invention maintains the G (propeller thrust coefficient) at a value having the optimum efficiency, thereby allowing the ship 100 to operate at the optimum efficiency. As described above with reference to Fig. 1, since the propeller 160 is mounted on the ship so that thrust and lift act in the same direction, the thrust coefficient of the propeller is controlled together with the control of the lift coefficient. A method of controlling the lift coefficient so that the controller 230 has an optimum efficiency will be described with reference to FIG.

도 4는 받음각과 양력 계수 및 항력 계수와의 관계를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the angle of attack, the lift coefficient and the drag coefficient.

도 4에 도시된 그래프는 특정 에어포일에 대한 받음각과 양력 계수 및 항력 계수와의 관계를 도시한다. 그래프의 x축은 받음각의 크기를 나타내며, 그래프의 y축은 양력 계수(410, CL), 항력계수(420, CP) 또는 양항비(양력과 항력의 비, 430, L/D)의 크기를 나타낸다. 선박에 작용하는 힘으로서, 양력은 크면 클수록 좋고, 항력은 작으면 작을수록 좋다. 즉, 가장 작은 항력이 발생하며 가장 많은 양력이 발생할 때, 선박은 최적의 효율을 가질 수 있다. 그러나 도 4에 도시된 그래프에서 볼 수 있듯이, 양력이 커짐에 따라 항력도 커지며, 받음각이 특정 값 이상에서는 양력이 커지는 폭보다 항력이 커지는 폭이 증가함을 볼 수 있다. 따라서 양력을 무조건 키우는 것은 바람직하지 않으며, 양항비가 가장 좋은 때가 선박의 효율이 최대가 된다. 도 4에 도시된 그래프 특성을 갖는 에어포일은 받음각이 약 2도(440)일 때, 최적의 양항비를 갖는다. 제어부(230)는 양항비가 가장 좋은 값을 갖는 받음각으로부터 기 설정된 오차를 갖는 범위, 즉, 기 설정된 범위 내에서 일정하게 유지되도록 프로펠러의 피치각을 제어한다. 도 4에 도시된 그래프 특성에 따르면, 제어부(230)는 받음각이 2도 부근으로 일정하게 유지되도록 프로펠러의 피치각을 제어한다.The graph shown in FIG. 4 shows the relationship between the angle of attack and the lift and drag coefficients for a specific airfoil. The x axis of the graph represents the magnitude of the angle of attack and the y axis of the graph represents the magnitude of the lift coefficient (410, C L ), the drag coefficient (420, C p ) . As the force acting on the ship, the larger the lift, the better. The smaller the drag, the better. That is, when the smallest drag is generated and the most lift occurs, the ship can have optimal efficiency. However, as can be seen from the graph shown in FIG. 4, the drag increases as the lift increases, and when the angle of attack exceeds a certain value, the increase in the drag increases as the lift increases. Therefore, it is not desirable to unconditionally raise the lift, and the vessel efficiency is maximized when the ship's port ratio is the best. The airfoil having the graphical characteristic shown in Fig. 4 has an optimal aspect ratio when the angle of attack is about 2 degrees (440). The control unit 230 controls the pitch angle of the propeller so that the binarization ratio is kept constant within a predetermined range from the angle of attack having the best value, that is, within a predetermined range. 4, the control unit 230 controls the pitch angle of the propeller so that the angle of attack is kept constant around 2 degrees.

