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낮은 레이놀즈수 운용조건에서의 상용 프로펠러 풍동시험 및 추력특성 연구
김기선(Kisun Kim),고민국(MinGuk Go),정한담(Handam Jeong),안현중(Hyunjoong Ahn),안존(Jon Ahn) 한국항공우주학회 2016 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.4
상용 소형 프로펠러의 추력특성을 분석하기 위한 풍동시험을 수행하였다. Labview™를 사용하여 시험 데이터를 획득하였고 MATLAB™, EXCEL™을 사용하여 데이터를 처리하였다. 토크센서, 로드셀, 모터, 프로펠러를 직렬로 연결하는 추력밸런스를 설계, 제작하였으며 프로펠러의 후류에 의한 공기역학적 간섭을 최소화 하도록 지지대 페어링을 설계하였다. 대기압, 온도, 상대습도를 측정하여 시험 부의 공기밀도를 보정하였으며 상용 BLDC 모터를 전자식변속기(ESC, Electronic Speed Controller)로 구동하여 회전수를 제어하였다. 전기동력 항공기에 보편적으로 사용되는 APC사의 프로펠러 5종에 대해 동일한 회전수 조건에서 풍동유속을 변화시키며 프로펠러 직경 및 피치에 따른 추력특성 추이를 확인하였다. Wind tunnel tests were performed to study the thrust characteristics of small commercial propellers. Experimental data was acquired using Labview™ and the data acquisition board, and post-processed with MATLAB™ and EXCEL™. A thrust balance was designed and fabricated to have a torque sensor, a load cell, a BLDC motor, and the propeller in series arrangement, reducing aerodynamic interference. Also, the balance support was covered with an aerodynamic fairing, to mitigate the influence of the propeller wake. Air density inside the test section was calibrated by measuring the pressure, temperature and relative humidity. A commercial BLDC motor was driven by a commercial ESC to maintain proper revolution speed. Five small diameter models of APC propellers, which are popular among electric mini-UAVs, were selected and their thrust characteristics were investigated for a range of flow speed at different propeller revolution speeds.