• 제목/요약/키워드: Rotorcraft Design

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회전익 항공기의 결빙 인증에 대한 연구 (A Study on the Icing Certification of Rotorcraft)

  • 이해선;박종혁
    • 항공우주기술
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    • 제7권2호
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    • pp.196-204
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    • 2008
  • 현대의 민간용 회전익 항공기는 모든 기상조건에서 비행할 수 있는 운용 능력이 요구되고 있으며 이에 따라 결빙 환경에서의 회전익 항공기 운항 안전과 인증에 대한 관심이 대두되고 있다. 또한, 항공기의 결빙은 항공기 운항 안전에 있어 가장 다루기 어렵고 위험한 요인 중에 하나이며 실제 사고의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 회전익 항공기의 결빙 인증 요구조건에 대한 고찰을 수행함으로써 회전익 항공기 형식증명 시 어떻게 결빙을 입증할 것인가에 대한 제시와 함께 결빙에 대해 고려하여야 할 사항들에 대해 논하였다.

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유.무인 회전익기 주요 설계변수의 추세선 식 유도 및 비교 분석 연구 (Analysis and Trend Curve Derivation of Major Design Parameters of Unmanned and Manned Rotorcrafts)

  • 황창전;김승범
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.26-35
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    • 2006
  • 동 연구에서는 유무인 회전익기의 초기 사이징에 활용할 각종 설계변수에 대한 데이터베이스를 구축하여 추세선 식을 유도하고, 유무인 회전익기 간 주요 설계변수의 특징을 비교 분석하여 회전익기 초기사이징의 용이성을 제고하고자 하였다. 연구접근방법으로 먼저 Jane 연감을 이용하여 유인기 78개 기종, 무인기 33개 기종에 대하여 데이터베이스를 구축하고, 구축된 데이터를 이용하여 회귀 분석을 통하여 총 6종의 추세선 식을 유도하였다. 계산된 상관계수와 결정계수에 따라 대부분의 추세선은 상대적으로 유의성이 있음을 알 수 있었다. 그리고, 유인 회전익기의 추세선 및 데이터베이스 그래프와 무인 회전익기 그래프 비교를 통하여 각 회전익기 간 주요 설계변수별 정성적 특징을 비교 분석하였다. 이를 통해 도출한 무인 회전익기의 몇가지 특징은 유인기에 비해 주로터 직경과 최대이륙중량은 작게, 꼬리로터 직경은 크게 설계하며, 자체무게비는 유인기와 유사한 수준이라는 것이다.

동축반전 헬리콥터형 소형 무인항공기 설계 및 제작 (Design and Fabrication of a small Coaxial Rotorcraft UAV)

  • 김상덕;변영섭;송준범;이병언;송우진;김정;강범수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.293-300
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    • 2009
  • 근거리 감시정찰을 수행할 수 있는 헬리콥터형 무인항공기를 개발하였다. 임무수행 가능성을 검토한 결과 전동 모터로 구동되는 동축반전 헬리콥터형 비행체가 선정되었다. 자동비행을 위해 상용 자동비행장치와 무선통신 모뎀이 채택되었고, 공중촬영을 위한 CCD 카메라가 탑재되었다. 완성된 비행체는 수동 비행시험을 통해 성능을 검증하였으며, 자동비행장치 탑재 후 점항법 비행을 통해 임무수행이 가능함을 확인하였다. 본 논문에서는 동축반전 무인항공기의 개발을 위한 설계 및 체계종합 전 과정에 관하여 기술하였다.

고속 운영을 위한 능동거니플랩 설계 변경 및 고유진동수 예측 (Active Gurney Flap Design Modification for High Speed Operation and Natural Frequency Estimate)

  • 김태주;김도형;백승길
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제25권10호
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    • pp.667-676
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    • 2015
  • Working displacement variation by elastic deformation of active Gurney flap which was operated on high frequency was observed. Flap-wise natural frequency was lower than mode analysis result and hinge boundary condition was identified to be the cause through the simple modal test. Design modification for increasing natural frequency was conducted for minimizing the elastic deformation at maximum 35 Hz operating condition which was design requirement condition. Brass bushing was applied instead of rotating bearing for gap minimization and Gurney flap design modification was conducted to increase of the flap-wise natural frequency. Design modification effect was validated by natural frequency comparison with mode analysis result and modal test result of design modification model.

