• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2011.04a
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• pp.492-497
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• 2011

Helicopter uses a rotor system to generate lift, thrust and forces, and its aerodynamic environment is generally complex. Unsteady aerodynamic environment arises such as blade vortex interaction. This unsteady aerodynamic environment induces vibratory aerodynamic loads and high aeroacoustic noise. Those are at N times the rotor blade revolutions (N/rev). But conventional rotor control system composed of pitch links and swash plate is not capable of adjusting such vibratory loads because its control is restricted to 1/rev. Many active control methodologies have been examined to alleviate the problem. The blade using active control device manipulates the blade pitch angle at arbitrary frequencies. In this paper, Active Trailing-edge Flap blade, which is one of the active control methods, is designed to modify the unsteady aerodynamic loads. Active Trailing-edge Flap blade uses a trailing edge flap manipulated by an actuator to change camber of the airfoil. Piezoelectric actuators are installed inside the blade to manipulate the trailing edge flap.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.49 no.7
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• pp.539-547
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• 2021

Helicopter rotor blade is required to be designed by considering the interacting effects among aerodynamics, flexibility, and controllability. The reverse design allows the structural components to have common characteristics by using the configuration numerics and experimental results. This paper aims to design the composite rotor blade which will feature common characteristics with that of BO-105. The present engineering design procedure is done by dividing the rotor blade into a few sections and composite laminates across the cross section. For each section, variational asymptotic beam sectional analysis (VABS) program is used to evaluate its flapwise, lagwise, and torsion stiffnesses to have discrepancy smaller than certain tolerance. Finally, CAMRAD II is used to predict the stress acting on the rotor blade during the specific flight condition and to check whether the present deign is structurally valid.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.5 no.2
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• pp.27-36
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• 2006

This paper describes the performance test procedures and results of NRSB-1M and NRSB-2M Not only aerodynamic performance test but also sound measurement test were performed for the small-scaled blades in the ground Total thrusts and torques of the rotor were measured using rotating balance for aerodynamic performance test. Sound pressure levels were measured using microphone in 1.64D distance for sound measurement test. Non-dimensionalized test data are compared and analyzed. Consequently, It was confirmed that NRSB-2 was better than NRSB-1.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.26 no.6_spc
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• pp.736-743
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• 2016

This study describes optimization methods for adjustment of helicopter main rotor tracking and balancing (RTB). RTB is a essential process for helicopter operation and maintenance. Linear and non-linear models were developed with past RTB test results for estimation of RTB adjustment. Then global and sequential optimization methods were applied to the each of models. Utilization of the individual optimization method with each model is hard to fulfill the RTB requirements because of different characteristics of each blade. Therefore an ensemble model was used to integrate every estimated adjustment result, and an adaptive method was also applied to adjustment values of the linear model to update for next estimations. The goal of this developed RTB adjustment optimization program is to achieve the requirements within 2 run. Additional tests for comparison of weight factor of the ensemble model are however necessary.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.7
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• pp.542-550
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• 2018

This paper presents design of a bearingless main rotor of SNUF (Seoul National University Flap) blade equipped with active trailing-edge flap to reduce the hub vibratory loads during helicopter forward flight. For that purpose, sectional design of the flexbeam is carried out using the thin-walled composite material rotating beam vibration analysis program (CORBA77_MEMB) in EDISON. Using the multi-body dynamics analysis program, DYMORE, blade dynamic characteristics and those of the loads control are examined using the active trailing-edge flap in terms of the flexbeam sectional design.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.749-750
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• 2008

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.3
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• pp.215-223
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• 2009

In this paper, the helicopter aerodynamics is simulated in hovering and forward flight. Also, an overlapped grid technique is applied in this simulation to consider the blade motion and moving effects. The Caradonna & Tung's rotor blade was selected to analyze the unsteady aerodynamics in hovering and non-lift forward flight. Also, the AH-1G rotor blade was selected in forward flight. In forward flight case, the numerical trim was applied to determine the cyclic pitching angles using Newton-Raphson method, and the numerical results were in good agreement with experimental data, especially, the BVI effects were well simulated in advancing side in comparison other numerical results. The governing equation is a three dimensional unsteady Euler equation, and the Riemann invariants condition is used for inflow and outflow at the boundary.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.59-59
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• 2017