선체의 속도나 프로펠러의 회전속도가 변화하는 경우, 받음각은 바뀌게 된다. 선장에 의해 또는 선박이 운행하는 장소에서의 유속이 빨라짐에 따라 선체의 속도가 빨라진 경우나 선장에 의해 프로펠러의 회전속도가 감소한 경우, 받음각은 최적의 양항비를 갖는 받음각보다 커져 기 설정된 범위를 벗어날 수 있다. 받음각이 커져 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 제어부(230)는 커진 받음각을 기 설정된 범위 내로 다시 복귀시키기 위해 프로펠러의 피치각을 제어한다. 제어부(230)는 프로펠러의 피치각을 감소시켜 프로펠러의 회전속도를 증가시킴으로써, 커진 받음각을 다시 줄여 기 설정된 범위 내로 유지되도록 제어한다. 반대로, 선장에 의해 또는 선박이 운행하는 장소에서의 유속이 느려짐에 따라 선체의 속도가 느려진 경우나 선장에 의해 프로펠러의 회전속도가 증가된 경우, 받음각은 최적의 양항비를 갖는 받음각보다 작아지며 기 설정된 범위를 벗어날 수 있다. 받음각이 작아져 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 제어부(230)는 작아진 받음각을 기 설정된 범위 내로 다시 복귀시키기 위해 프로펠러의 피치각을 제어한다. 제어부(230)는 프로펠러의 피치각을 증가시켜 프로펠러의 회전속도를 감소시킴으로써, 작아진 받음각을 다시 키워 기 설정된 범위 내로 유지되도록 제어한다. 이처럼, 제어부(230)는 프로펠러의 피치각을 제어하여 받음각을 조정함으로써, 받음각을 최적의 양항비를 갖는 받음각 부근(기 설정된 범위)으로 일정하게 유지한다.When the velocity of the hull or the speed of rotation of the propeller changes, the angle of attack is changed. When the velocity of the hull is increased by the speed of the ship by the master or by the speed of the ship, or when the speed of the propeller is reduced by the skipper, the angle of attack becomes larger than the angle of attack with the optimal airspeed, . If the angle of attack is larger than the predetermined range, the controller 230 controls the pitch angle of the propeller to return the increased angle of attack to a predetermined range. The control unit 230 decreases the pitch angle of the propeller to increase the rotational speed of the propeller so that the increased angle of attack is reduced to be maintained within a predetermined range. On the other hand, when the velocity of the hull is slowed by the skipper or the speed at which the ship is moving, or when the speed of rotation of the propeller is increased by the skipper, the angle of attack is smaller than the angle of attack having the optimum armament ratio, The set range may be exceeded. When the angle of attack becomes smaller and deviates from the preset range, the controller 230 controls the pitch angle of the propeller to return the reduced angle of attack to a predetermined range again. The control unit 230 increases the pitch angle of the propeller to reduce the rotation speed of the propeller so that the reduced angle of attack is regained so as to be maintained within the set range. As described above, the control unit 230 controls the pitch angle of the propeller to adjust the angle of attack, thereby maintaining the angle of attack constant in the vicinity of the angle of attack (the preset range) having the optimal airspeed ratio.

도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 제어부(230)는 프로펠러의 피치각을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 통신부(210)로 전달한다. 통신부(210)로 제어신호를 전달함으로써, 제어부(230)는 통신부(210)가 액추에이터(150)로 제어신호를 전달하도록 제어한다.As described with reference to FIG. 4, the controller 230 generates a control signal for controlling the pitch angle of the propeller and transmits the control signal to the communication unit 210. The control unit 230 controls the communication unit 210 to transmit the control signal to the actuator 150 by transmitting the control signal to the communication unit 210.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 피치각 제어장치가 프로펠러 피치각을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하였기 때문에, 자세한 설명은 생략한다. 5 is a flowchart illustrating a method for controlling a propeller pitch angle according to an embodiment of the present invention. The detailed description thereof has been given with reference to FIG. 2 to FIG. 4, and a detailed description thereof will be omitted.

프로펠러 피치각 제어장치(140)는 센서로부터 속도 제어수단의 속도 제어값을 수신한다(S510). The propeller pitch angle controller 140 receives the speed control value of the speed control means from the sensor (S510).

프로펠러 피치각 제어장치(140)는 수신한 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단한다(S520).The propeller pitch angle controller 140 determines whether the received speed control value exceeds a preset reference value (S520).

속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하지 않는 경우, 프로펠러 피치각 제어장치(140)는 선체속도 감지센서(110) 및 회전수 감지센서(120)로부터 프로펠러의 회전속도 및 선체의 속도값을 수신한다(S530).When the speed control value does not exceed the predetermined reference value, the propeller pitch angle control device 140 receives the rotation speed of the propeller and the velocity value of the hull from the hull velocity sensing sensor 110 and the rotation speed sensing sensor 120 (S530).

프로펠러 피치각 제어장치(140)는 수신한 센싱값을 이용하여 받음각을 연산한다(S540).The propeller pitch angle controller 140 calculates the angle of attack using the received sensing value (S540).

프로펠러 피치각 제어장치(140)는 받음각이 기 설정된 범위 내에 진입하도록 프로펠러의 피치각을 제어한다(S550).The propeller pitch angle controller 140 controls the pitch angle of the propeller so that the angle of attack falls within a predetermined range (S550).

도 5에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 5, it is described that each process is sequentially executed, but this is merely an illustration of the technical idea of an embodiment of the present invention. In other words, those skilled in the art will recognize that the present invention may be practiced with modification of the order described in FIG. 5 without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention, It is to be understood that the invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms without departing from the spirit or scope of the invention.