회전익기 엔진용 기어박스의 기어 매크로 치형 최적화 (Gear Macro Geometry Optimization of Rotorcraft Engine Gearbox)

  • 최재훈;이근호;손종현;문상곤;김재승;김수철
    • 한국기계가공학회지
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    • 제21권9호
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    • pp.21-27
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    • 2022
  • The rotorcraft engine gearbox transmits the power generated by the turboshaft engine to the rotor by reducing the rotational speed and increasing the torque. The core of the rotorcraft engine gearbox is lightweight performance, which requires maximum weight reduction within the range that meets various requirements and constraints. Therefore, lightweight design through gear macro geometry optimization is necessary. In this study, gear macro geometry optimization was performed to reduce the weight of a rotorcraft engine gearbox. NSGA-III was used for the optimization, resulting in a combination of the gear ratio and macro geometry that minimizes the weight of the total gear. In addition, the safety factor of the gears satisfied the given conditions.

회전익 항공기용 연료탱크 내추락 성능 시험평가 (Assessment of Crashworthiness Performance for Fuel Tank of Rotorcraft)

  • 김현기;김성찬;이종원;황인희;허장욱;신동우;전필선;정태경;하병근
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.806-812
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    • 2010
  • 회전익항공기 연료탱크는 추락시 승무원의 생존성과 직결되는 구성품이다. 1950년대부터 미육군에서는 항공기 추락 후 화재에 의한 사상자를 줄일 수 있는 방안으로 내충돌성 연료탱크에 적합한 특성을 갖는 소재를 개발하기 위해 다양한 노력을 기울여왔다. 그 결과로 1961년에 MIL-T-27422A라는 항공기 연료탱크 설계규격이 처음 등장하였고, 1970년부터 2002년까지 수회의 개정을 거쳐 2007년 MIL-DTL-27422D라는 미군사 규격으로 발전되었다. 한국형 기동헬기의 연료탱크는 미군사규격(MIL-DTL-27422D)에 따라 개발 및 성능인증시험이 수행되었으며, 연료탱크의 내추락 성능은 미군사 규격에 구체화된 충돌/충격시험으로 검증되도록 규정되어 있다. 본 연구는 한국형기동헬기 연료탱크의 내추락 성능 검증을 위해 수행된 충돌/충격시험 결과를 제시하고 있다.

회전익 항공기 수평 안정판의 설계 개선을 통한 비행 안전성 향상 (Improvement of Flight Safety by Horizontal Stabilizer Design Improvement of Rotorcraft)

  • 이윤우;김대한;장민욱;현영진;이숙
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.134-141
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    • 2019
  • 본 논문은 회전익 항공기의 수평 안정판의 설계 개선에 관한 연구이다. 회전익 항공기의 수평 안정판은 항공기의 피치, 요 등의 거동을 안정화시키는 역할을 수행한다. 이러한 역할로 인해 수평 안정판은 회전익 항공기의 비행 안전에 영향을 미치는 주요 구성 요소(비행안전품목)로 관리되고 있다. 그러나 국내 회전익 항공기 운용 중, 수평 안정판의 내부 구조에 균열이 발견되어 설계 개선의 필요성이 제기되었다. 본 논문에서는 파면 분석과 구조 해석을 통해 수평 안정판 내부 구조 균열의 근본 원인을 2가지로 분석하였다. 첫 번째는 볼트 체결 시 부가되는 체결 토크이며, 두 번째는 항공기 기동에 따른 Lead-lag 거동이다. 이 2가지 원인을 개선하기 위하여 본 연구가 수행되었으며 그 결과 볼트 체결 방법, 볼트 체결 플랜지 구조 및 두께를 변경하고 복합재 링을 추가로 적용하였다. 설계 개선의 검증을 위해 구조 해석이 수행되었으며 구조강도가 향상된 것을 확인할 수 있다. 또한 내부 구조물 (Rib 1)의 피로해석을 수행하여 요구 사항이 충족되었음을 확인하였다.

