International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제18권4호
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pp.641-650
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2017
In order to include the design capability for a compound rotorcraft in a helicopter conceptual design and optimization framework, relevant further improvement was planned and conducted. Previously, a certain conceptual design optimization framework was developed by the present authors to design a modern rotorcraft with single main and tail rotor. The previously developed framework was further improved to expand its capability for a compound rotorcraft. Specifically, its power estimation algorithm was upgraded by using a comprehensive rotorcraft analysis program, CAMRAD II. The presently improved conceptual design and optimization framework was validated using data of the XH-59A aircraft.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제10권2호
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pp.12-22
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2009
This paper deals with the State-Dependent Riccati Equation (SDRE) Technique for the design of rotorcraft waypoint guidance. To generate the flight trajectory through multiple waypoints, we use the trigonometric spline. The controller design and its validation is based upon a level 2 simulation rotorcraft model and the designed SDRE controller is applied to the trajectory tracking problems. To verify the designed guidance law, the simulation environment of high fidelity rotorcraft model is developed using three independent PCs. This paper focuses on the validation of rotorcraft waypoint guidance law which is designed by using SDRE Controller.
본 논문에서는 회전익 비행체 개발과정에서 사용되는 다양한 해석데이터를 관리하기 위한 KHP - SDM 시스템 개발 및 회전익 비행체 개념설계를 위한 다분야통합 최적설계 프레임워크 개발에 관해 기술하였다. KHP-SDM 시스템 상에 개발된 다분야 해석 모듈을 통합하고 KHP-SDM의 최적화 모듈을 적용하여 KHP-SDM RMDO 프레임워크를 구축하였다. KHP-SDM RMDO 프레임워크를 이용한 회전익 비행체 개념설계 결과 프레임워크가 성공적으로 구성되었음을 보여주었다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제10권2호
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pp.134-139
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2009
Various modules are generally combined with one another in order to perform rotorcraft preliminary design and its optimization. At the stage of the preliminary design, analysis fidelity is less important than the rapid assessment of a design is. Most of the previous researchers attempted to implement sophisticated applications in order to increase the fidelity of analysis, but the present paper focuses on a rapid assessment while keeping the similar level of fidelity. Each small-sized module will be controlled by an externally-operated global optimization module. Results from each module are automatically handled from one discipline to another which reduces the amount of computational effort and time greatly when compared with manual execution. Automatically handled process decreases computational cycle and time by factor of approximately two. Previous researchers and the rotorcraft industries developed their own integrated analysis for rotorcraft design task, such as HESCOMP, VASCOMP, and RWSIZE. When a specific mission profile is given to these programs, those will estimate the aircraft size, performance, rotor performance, component weight, and other aspects. Such results can become good sources for the supplemental analysis in terms of stability, handling qualities, and cost. If the results do not satisfy the stability criteria or other constraints, additional sizing processes may be used to re-evaluate rotorcraft size based on the result from stability analysis. Trade-off study can be conducted by connecting disciplines, and it is an important advantage in a preliminary design study. In this paper among the existing rotorcraft design programs, an adequate program is selected for a baseline of the design framework, and modularization strategy will be applied and further improvements for each module be pursued.
The rotorcraft makes lift and control forces by the rotor thrust. At the development phase of the rotorcraft, the operational limitations have to be established. And it shall be demonstrated to operate the rotorcraft safely within the limitations. This paper introduces establishment and evaluation results of operational rotor speed limitations for the medium class utility rotorcraft. And it shows the follow-up activities after design changes of rotor speed indicators and aural warning systems for implementing the rotor speed limitations.
Oh, Hyon-Dong;Won, Dae-Yeon;Huh, Sung-Sik;Shim, David Hyun-Chul;Tahk, Min-Jea
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제11권2호
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pp.69-79
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2010
This paper describes the experimental framework for the control system design and validation of a rotorcraft unmanned aerial vehicle (UAV). Our approach follows the general procedure of nonlinear modeling, linear controller design, nonlinear simulation and flight test but uses an indoor-installed multi-camera system, which can provide full 6-degree of freedom (DOF) navigation information with high accuracy, to overcome the limitation of an outdoor flight experiment. In addition, a 3-DOF flying mill is used for the performance validation of the attitude control, which considers the characteristics of the multi-rotor type rotorcraft UAV. Our framework is applied to the design and mathematical modeling of the control system for a quad-rotor UAV, which was selected as the test-bed vehicle, and the controller design using the classical proportional-integral-derivative control method is explained. The experimental results showed that the proposed approach can be viewed as a successful tool in developing the controller of new rotorcraft UAVs with reduced cost and time.
To improve occupants' safety in an emergency, crashworthy design is necessary to rotorcraft design and development. To improve crashworthiness capability, most of the crash energy should be absorbed by rotorcraft and the energy transmitted to the occupants should be minimized. To absorb the crash energy efficiently, the individual energy attenuation provided by landing gear, structure, fuel tank and seats should be considered totally. Especially, landing gear has the important role for crashworthy design because landing gear absorbs relatively large energy for the crash landing. In addition, military specifications require failure of landing gear shall not increase danger to any occupants by penetration of the airframe. To meet the specification requirements, failure mechanism should be prepared so that landing gear is collapsed safely and doesn't penetrate the airframe. In this study, design of failure mechanism which is necessary for the rotorcraft landing gear was performed and the results were presented.
The system and components for aircraft are required the design data on which the safety requirements are properly reflected for their certification. This paper presents the procedure and results of a safety assessments analysis for the rotorcraft fuel pumps in oder to confirm and verify them. The fuel pumps design assessment must be performed, including a detailed failure analysis to identify all failures that will prevent continued safe flight or safe landing. In order to assess the fuel pumps design safety, not only system safety hazard analysis and but FTA(Fault Tree Analysis) for proofing the safety objective of the fuel pumps are performed. The results of the safety assessment for fuel pumps validate that no single failure or malfunction could result in catastrophic failure or critical accidents of the rotorcraft.
Park, Hyung-Wook;Lee, Se J.;Lee, Hyun-Seop;Park, Dong-Hoon
Journal of Mechanical Science and Technology
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제18권5호
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pp.814-819
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2004
The conceptual design of a rotorcraft system involves many different analysis disciplines. The decomposition of such a system into several subsystems can make analysis and design more efficient in terms of the total computation time. Adaptive parallel decomposition makes the structure of the overall design problem suitable to apply the multidisciplinary design optimization methodologies and it can exploit parallel computing. This study proposes a decomposition method which adaptively determines the number and sequence of analyses in each sub-problem corresponding to the available number of processors in parallel. A rotorcraft design problem is solved and as a result, the adaptive parallel decomposition method shows better performance than other previous methods for the selected design problem.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제10권2호
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pp.140-147
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2009
The paper presents the design, development and testing activities of the multi-rotorcraft-based unmanned aerial vehicle at the Center for Unmanned System Studies, Institut Teknologi Bandung (ITB), Indonesia. The multi-rotor system was selected as the design stepping stone for future development of personal aerial vehicle prototypes. A step-by-step design program is conducted to study the technology building blocks and critical issues associated with the design, development and operation of personal aerial vehicles. A number of multi-rotor configurations have been investigated providing basic guidelines for developing a stable unmanned aerial platform. The benefit of the presently selected configuration is highlighted and some preliminary testing results are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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