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Estimation of Aircraft Stability Derivatives Using a Subsonic-supersonic Panel Method

아음속 초음속 패널법을 이용한 항공기 안정성 미계수 예측

  • 공효준 (인하대학교 항공우주공학과) ;
  • 이형로 (인하대학교 항공우주공학과) ;
  • 김범수 (인하대학교 항공.조선.산업공학부) ;
  • 이승수 (인하대학교 항공.조선.산업공학부)
  • Received : 2011.12.05
  • Accepted : 2012.04.23
  • Published : 2012.05.01

Abstract

A computer program that can estimate static, dynamic stability and control derivatives using a subsonic-supersonic panel method is developed. The panel method uses subsonic-supersonic source and elementary horse shoe vortex distributions, and their strengths are determined by solving the boundary condition approximated with a thin body assumption. In addition, quasi-steady analysis on the body fixed coordinate system allows the estimation of damping coefficients of aircraft 3 axes. The code is validated by comparing the neutral point, roll and pitch damping of delta wings with published analysis results. Finally, the static, dynamic stability and control derivatives of F-18 are compared with experimental data as well as other numerical results to show the accuracy and the usefulness of the code.

아음속-초음속 패널법(panel method)을 이용하여 항공기의 정적 안정성 미계수와 동적 안정성 미계수 및 조종미계수를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 사용된 코드는 아음속-초음속 소스(source)와 말굽 와류(elementary horse shoe vortex)의 분포를 사용하고, 그 분포의 크기는 얇은 물체 근사(thin body approximation)을 적용하여 간략히 한 경계 조건을 이용하여 계산하였다. 항공기에 부착된 물체 좌표계에서 준정상(quasi-steady) 해석을 통해서 항공기 3축의 댐핑 계수를 예측하였다. 개발된 코드는 삼각날개(delta-wing)의 중립점(neutral point), 롤, 피치 댐핑 계수의 이론치와 비교하여 검증하였다. 마지막으로 F-18의 정적, 동적 안정성 미계수와 조종 미계수를 풍동 시험치와 계산치에 비교하여 개발한 코드의 정확성과 유용성을 확인하였다.

Keywords

References

  1. H. Schlichting and E. Truckenbrodt, "Aerodynamics of the Airplane", McGraw-Hill, New York, 1979, pp. 302-303.
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