낮은 디스크 하중을 갖는 저속 프로펠러 스파의 구조해석 = Structural Analysis of the Spar for a Slow-Turning Propeller with Low Disk Loading

국문 초록 (Abstract)

인간 동력항공기(HPA: Human Powered Aircraft)와 같이 높은 효율이 요구되는 저속 프로펠러의 최적 설계 및 구조 변형 해석을 수행하였다. 프로펠러 최적 형상설계는 공개 프로그램인 JavaProp™을 사용하였으며 저고도에서 낮은 속도로 비행하는 항공기의 특성 상 낮은 레이놀즈수 유동에서 우수한 성능을 갖는 Eppler 193 익형을 적용하였다. 프로펠러 추력특성 및 반경에 따른 하중 특성을 사용하여 탄소 복합재 프로펠러 스파에 가해지는 공력하중을 도출하였으며, 상용 전산구조해석 격자생성 프로그램인 Hypermesh™를 사용하여 전격자모델을 생성하였다. 전산구조 해석은 항공기 구조해석에 가장 보편적으로 사용되고 있는 상용 프로그램 Nastran™을 사용하였으며, 해석결과 2.5 이상의 안전계수를 갖는 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The optimal design of a low speed propeller for a HPA(Human Powered Aircraft) was performed, along with the structural analysis of its composite spar. JavaProp™, an open program, was used for the optimal propeller design, and the Eppler 193 airfoil was employed to take advantage of its low Reynolds number characteristics. The aerodynamic loading profile on the carbon-composite spar was derived from the sectional thrust and torque characteristics provided by the JavaProp™. The Hypermesh™, a commercial structural mesh generation program, has been used to provide proper grid system for the Nastran™ analysis. The deformation of the spar was consistent with the actual propeller test, and the load factor was predicted to be more than 2.5.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• ABSTRACT
• 1. 서론
• 2. 프로펠러 최적설계 및 추력 특성 해석
• 3. 프로펠러 스파 구조해석
• 4. 결론
• 참고문헌