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지능형 헬리콥터 로터의 개별 블레이드 제어에 의한 진동하중 감소 해석

An Analysis on Vibratory Loads Reduction using Individual Blade Control in Active Helicopter Rotors

  • 김성균 (서울대학교 기계항공공학부 대학원) ;
  • 신상준 (서울대학교 항공우주신기술연구소) ;
  • 김태성 (서울대학교 기계항공공학부 대학원)
  • 발행 : 2007.06.30

초록

본 논문에서는 비선형적 다물체 시스템의 유한요소 해석프로그램인 DYMORE의 새로운 버전을 이용하여 압전 재료(piezoelectric)를 삽입한 능동 비틀림 로터(Active Twist Rotor)의 개별 블레이드 제어(Individual Blade Control)에 의한 로터 블레이드의 진동 감소 효과를 해석하고 이를 풍동실험 및 이전 버전의 DYMORE 결과와 비교하였다. 본 연구에서는 로터 허브와 네 개의 블레이드만으로 구성된 단순한 로터시스템과 스워시 판, 피치링크 등을 모두 포함하는 개선된 로터시스템에 대한 해석이 각각 수행되었다. 사용된 실험 결과 자료들은 NASA Langley의 Transonic Dynamics Tunnel(TDT)에서 수행되었던 결과들을 사용하였다. 그 결과 새로운 버전의 DYMORE를 이용한 경우 실험값과는 여전히 차이가 있지만 이전 버전의 DYMORE를 통해 얻어진 수치해석 결과에 비해서 오차가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 개별 블레이드 제어 방식의 로터 시스템의 모델링을 수행하고 전진 비행 시의 진동 하중 감소 효과를 확인하였다.

In the present paper, a new version of DYMORE, which is an analysis to solve a nonlinear multi-body dynamics problem, is used to simulate an Individual Blade Control (IBC) algorithm in order to reduce vibration in helicopter rotors. The Active Twist Rotor (ATR), in which Active Fiber Composites (AFC) are embedded, is utilized for IBC. The main purpose of the present investigation is to compare the analytical results with experiments and previous version of DYMORE. The experiments are performed at NASA Langley Transonic Dynamics Tunnel. According to the present result, it is observed that the correlation regarding the vibratory loads is improved.

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참고문헌

  1. Shin, S. J., 'Integral Twist Actuation of Helicopter Rotor Blades for Vibration Reduction', Ph. D. Thesis, Department of Aeronautics and Astronautics, Massachusetts Institute of Technology, Aug. 2001
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