무인 헬리콥터의 양력을 개선하기 위한 익형 설계 단계로서 두꺼운 익형(V1505A)과 얇고 처진 익형(V2008B)의 기본 두 익형의 특성을 예측하는데 있어 회전하는 블레이드의 현실적 조건을 반영한 3D 모델을 마련하고 성능을 예측하였다. Fluent를 이용한 400 mm 선형모델의 시뮬레이션에서는 V1505A 익형은 높은 받음각에서 안정적인 특성을 보인 반면 V2008B는 비교적 높은 동력효율 특성을 보였으나, 높은 받음각에서는 실속 이후 양력이 급락하는 특성을 나타낸다. 형성된 노드 수는 약 870,000개로 하였다. 시위길이 135 mm인 익형 V2008B의 형상은 ANSYS (Fluent v16.2)를 이용해 반경(길이) 1,502 (1,380) mm 의 로터 블레이드를 구성하였다. 충분하지 않은 유동장이 익형 표면에서의 유동의 영향에 영향을 주지 않도록 직경 20 m의 원방경계(far field)를 형성하였다. 사용된 매쉬의 형태는 정사면체 형태로 로터 표면으로부터의 첫 번째 두께 높이는 0.001 m이고 10개의 층으로 형성하였다. 정지 비행하는 헬리콥터의 상태를 가정하여 회전좌표계를 이용하여 정상상태의 유동을 해석하고 사용된 난류모델은 넓은 영역에서의 유동을 고려하여 Realizable $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용하였다. 내측그립 받음각 $6{\sim}22^{\circ}$에 대하여 현실적인 회전속도를 연동하여 600~1000 rpm을 적용하였다. 반복수(iteration)는 2000으로 하여 잔차값(residual)이 충분히 수렴하도록 하였다. 전체적으로 실제 헬리콥터가 발휘하는 양력보다는 낮은 수치로 예측되었으며 모델 및 해석 조건에 대한 검토가 필요해 보인다. 양력 값은 받음각 $10^{\circ}$에서 자중(약 68 kgf)을 극복하였고 받음각 $12^{\circ}$에 유상하중 20 kgf을 발휘하며 888 N의 양력을 보였다, 이어 받음각 $22^{\circ}$에서 실속 현상이 발생하였다. 받음각이 증가함에 따라 항력 역시 증가하였으며 받음각 $12^{\circ}$에서 121 N이었고 실속에 이르며 항력은 갑자기 증가할 것으로 예측된다. 본 연구는 변이 익형 개발의 선행 단계로 기본 익형에 대한 공력특성을 CFD 시뮬레이션을 통하여 예측하였다. 예측 값은 현실적 실험방법을 통하여 검증이 되어야 하며 이후 변이익형에 대한 예측과 설계가 가능하다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.54-54
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• 2017

본 연구는 무인 헬리콥터의 양력을 개선하기 위한 기초 단계로서 V1505A 및 V2008B 기본 두 익형의 400 mm 블레이드 섹션에 해당하는 모델에 대한 풍동실험을 실시하여 양력, 항력 및 동력특성을 분석하고 CFD 시뮬레이션의 결과와 비교하고 검증하였다. 시뮬레이션은 풍동 실험과 유사하게 설정하기 위하여 400 mm 블레이드 섹션의 양 끝을 벽으로 제한하여 3차원 와류현상을 억제하여 모델을 구성하였고, 시뮬레이션의 결과와 비교하여 모델을 검증하였다. 사용된 모델은 로터로부터 $Re=0.32{\times}10^6$ 영역까지는 aminar 모델을 사용하였으며, 그 이후 영역역(>$Re=0.32{\times}10^6$)은 양력 및 저항의 급격한 변화를 올바로 포착할 수 있다는 S-A 모델을 적용하여 확장하였다. 시뮬레이션의 격자는 유동 현상에 있어 박리로 야기된 와류 현상을 관찰하기 위하여 익형 주변에 접하는 부분에 격자를 집중시켰다. 시뮬레이션 방법은 유속은 36~141 m/s 까지 5 수준으로 하였으며, 받음각은 $0{\sim}16^{\circ}$로 7 수준으로 변화 시키면서 공력계수 및 동력을 분석하였다. 양력분석에 있어 익형 V1505A에 비해 익형 V2008B의 특성이 우수하였으나, 익형 V1505A는 실속 이후 양력이 급격히 떨어지지 않고 유지되는 특성을 보였다. 익형 V2008B는 낮은 받음각에서 높은 공력과 낮은 항력을 나타냈다. 동력 분석 결과로 익형 V1505A의 유도동력은 총 동력의 56~72%를 차지하고, 형상동력은 총 동력의 27~43%를 차지하였다. 익형 V2008B는 유도동력은 총 동력의 66~81%를 차지하고, 형상동력은 총 동력의 18~33%를 차지하였다. 익형 V2008B이 익형 V1505A보다 유도동력은 크며, 형상동력은 적게 나와 상대적으로 효율적이라 할 수 있다. 헬리콥터 동력원의 규모는 법률적인 총중량에 의하여 제한되므로 일반적인 농용 소형 무인 헬리콥터 엔진의 사양인 24.5 kW (32PS)를 적용한다면, 익형 V1505A은 받음각 $8{\sim}10^{\circ}$에서 그리고 익형 V2008B은 $7{\sim}9^{\circ}$정도에서 받음각이 제한되며 이때 총 양력은 1200~1300 N 정도로 예상된다.

• Journal of KSNVE
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• v.5 no.2
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• pp.215-224
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• 1995

In this paper, the three-dimensional finite element model is established to investigate the structural dynamic characteristics of rotor blade using a finite element analysis. Six natural frequencies and mode shapes are calculated by computer simulation. The first three flapping modal frequencies, the first two lead-lag modal frequencies, and the first feathering modal frequency are validated through comparison with the modal test results of the fixed rotor blade. The computer simulation results are found in good agreement with experimentally measured natural frequencies. The important results are obtained as follows: (1) Natural frequencies are changed due to the variation of rotational speed and fiber angle of rotor blade, (2) Weak coupling between flapping mode shape and lead-lag mode shape are detected, (3) Centrifugal force has more effect on flapping modal frequency than lead-lag modal frequency.