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덕티드 팬 무인기의 동익과 정익 공력상호작용에 대한 실험적 연구
류민형(Minhyoung Ryu),조이상(Leesang Cho),조진수(Jinsoo Cho) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11
소형 무인항공기 추진용 덕티드 팬의 실험적 연구가 수행되었다. 이 논문에서는 덕티드 팬의 입구, 로터 뒤, 스테이터 뒤에서 허브에서 팁 방향으로 45° 경사 열선으로 측정하여 비정상 3차원 유동 특성을 연구하였다. 경사열선 요각을 고정시켜 데이터를 획득하였다. 이 데이터는 위상평균기법을 이용하여 평균되었다. 이 데이터는 Newton-Rhapson 수치해법을 통하여 3개의 비선형 연립방정식을 풀었다. 축 방향, 반경 방향 그리고 원주 방향 속도의 윤곽을 통해 팁 후류, 이차유동 그리고 팁 누설유동과 같은 유동 특성을 확인 하였다. The experimental study on the ducted fan for the propulsion system of a small UAV has been performed. In this paper, to investigate the three-dimensional unsteady flow field characteristics of the ducted fan, it was measured by using a 45° inclined hot-wire from hub to tip at inlet, behind the rotor and outlet of the ducted fan. The hot-wire signal data was acquired at fixed yaw angle. The data was averaged by using the PLEAT (Phase Locked Ensemble Averaging Technique), and then three of non-linear equations were solved simultaneously by using the Newton-Rhapson numerical method. Flow characteristics such as tip vortex, secondary flow and tip leakage flow were confirmed through axial, radial and tangential contour plot.
류민형(Minhyoung Ryu),신필권(Philkwon Shin),황유상(Yusang Hwang) 항공우주시스템공학회 2018 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2018 No.11
헬기에서 외부무장을 운용할 경우 비상상황에서 안전한 비상투하가 가능해야 한다. 안전한 비상투하가 가능한 안전 무장비상투하 영역이 제시되어야 하며, 안전 무장비상투하 영역을 확정하기 위해 비행시험이 필수적이다. 본 연구에서는 비행시험 횟수를 줄이기 위한 목적으로 수행된 해석 기법을 제시하였다. 해석적 기법으로 전산유체해석과 비행역학해석 기법을 사용하여 분리된 무장의 궤적 및 자세를 예측하였다. 해석 기법으로 계산된 궤적 및 자세는 1:8.5 스케일의 동체 모델에 대해서 수행한 무장비상투하 풍동시험 결과와 비교하였다. 해석 결과와 풍동시험 결과는 잘 일치함을 확인하였다.
소형 무인항공기 추진용 덕티드팬의 공력특성에 대한 실험적 연구
류민형(Minhyoung Ryu),조이상(Leesang Cho),조진수(Jinsoo Cho) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.5
덕티드팬을 추진 장치로 사용하는 소형 무인항공기는 도심 및 협소한 공간에서 정찰 및 감시에 사용 가능하며, 프로펠러에 비해 높은 추진 효율과 추력 특성을 나타낸다. 덕티드팬 무인항공기의 운용 거리와 비행 시간을 증가시키기 위해서는 정지 비행 및 전진 비행시의 추력 특성연구가 중요하며 비행 안정성 확보를 위해서는 비정상 3차원 유동 특성 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 동익과 정익으로 구성된 덕티드팬의 설계 결과 검증과 안정적인 비행 특성을 확인하기 위해 덕티드팬의 추력 특성과 비정상 3차원 유동장을 계측하였다. 덕티드팬의 정지 및 전진 비행시의 추력 특성은 소형 아음속 풍동의 6분력 밸런스 시스템을 이용하여 측정되었고, 비정상 3차원 유동장은 45° 경사열선의 프로브 고정법에 의해 분석되었다. 덕티드팬의 덕트와 정익이 추력특성에 다소 큰 영향을 미치며, 정익에 의해 덕티드팬의 안정적인 비행이 가능함을 확인하였다. The ducted fan for a small UAV propulsion can reconnoiter and observe in a town and a small area, it has better thrust efficiency and a long endurance than propeller. Thrust characteristics of hover and for ward flight condition for the ducted fan UAV is important issue to improve a endurance. The unsteady 3-dimensional flow fields of the ducted fan UAV is essential to stable flight. In this paper, to verify the design results of the ducted fan and to investigate a stable aeronautical characteristic, the thrust performance and the unsteady 3-dimensional flow fields are measured. Thrust characteristics for the hovering and the forward flight conditions are measured by the 6-components balance system in the subsonic wind tunnel. The unsteady 3-dimensional flow fields are analyzed by using a stationary 45° slanted hot-wire technique. The swirl velocity is almost removed behind the stator blades. Therefore, the thrust performance of the ducted fan is improved and the flight stability is maintained.