한편, 도 5에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the processes shown in FIG. 5 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. That is, a computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (e.g., CD ROM, And the like). The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

110: 선박 110: 선체속도 감지센서
120: 회전속도 감지센서 130: 속도제어 감지센서
140: 프로펠러 피치각 제어장치 150: 액추에이터
160: 가변피치 프로펠러 210: 통신부
220: 모드 판단부 230: 제어부
410: 양력 계수 420: 항력 계수
430: 양항비 110: Ship 110: Ship speed sensor
120: rotation speed detection sensor 130: speed control detection sensor
140: Propeller pitch angle control device 150: Actuator
160: variable pitch propeller 210: communication section
220: mode determination unit 230:
410: lift coefficient 420: drag coefficient
430: Port charge

Claims (15)

선박이 최적의 효율로 동작하도록 상기 선박 내 센서로부터 센싱값을 수신하여 프로펠러의 피치각을 제어하는 프로펠러 피치각 제어장치에 있어서,
상기 센서로부터 프로펠러의 회전속도(RPM: Revolutions Per Minute) 값 및 상기 선박의 속도값을 수신하거나 상기 프로펠러로 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어신호를 전송하는 통신부; 및
상기 프로펠러의 회전속도 값 및 상기 선박의 속도값을 이용하여 프로펠러의 받음각을 연산하고, 상기 받음각이 기 설정된 범위 내에서 일정하게 유지되도록 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.1. A propeller pitch angle control device for receiving a sensing value from a sensor in a ship so as to operate the ship at an optimal efficiency to control a pitch angle of the propeller,
A communication unit for receiving a revolutions per minute (RPM) value of the propeller from the sensor and a control signal for controlling the pitch angle of the propeller with the propeller; And
A control unit for calculating the angle of attack of the propeller by using the rotational speed value of the propeller and the velocity value of the ship and controlling the pitch angle of the propeller so that the angle of attack is kept constant within a predetermined range,
Wherein the propeller pitch angle controller comprises: 제1항에 있어서,
상기 프로펠러는,
추력과 양력이 동일한 방향으로 작용하도록 상기 선박에 장착되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein the propeller comprises:
And the propeller pitch angle control device is mounted on the ship so that the thrust and the lift force act in the same direction. 제1항에 있어서,
상기 프로펠러의 받음각은,
상기 프로펠러의 회전속도 값 및 상기 선박의 속도값을 합성함으로써 연산되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.The method according to claim 1,
The angle of attack of the propeller,
And a velocity value of the propeller, and a velocity value of the ship. 제3항에 있어서,
상기 프로펠러의 받음각은,
상기 프로펠러의 회전속도 값에 반비례하고, 상기 선박의 속도값에 비례하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.The method of claim 3,
The angle of attack of the propeller,
Wherein the propeller pitch angle controller is inversely proportional to a rotational velocity value of the propeller and is proportional to a velocity value of the ship. 제1항에 있어서,
상기 기 설정된 범위는,
상기 선박에 작용하는 양력과 항력의 비(양항비)가 최대가 되는 받음각으로부터 기 설정된 오차를 갖는 범위 내인 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.The method according to claim 1,
The predetermined range may be,
Wherein the propeller pitch angle control device is within a range having a preset error from an angle of attack at which the ratio of the lift force and the drag force acting on the ship becomes maximum. 제1항에 있어서,
상기 통신부는,
상기 센서로부터 상기 센서가 상기 선박의 속도 제어수단으로부터 센싱한 속도 제어값을 추가로 수신하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the sensor further receives a speed control value sensed by the speed control means of the ship from the sensor. 제6항에 있어서,
상기 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라 상기 선박의 동작 모드를 판단하는 모드 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.The method according to claim 6,
Further comprising a mode determination unit determining the operation mode of the ship according to whether the speed control value exceeds a predetermined reference value. 제7항에 있어서,
상기 모드 판단부는,
상기 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우 수동모드로, 상기 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하지 않는 경우 자동모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.8. The method of claim 7,
The mode determination unit may determine,
Wherein the controller determines the automatic mode if the speed control value does not exceed a preset reference value in a passive mode when the speed control value exceeds a preset reference value. 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모드 판단부가 상기 자동모드로 판단한 경우에만 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
Wherein the pitch angle control unit controls the pitch angle of the propeller only when the mode determination unit determines that the automatic mode is selected. 프로펠러 피치각 제어장치가 선박이 최적의 효율로 동작하도록 상기 선박 내 센서로부터 센싱값을 수신하여 프로펠러의 피치각을 제어하는 방법에 있어서,
상기 센서로부터 프로펠러의 회전속도(RPM: Revolutions Per Minute) 값 및 상기 선박의 속도값을 수신하는 수신과정;
상기 프로펠러의 회전속도 값 및 상기 선박의 속도값을 이용하여 프로펠러의 받음각을 연산하고, 상기 받음각이 기 설정된 범위 내에서 일정하게 유지되도록 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어과정; 및
상기 프로펠러로 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 제어신호를 전송하는 전송과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어방법.A method for controlling a pitch angle of a propeller by receiving a sensing value from a sensor in a ship so that a propeller pitch angle control device operates at an optimum efficiency,
A receiving step of receiving a revolutions per minute (RPM) value of the propeller from the sensor and a velocity value of the ship;
A control process of calculating the angle of attack of the propeller by using the rotational speed value of the propeller and the velocity value of the ship and controlling the pitch angle of the propeller so that the angle of attack is kept constant within a predetermined range; And
A transmission process of transmitting a control signal for controlling the pitch angle of the propeller with the propeller
Wherein the propeller pitch angle control method comprises: 제10항에 있어서,
상기 프로펠러의 받음각은,
상기 프로펠러의 회전속도 값 및 상기 선박의 속도값을 합성함으로써 연산되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어방법.11. The method of claim 10,
The angle of attack of the propeller,
And calculating a velocity value of the propeller and a velocity value of the vessel. 제10항에 있어서,
상기 기 설정된 범위는,
상기 선박에 작용하는 양력과 항력의 비(양항비)가 최대가 되는 받음각으로부터 기 설정된 오차를 갖는 범위 내인 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어방법.11. The method of claim 10,
The predetermined range may be,
Wherein the propeller pitch angle control means is within a range having a predetermined error from an angle of attack at which the ratio of the lift force and the drag force acting on the ship becomes maximum. 제10항에 있어서,
상기 수신과정은,
상기 센서로부터 상기 센서가 상기 선박의 속도 제어수단으로부터 센싱한 속도 제어값을 추가로 수신하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어방법.11. The method of claim 10,
The receiving process includes:
And the sensor further receives from the sensor a speed control value sensed by the speed control means of the ship. 제13항에 있어서,
상기 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단하는 판단과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어방법.14. The method of claim 13,
Further comprising the step of determining whether the speed control value exceeds a preset reference value. 제14항에 있어서,
상기 제어과정은,
상기 판단과정에서 상기 속도 제어값이 기 설정된 기준치를 초과하는 것으로 판단한 경우에만 상기 프로펠러의 피치각을 제어하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 피치각 제어방법.15. The method of claim 14,
The control process includes:
Wherein the pitch angle of the propeller is controlled only when it is determined that the speed control value exceeds a preset reference value.
KR1020170099142A 2017-08-04 2017-08-04 Method and Apparatus for controlling Pitch Angle of Propeller KR20190014955A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170099142A KR20190014955A (en) 2017-08-04 2017-08-04 Method and Apparatus for controlling Pitch Angle of Propeller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170099142A KR20190014955A (en) 2017-08-04 2017-08-04 Method and Apparatus for controlling Pitch Angle of Propeller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190014955A true KR20190014955A (en) 2019-02-13

