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축소로터를 이용한 Tip Jet 로터의 성능 및 동특성 연구
권재룡,백상민,이욱,이재하,Kwon, Jae Ryong,Baek, Sang Min,Rhee, Wook,Lee, Jae Ha 항공우주시스템공학회 2018 항공우주시스템공학회지 Vol.12 No.2
본 연구에서는 무인복합형 회전익기 연구의 일환으로 축소형 Tip Jet 로터 시험장치를 개발하였으며, 이를 이용하여 Tip Jet 로터에 대한 성능 및 동특성 연구를 수행하였다. 축소로터는 시험장 여건 및 공압조건 등을 고려하여 2m급이 되도록 하였으며, 압축공기를 이용하여 구동된다. 축소로터의 회전속도는 압축공기의 압력을 이용하여 조절되며, 별도의 하중측정부를 두어 회전 시 발생하는 추력과 각 방향의 하중 데이터를 획득하게 된다. 동특성 시험을 위해 별도의 유압 가진기가 장착되어 있으며, 로터 가진 시 발생하는 블레이드의 flap, lag 및 torsion 방향에 대한 동적 응답을 확인하기 위해, 각 블레이드의 익근부에는 full-bridge strain gage를 부착하였다. 성능 및 동특성 시험은 로터 회전수 및 블레이드 피치각을 변경해가며 실시되었다. 아울러 시험 결과의 유효성을 확인하기 위해 CAMRAD II 해석 결과와 비교하였다. In this study, a small-scaled test system for a tip jet rotor was developed to contribute to the research on unmanned compound rotorcraft. The performance and dynamic characteristics of the tip jet rotor were investigated using the test system. The diameter of the tip jet rotor was set to 2m in consideration of the size of the test site and the pneumatic supply capacity of the. The rotating speed of the rotor was controlled by the pressure of the compressed air. The thrust and forces during the rotor rotation were measured using a load measuring device. A hydraulic actuator was installed for the dynamic test and full-bridge strain gages were attached to the root of each blade to measure the flap, lag, and torsion-wise responses generated when the rotor is excited by the actuator. The performance and dynamic characteristic tests were conducted at various rotor speeds and blade pitches. In order to check the validity of the test results, the results were also compared with the CAMRAD II analysis.
지상진동시험 동특성 데이터를 활용한 항공기 외부장착물의 공력탄성학적 적합성 입증
임현태(Hyun Tae Lim),권재룡(Jae Ryong Kwon),변관화(Kwan Hwa Byun),김희중(Hee Joong Kim),김재훈(Jae hoon Kim) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.4
전투기 형태의 항공기는 외부 장착물의 중량, 공력 특성 및 조합 형태에 따라 공력탄성학적 특성에 상당한 영향을 받게 된다. 따라서 항공기를 운용하기에 앞서 기본적으로 모든 외부 장착물 조합에 대한 공력탄성학적 안정성이 반드시 검증되어야 한다. 그러나 공력탄성학적 안정성을 분석하기 위해서는 항공기의 구조, 중량, 조종면 특성, 외부형상 등과 같은 설계 데이터가 필요함에 따라, 원칙적으로 항공기 플랫폼을 개발한 제작사 이외에는 적합성 입증을 수행하는데 상당한 제한이 따를 수밖에 없다. 그럼에도 불구하고 작전환경의 변화 및 항전기술의 발전으로 인해 원 제작사의 지원 없이 항공기를 운용하는 국가 또는 기관에서 자체적으로 신규 장착물을 장착해야 하는 상황이 있을 수 있다. 본 논문에서는 이와 같이 설계 데이터를 갖고 있지 않은 도입 항공기에 대해 신규 장착물을 장착하는데 필요한 공력탄성학적 적합성 입증 방안에 대해 기술하였다. The aeroelastic stability of a fighter type aircraft can be severly affected by the store mass, aerodynamic characteristics, and store combinations. Hence, the stability for the all store configurations must be substantiated before the aircraft in service. For the aeroelastic analysis, the design data and information for the aircraft structure, mass distribution, control surface characteristics, and external shape etc. are required. This is the reason that the store compatibility substantiations by a third party are restricted. However, according to the change of operational environment or the improvement of avionic technology, a new external store is developed and it should be installed on an aircraft without the support from the original supplier. This paper describe the process to substantiate the aeroelastic compatibility between a new external store and an imported aircraft whose design data is not available to a third party operating the aircraft.
백상민(Sang-Min Baek),권재룡(Jae-Ryong Kwon),이욱(Wook Rhee) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.1
팁젯 방식으로 구동하는 로터의 정지 비행시 동특성에 관한 연구를 수행하였다. 내부에 유로가 삽입되어 있는 블레이드에 대해서 단면 모델링을 수행하였으며, 로터 시스템의 구성 요소들을 모델링하여 동특성 해석을 수행하였다. 회전 속도와 콜렉티브 피치 조건에 따른 해석을 수행하였으며, 해석 결과 제안된 로터 시스템은 설계된 운용범위 내에서 공탄성적 불안정성이 나타나지 않음을 확인하였다. 해석 절차의 검증을 위해 실제 팁젯 로터 시험장치를 구성하였다. 팁젯 방식으로 제안된 로터가 정상적으로 구동되는 것을 확인하였으며, 비회전 고유 모드 측정 시험 및 회전 시험을 수행하여 결과를 획득하였고, 얻어진 해석결과와 비교를 통해 타당성을 검증하였다. A Study on the dynamic characteristics of a rotor driven by a tipjet system in hovering condition was carried out. The sectional modeling was performed for the tipjet blade in which the flow path was inserted, and the dynamic characteristics analysis was conducted by modeling the components of the proposed rotor system. The analysis was conducted with respect to the rotational speed and the collective pitch. As a result of the analysis, it was checked that the proposed tipjet rotor did not have aeroelastic instability within the designed operating range. The tipjet test equipment was constructed in order to verify the analysis approach. It was confirmed that the proposed rotor was driven normally by tipjet. The non-rotating eigenmode measurement test and the rotation test were performed, and the validity was proved by comparing the test results and the analysis results.