• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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• pp.367-375
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• 2006

In this study, structural vibration analyses of a smart unmanned aerial vehicle (UAV) have been conducted considering dynamic loads generated by rotating rotor and wakes. The present UAV (TR-S5-03) finite element model is constructed as a full three-dimensional configuration with different fuel conditions and tilting angles for helicopter, transition and airplane flight modes. Practical computational procedure for modal transient response analysis (MTRA) is established. using general purpose finite element method (FEM) and computational fluid dynamics (CFD) technique. The dynamic loads generated by rotating blades in the transient and forward flight conditions are calculated by unsteady CFD technique with sliding mesh concept. As the results of present study, transient structural displacements and accelerations are presented in detail. In addition, vibration characteristics of structural parts and installed equipments are investigated for different fuel conditions and tilting angles.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.270-281
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• 2017

본 논문에서는 헬리콥터 블레이드에서 발생하는 자이로스코픽 세차 진동에 대해 연구하고, 능동 제어기 설계를 통하여 진동 저감 시뮬레이션을 수행한다. 이를 위해, 헬리콥터의 전진 비행시 동역학적 응답을 외팔보 조건을 갖는 회전익의 해석이 가능한 EDISON의 기하학적 정밀 보 구조동역학 프로그램을 이용하여 구조 해석을 진행하고 이를 단순 공기력 모델과 연성하여 공탄성 해석을 수행하였다. 실시간 구조 응답을 구하기 위해 EDISON 프로그램 해석 결과를 비선형 수식으로 모델링하는 기법과 트림해석에는 Newton-Raphson 기법 등이 사용되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.10-17
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• 2004

본 연구에서는 헬리콥터의 전진비행성능 향상에 필수적인 로터블레이드의 동적실속성능을 향상시키기 위한 수동제어기법에 대한 연구를 수행하였다. 로터블레이드의 동적실속성능을 향상시키기 위해서는 블레이드 익형에 발생하는 유동박리에 대한 제어를 통해 양력 특성과 피칭모멘트 특성을 동시에 향상시켜야만 한다. 본 연구에서는 실제구현이 용이한 고정 앞전Droop과 Gurney 플랩을 심한 동적실속영역에 대해 동시에 적용하여 기존의 동적실속 제어기법에 비해서 탁월한 양력성능 향상 및 피칭 모멘트 성능 향상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권10호
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• pp.877-886
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• 2016

본 연구에서는 단일로터-꼬리로터 형상의 일반 헬리콥터에 대한 개념설계 및 성능해석 기법을 정립하고자 회전익 항공기 개념설계 및 성능해석 코드인 NDARC을 이용하여 UH-60A 헬리콥터에 대한 개념설계 및 성능해석을 수행하였다. 적절히 가정한 임무 형상을 이용하여 UH-60A 헬리콥터의 개념설계를 수행한 뒤 설계 목표 값과의 비교를 통하여 UH-60A 헬리콥터의 형상 및 중량을 적절히 설계할 수 있음을 확인하였다. 더불어, 본 연구로부터 설계된 UH-60A 헬리콥터 모델을 이용하여 다양한 비행 조건에서의 성능해석을 수행한 뒤, 본 연구의 해석 결과를 UH-60A의 성능 시험 및 선행 연구의 해석 결과와 비교하여 본 연구 결과의 타당성을 검증하였다. 그 결과, 단일로터-꼬리로터 형상의 일반 회전익 항공기의 개념설계 및 성능해석 기법을 적절히 정립하였음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권2호
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• pp.163-170
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• 2008

혼합 보 이론과 적정변형 보 이론에 입각한 공탄성 해석 시스템을 결합하여 유연면을 갖는 복합재료 무힌지 로터에 대한 정지 및 전진 비행시의 공탄성 해석을 수행하였다. 블레이드에 작용하는 공기력은 Leishman-Beddoes의 비정상 공력 모델을 이용하여 구했다. 인장, 회전면 내외의 굽힘, 그리고 비틀림이 상호 연계된 블레이드에 대한 운동방정식은 Hamilton의 원리에 입각하여 유도하였다. 헬리콥터 블레이드의 공탄성 해석에 주요한 요소들인 단면 벽의 두께, 탄성연계, 그리고 구성방정식에 대한 적합한 가정과 같은 주요 구조 모델링 문제들에 대한 효과들을 고찰하였다. 이러한 요소들은 블레이드 단면의 복합재료 적층 구조에 민감하게 반응하며, 블레이드 안정성에도 적지 않은 영향을 나타냄을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권4호
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• pp.307-314
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• 2008

회전하는 물체의 표면에 걸리는 정상하중에 의해 발생되는 소음을 이론적으로 해석하여 그 방사특성을 분석하였다. 해석의 편의성을 위해, 물체의 표면에 걸리는 힘은 표면 전체에 고루 분포된 분산하중이 아닌 한 점에 집중된 점하중으로 표현하였고, 소음계산은 엄밀한 Lowson의 하중소음식을 사용하였다. Lowson 식의 각 항들을 수학적으로 보다 자세하게 구분하여 각 항들이 가지는 물리적 특성에 대해 논의하였다. 회전각속도를 변화시켜가며 단일 점하중에 의해 발생되는 소음의 방사특성을 근거리 및 원거리에서 조사하였고 그에 대한 이론적 근거를 제시하였다. 또한 거리에 따른 음압의 크기를 조사하여 근거리와 원거리에서의 음압감소비율 및 회전각가속도의 역할에 대해 논의하였다. 마지막으로, 점하중의 개수가 증가될 때 소음이 오히려 감소하는 현상을 설명함과 더불어 소음저감의 방안과 그 한계점 및 향후 연구주제에 대하여 논의하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권10호
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• pp.868-874
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• 2007

