초록
본 연구에서는 능동적인 블레이드 제어기법인 개별 블레이드 제어(Individual Blade Control, IBC) 기법을 적용하여 고속비행 시 동축반전 회전익기의 허브 진동하중을 억제하기 위한 최적 제어입력을 탐색하였다. 통합 공탄성 해석 프로그램인 CAMRAD II를 이용하여 동축반전 회전익기인 XH-59A를 모델링하고 다양한 IBC 입력 조건에 대하여 파라미터 연구를 수행하였다. 파라미터 조절 연구를 통하여 허브 진동억제 성능을 구한 결과, 3/rev 가진 주파수의 $0.5^{\circ}$ 진폭에 $300^{\circ}$ 위상각을 갖는 IBC 제어 입력을 적용할 경우 기준 대비 진동 수준이 최대 50% 감소하는 것을 확인하였다. 진동 억제 성능은 후류 간섭에서 보다 자유로운 상부로터에서 6% 가량 하부로터보다 크게 나타났다. 로터의 전진면에서만 IBC 입력를 가진하는 경우에는 조화 가진 입력과 동일한 입력을 가할 경우 진동 수준이 최대 17% 정도 추가적으로 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 진동 감소는 전진면만을 대상으로 적은 에너지 투입 비용으로 달성한 특징이 있다.
In this paper, an individual blade control (IBC) methodology is applied to find the best input scenario for vibratory hub loads reduction of XH-59A co-axial rotorcraft in high speed flight. A comprehensive aeromechanics analysis code CAMRAD II is employed to analyze the aircraft. A parametric study is conducted for optimum IBC inputs leading to the maximum vibration reduction. Numerical results demonstrate that up to 50% reduction in the hub vibration index is obtained for an IBC input at 3/rev frequency with the amplitude and phase angle of 0.5 deg. and 300 deg., respectively. The upper rotor exhibits as much as 6% more vibration reduction as compared to that of the lower rotor due to a clean inflow characteristic of the rotor. It is found that further vibration reduction gain is reached for IBC inputs with advancing-side only control. The hub vibration becomes reduced by up to 17% in reference to that with full rotor disk control. It is noted that the additional gain is obtained with significantly less power input with the advancing-side only control.