실내감시정찰용 동축반전 헬리콥터형 미세비행체 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Coaxial Rotorcraft-typed Micro Air Vehicle for Indoor Surveillance and Reconnaissance)

  • 변영섭;신동환;안진웅;송우진;김정;강범수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제28권12호
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    • pp.1388-1396
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    • 2011
  • This paper is focused on the procedure of the development of a micro air vehicle which has vertical take-off and landing capability for indoor reconnaissance mission. Trade studies on mission feasibility led to the proposal of a coaxial rotorcraft configuration as the platform. The survey to provide a guide for preliminary design were conducted based on commercial off-the-shelf platform, and the rotor performance was estimated by the simple momentum theory. To determine the initial size of the micro air vehicle, the modified conventional fuel balance method was applied to adopt for electric powered vehicle, and the sizing problem was optimized with the sequential quadratic programming method using MATLAB. The designed rotor blades were fabricated with high strength carbon composite material and integrated with the platform. The developed coaxial rotorcraft micro air vehicle shows stable handling quality with manual flight test in indoor situation.

복합형 회전익 항공기 동체 설계를 위한 확장된 보 해석 (Extended Beam Analysis for Compound Rotorcraft Fuselage Design)

  • 박선후;임병욱;전태영;염제완;신상준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권9호
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    • pp.671-680
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    • 2020
  • 본 연구에서는 복합형 회전익 항공기 동체의 설계를 위해 확장된 보 해석을 기술한다. 개발된 보 접근 방법은 등가 보강재 층 방법을 사용하여 보강재로 구성된 동체의 해석이 가능하다. 통합 정식화 보 이론에 기반하여 외피의 두께 및 적층 고려 방법을 제시하였다. 보강재가 고려된 동체에 대해 등가 보강재 층 방법을 적용하여 해석을 수행하였고, 보강재의 제원에 관한 예비 연구 결과를 도출하였으며 상용 프로그램을 이용하여 검증 및 비교를 수행했다.

회전익항공기용 연료탱크 충돌충격시험 수치모사 연구 (Numerical Simulation of Crash Impact Test for Fuel Tank of Rotorcraft)

  • 김현기;김성찬;이종원;황인희;김경수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.521-530
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    • 2011
  • 항공기 기체와의 체결부위가 많은 연료탱크는 체계연관성이 큰 대표적인 핵심 구성품 중의 하나로 다루어져 왔다. 회전익항공기에 광범위하게 적용되고 있는 내충격성 연료탱크는 항공기 추락 시 탑승자의 생존성 향상에 크게 기여하고 있다. 미육군에서는 항공기 추락 후 화재에 의한 인명손실을 원천적으로 방지하기 위해 군용 회전익기 역사의 초기 단계부터 연료탱크 고유의 내충격성에 관련된 군사규격을 제정하여 적용해 왔다. V-22 등의 잘 알려진 사례에 따르면 미군사규격(MIL-DTL-27422D)에서 요구하고 있는 연료탱크 충돌충격시험을 원활하게 통과하지 못하는 경우, 해당 연료탱크가 장착되는 항공기 자체의 개발일정에 심각한 지장을 초래한다. 연료탱크 충돌충격시험은 시편자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되므로, 설계 초기단계부터 충돌충격시험에 대한 일련의 수치적 모사(numerical simulation)를 통해 실물에 의한 시행착오의 가능성을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 Autodyn을 이용하여 연료탱크 충돌충격시험에 대한 수치적 모사를 수행하였으며, 그 결과로 구해진 등가응력 및 내부압력 평가를 통해 회전익항공기용 연료탱크의 내충격 성능을 고려한 설계방향을 제시하였다.