Human powered aircraft: the aim is to fly only by human power, features many challenging issues. Contrary to the general aircraft operated by an engine, human powered aircraft, that manoeuvres by lower power, requires additional consideration about weight, material, aerodynamical and structural analysis. Since this aircraft flies at a low speed, low Reynolds number flight will need to be taken into account. In this paper, SNU (Seoul National University) Human Powered Aircraft was designed by comparing it with the existing human power aircrafts, as well as by using theoretical analysis that obtains the design parameters. Also, this paper discuss about the manufacturing process using composite material for real human powered aircraft.
Fabrication of human powered aircraft and flight test procedure for pilot training are included in this paper. To meet the weight requirement, very light materials such as carbon fiber and PVC foam are used and the final weight was 41.5kg. Ninety two times of flight test were done at Goheung Aviation Test Center from August to September 2012. When KARI were lack of know-how about human powered aircraft, damages on the aircraft were very frequent. After knowing how to fly and to control, one of two pilots was finally successful in flying further to 240m in the Human Powered Aircraft Contest.
The 1st development of "Human Powered Aircraft(HPA)" in Korea has been conducting by KAFA(Korea Air Force Academy) from Aug. 2008 to now. HPA is an aircraft powered by directly human energy. The thrust provided by the human power may be the only source and that is weak. Therefore, light weight and strong structure is first requirement. In this paper, treating a basic conceptual design of HPA and material property and material choice for HPA. Also analysing the structure and checking the safety of HPA.
Human powered aircraft (HPA) is an airplane that uses only human power for its propulsion. It's development is completely different from conventional aircraft that use fuels as a power source. In the present study, special features for the development of HPA are discussed by studying the design requirements, weight estimation, aerodynamics and propulsion studies, power analysis, and mossion profile design. It is found that the development of the HPA is completely different from conventional aircraft. Mission profile is crucial to the successful flight of the sport HPA when the pilots are changed.
Human powered aircraft (HPA) is an airplane that uses only human power for its propulsion. The human power as a power resource and an engine produce the available power that is very crucial to the success of the HPA. In the present paper, the human power characteristics for completing the mission profile are discussed focusing on the take-off and climbing performance. The mission profile is designed by using an athlete's power generation. It is believed that present analysis can be helpful for the mission profile design and athletes exercise program development for the HPA competitions.
Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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v.17
no.1
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pp.29-38
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2009
This paper surveys the historical perspective and design considerations for developing the human powered aircraft(HPA). Especially the weight and materials, aerodynamics, flight controls, and power trains are focused. The average power a human can produce and sustain is approximately 200${\sim}$250 W which is a critical design constraint of HPA. The survey shows that the empty weight of HPA was in the 30${\sim}$40 kg range(90${\sim}$110 kg include pilot). Thus, in order to design a successful HPA, the value of power to weight ratio should be 2.0 W/kg or above. The HPA design technique could be applied directly to the development of an unmanned high altitude airplanes used for atmospheric research, where light structures, low Reynolds number aerodynamics and high efficiency propeller design are required as well.
In this study, preliminary design of human powered aircraft was performed by considering the aerodynamic performance. For this, overall weight including the aircraft and pilot was determined. Then, the main wing and horizontal/vertical tail were designed with appropriate selection of the airfoils and planform shapes. Based on these, three dimensional flow was calculated to obtain lift and drag coefficients and the position of center of gravity (CG). Consequently, it was shown that the lift and power of the aircraft satisfied the constraints of the minimum required lift and the pilot's available power. Also, the CG of the aircraft was located at aerodynamic center (AC) of the main wing, which guaranteed 26% of the static margin.
본 논문은 HPA(Human Powered Aircraft) 제작 계획서를 작성하기 위해 프로펠러에 사용하는 에어포일을 작년에 접하게 된 EDISON-CFD 분석을 이용하여 기존에 X-foil로 얻어진 날개 익형에 대한 양력계수와 항력계수, 양항비와 비교하였다. 프로펠러 허브로부터 거리에 따른 단면에 해당하는 레이놀즈 수, 마하수, 받음각, 시위길이를 고려하여 에어포일을 분석해 보았다. 그 결과를 통해 프로펠러 에어포일을 선정하는데 많은 도움이 되었다. EDISON-CFD 분석에 대해 좀 더 공부하는 계기가 되어 우리 팀이 앞으로 졸업논문을 쓰는데 많은 도움이 될 것이다.
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.13
no.4
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pp.534-541
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2010
With the financial sponsorship of FKI and six other companies, the design and construction of the human powered aircraft Sky Runner has been begun to design in December of 2008. And it flew in late December of 2009. The original design configuration was continuously modified in response to test results as a 30.36m span, $35.25m^2$ wing area, 26.0 aspect ratio and 39.8kg of empty weight. Although, we have made only 150m flight flying a few seconds so far however, it will contribute to the research of ultra-light and long duration flying planes. A brief review of some design features, wing layout, prop design, fabrication and flight test results are presented.
Shin, Jeong Woo;Woo, Dae Hyun;Park, Ill Kyung;Lee, Mu-Hyoung;Lim, Joosup;Park, Sang Wook;Kim, Sung Joon;Ahn, Seok Min
Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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v.21
no.1
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pp.62-67
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2013
Human Powered Aircraft (HPA) should be light in weight and have high efficiency because power source of propulsion is human muscles. Airframe structure takes up most of empty weight of aircraft, so weight reduction of structure is very important issue for HPA. In this paper, design/analysis/test procedures for ultra light weight structure of the HPA developed by Korea Aerospace Research Institute (KARI) are explained briefly. Structural design is conducted through case studies on HPA in the USA and Japan. Loads analysis is performed to calculate design loads which is needed for structural design and analysis. Structural analysis is conducted for structure sizing. Static strength test of main wing spar which is primary structure of wing is performed to verify structural integrity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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