정지비행시의 헬리콥터 로터 모형의 블레이드의 피치각 변화가 소음방사에 미치는 영향을 수치해석을 통해 파악하였다. 공력 자료는 비정상 패널법과 경험후류 방법을 이용하여 구하였으며, $0^{\circ}$에서 $9^{\circ}$까지 등간격으로 $1.5^{\circ}$ 씩 피치각을 증가시키면서 블레이드 표면상의 공력 하중 분포를 얻어내었다. 수치해석을 통해 얻어낸 두께 소음은 피치각에 무관한 결과를 보였으나, 하중소음은 피치각이 $1.5^{\circ}$ 씩 증가할 때 마다 대략 3~4dBA정도로 소음의 세기가 증가하는 경향을 보였으며, 이정도의 증가분은 소음이 더 커졌음을 감지할 수 있는 충분한 크기라 할 수 있다. 또한 하중소음의 방향성 결과로부터 블레이드의 윗면 보다는 아랫면에서의 소음의 세기가 더 크게 나옴을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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• pp.680-685
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• 2006

This paper describes the aeroelastic stability test of the small-scaled 'Next-Generation Blade(NRSB)' with NRSH (Next-Generation Hub System) and HCTH hingeless hub system in hover and forward flight conditions. Excitation tests of rotor system installed in GSRTS(General Small-scale Rotor Test System) at KARI(Korea Aerospace Research Institute) were tarried out to get lead-lag damping ratio of blades with flexures as hub flexure. MBA(Moving Block Analysis) technique was used for the estimation of lead-lag damping ratio. First, NRSB-1F blades with HCTH hub system, Then NRSB-1F with NRSH hub system were tested. Second, NRSB-2F blades with NRSH hub system were tested. Tests were done on the ground and in the wind tunnel according to the test conditions of hover and forward flight, respectively. Non-rotating natural frequencies, non-rotating damping ratios and rotating natural frequencies were showed similar level fir each cases. Estimated damping ratios of NRSB-1F, NRSB-2F with HCTH and NRSH were above 0.5%, and damping ratio increased by collective pitch angle increasement. Furthermore damping ratios of NRSB-2F were higher than damping ratios of NRSB-1F in high pitch angle. It was confirmed that the blade design for noise reduction would give observable improvement in aeroelastic stability compared to paddle blade and NRSB-1F design.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.848-856
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• 2006

This paper describes the aeroelastic stability test of the small-scaled 'Next-generation Blade(NRSB)' with NRSH (next-generation hub system) and HCTH hingeless hub system in hover and forward flight conditions. Excitation tests of rotor system installed in GSRTS (general small-scale rotor test system) at KARI (Korea Aerospace Research Institute) were carried out to get lead-lag damping ratio of blades with flexures as hub flexure. MBA(moving block analysis) technique was used for the estimation of lead-lag damping ratio. First, NRSB-1F blades with HCTH hub system, then NRSB- 1F with NRSH hub system were tested. Second, NRSB-2F blades with NRSH hub system were tested. Tests were done on the ground and in the wind tunnel according to the test conditions of hover and forward flight, respectively. Non-rotating natural frequencies, non-rotating damping ratios and rotating natural frequencies were showed similar level for each cases. Estimated damping ratios of NRSB-1F, NRSB-2F with HCTH and NRSH were above 0.5%, and damping ratio increased by collective pitch angle increasement. Furthermore damping ratios of NRSB-2F were higher than damping ratios of NRSB-1F in high Pitch angle. It was confirmed that the blade design for noise reduction would give observable improvement in aeroelastic stability compared to paddle blade and NRSB-1F design.

• 한국항공운항학회지
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• 제9권1호
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• pp.59-69
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• 2001

복합재로 된 회전날개깃을 상자보로 모델링하고 수동/능동 감쇠를 주기 위해 ACL(Active Constrained Damping Layer)을 상하양면에 부착하고 복합변위이론에 기초한 유한요소방법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 이 이론은 ACL내의 복합재와 점탄성층 그리고 압전층의 전단변형효과를 정확하게 모델링하는데 효과적이다. Hankel 의 특이값을 이용해 축차모델을 유도하였으며 축차모델과 측정된 출력에 기초한 LQG 제어기를 설계하였다. 그러나 LQG 제어기는 공칭 운전속도에서는 좋은 성능을 보여주었으나 운전속도가 변하는 상황에 대해서는 강인안정성을 보여주지 못했다. 이 LQG제어기의 강인안정성을 개선하기 위하여 루프전달회복을 통한 강인한 제어기를 설계하였다. 수치 예를 통해 제시된 제어기가 회전날개깃의 공기역학적인 안정성을 개선하는데 효과적이며 동체모드와 연계된 리드-래그 모드감쇠를 증가시켜 회전날개깃의 진동을 효과적으로 억제하는 것을 보였다.