Family

ID=65366566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170099142A KR20190014955A (en) 2017-08-04 2017-08-04 Method and Apparatus for controlling Pitch Angle of Propeller

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190014955A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210079734A (en) 2019-12-20 2021-06-30 한국항공우주연구원 Propeller and Rotor Speed Control System of Aircraft with Multiple Power Units

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210079734A (en) 2019-12-20 2021-06-30 한국항공우주연구원 Propeller and Rotor Speed Control System of Aircraft with Multiple Power Units

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9068855B1 (en) Counter-porpoising watercraft attitude control system
KR101906073B1 (en) Arrangement for determining a force acting on a rudder
CN109178305B (en) Hydrologic monitoring amphibious unmanned aerial vehicle and hydrologic monitoring method
US6978729B2 (en) Control system for boats
US6547181B1 (en) Ground effect wing having a variable sweep winglet
US20070049139A1 (en) Action control device for small boat
JP7154330B2 (en) Rocking control device and rocking control method for ship
EP0551367A1 (en) Method and means for achieving optimum utilization of the propulsion engine of a vessel.
Friebe et al. A marine research ASV utilizing wind and solar power
WO2023064384A1 (en) Context-dependent generation of navigational chart comprising hazards
WO2018030722A1 (en) Device and method for controlling pitch angle of propeller
CN112533823B (en) Method for evaluating influence of shallow water
KR20190014955A (en) Method and Apparatus for controlling Pitch Angle of Propeller
JP2003341592A (en) Ship control parameter select device and sailing control system having the device
US6371038B1 (en) Lateral tunnel thruster propeller control method and system
Davis et al. Measurement of response amplitude operators for an 86 m high-speed catamaran
CN116088566A (en) Unmanned aerial vehicle ground speed self-adaptive control method, controller and unmanned aerial vehicle
EP3202657A1 (en) Method and apparatus for damping motions of vessel
KR102675239B1 (en) Method and system for controlling propulsion power output of a ship
EP3610464A1 (en) Indicator method and system for a vessel
JP4361242B2 (en) Speed signal selection device and cruise control system using this device
Ferri et al. A systematic method for dynamic modeling and identification of a small-sized autonomous surface vehicle using simulated annealing techniques
EP4414258A2 (en) Marine vessel motion estimation and hydrofoiling
EP4403457A1 (en) Marine vessel motion estimation and stabilization
WO2024208476A1 (en) Vessel motion control based on propeller slip