초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

복합형 항공기는 회전익 항공기와 고정익 항공기의 장점을 모두 가지고 있는 항공기이다. 회전익 항공기의 경우 수직으로 이착륙할 수 있어 활주로 확보가 어려운 환경과 정비되지 않은 지면환경에서 널리 사용되고 있지만, 로터의 회전 속도, 전진 속도간의 관계로 인해 전진 속도가 일정 속도 이상 빨라질 수 없다. 고정익 항공기의 경우 고속의 비행이 가능하지만 이착륙 시 활주로가 필요하다는 단점이 있다. 두 종류의 항공기의 장점을 결합시키고, 단점을 개선시킨 무인 복합형 항공기의 경우 수직이착륙이 가능하면서 고속으로 장거리 비행이 가능하도록 만들어졌다. 이러한 복합형 항공기에는 팁제트, 틸트로터, ...

복합형 항공기는 회전익 항공기와 고정익 항공기의 장점을 모두 가지고 있는 항공기이다. 회전익 항공기의 경우 수직으로 이착륙할 수 있어 활주로 확보가 어려운 환경과 정비되지 않은 지면환경에서 널리 사용되고 있지만, 로터의 회전 속도, 전진 속도간의 관계로 인해 전진 속도가 일정 속도 이상 빨라질 수 없다. 고정익 항공기의 경우 고속의 비행이 가능하지만 이착륙 시 활주로가 필요하다는 단점이 있다. 두 종류의 항공기의 장점을 결합시키고, 단점을 개선시킨 무인 복합형 항공기의 경우 수직이착륙이 가능하면서 고속으로 장거리 비행이 가능하도록 만들어졌다. 이러한 복합형 항공기에는 팁제트, 틸트로터, 덕티드팬 등 다양한 개념의 항공기들이 제시되어지고 있으며 많은 형태로 연구되고 있다.
특히, 덕티드팬 항공기의 경우 다른 무인항공기와 다르게 운용자의 안전성과 휴대성이 높게 평가되고 있으며, 구조적으로 간단하기 때문에 미래의 항공기로서 가장 각광받고 있다. 수직 이착륙 및 제자리 비행에서 엔진으로부터 축마력을 전달받아 동체에 있는 양력팬을 구동시키고, 순항 시에는 빠른 순항 속도를 얻기 위해 후방의 프로펠러와 양 옆의 날개를 이용하여 전진하는 개념을 가지고 있다.
본 논문에서는 덕티드팬 무인항공기에 적용되는 2축 터보샤프트 엔진에 대한 성능해석을 진행하고 성능해석 결과를 이용하여 개념설계를 진행하였다. 덕티드팬 무인항공기의 임무를 설정하고 그에 따른 엔진의 사이클을 구성하였다. 또한, 설계점 성능해석을 통해 엔진의 각 스테이션에서의 유량, 온도, 압력 및 주요 성능과 SFC의 결과를 얻었다. 그리고 구성품 특성 모델링을 통해 덕티드팬 무인항공기에 적합한 엔진의 구성품 선도를 스케일하여 적용하였으며, 탈 설계점 해석을 통해 임무에 따른 엔진의 성능을 해석하였다.
엔진 성능해석 결과 순항 시의 성능 개선을 위하여 설계변수 변화에 따른 최적화 설계를 진행하였다. 본 연구에서 사용한 설계변수는 설계점 출력과 설계점 입력 조건으로 설정하여 변화에 따른 성능을 살펴보았다. 낮은 주요 컴포넌트의 효율 때문에 결국 설계점 입력 조건을 변화시켜 기술적인 측면을 높여 설계를 진행하도록 하였다. 엔진의 주요 구성품인 압축기, 연소기, 터빈에 대한 기본적인 이해와 상세설계를 통하여 개념적인 단계의 엔진의 레이아웃을 만들어 낼 수 있었다. 또한 기어박스와의 연계를 통하여 덕티드팬 무인항공기에 적용 가능한 추진 장치 개념을 도출하였다.

주제어