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문제 정의
- 본 연구에서는 turboshaft 엔진이 장착되는 추진시스템을 위한 공기 흡기구를 설계하고 이의 성능을 CFD를 해석을 통하여 검증하였다. 개발 중인 스마트무인기는 일반적인 헬리콥터와 같이 수직이착륙이 가능해야 하고 이와 더불어 전통적인 고정익 비행기와 같은 고속 비행(440km/h)이 가능함을 목표로 하고 있다. 그러므로 공기 흡기구는 비행체 요구사항에 정의된 모든 비행 조건에서 엔진에 충분한 공기를 공급하고 전압력 손실이 최소가 되도록 설계되어야 한다.
- 그리고 설계된 흡기구의 성능해석을 위하여 CFD-ACE+를 이용하여 CFD 유동해석을 수행하고 여러 비행 조건에서의 전압력손실을 예측하였다. 또한 압축기 입구에서의 소용돌이(swirl) 현상의 발생과 왜곡계수(distortion coefficient)를 조사하여 비행 조건에 따라 야기될 수 있는 엔진 성능 저하 요인에 대해서 살펴보았다.
- 양력 및 추력을 얻게 된다. 본 연구에서는 turboshaft 엔진이 장착되는 추진시스템을 위한 공기 흡기구를 설계하고 이의 성능을 CFD를 해석을 통하여 검증하였다. 개발 중인 스마트무인기는 일반적인 헬리콥터와 같이 수직이착륙이 가능해야 하고 이와 더불어 전통적인 고정익 비행기와 같은 고속 비행(440km/h)이 가능함을 목표로 하고 있다.
- 그리고 필요에 따라 먼지와 엔진에 손상을 줄 수 있는 작은 물질들을 걸러낼 수 있는 외부물질 흡입방지장치가 포함되기도 한다. 본 연구에서는 외부물질 흡입방지 장치를 제외한 세 부분에 대해서 설계하였다.
- 수행중이다. 이 사업은 그간 국내에 축적된 무인항공기 분야의 연구기반 위에 수직이착륙과 고속비행이 가능하며 고신뢰도, 경량화 및 지능형 자율비행을 가능케 하는 스마트 기술을 접목하여 실용적인 민수 용도의 무인항공기를 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 지금까지 CRW, 틸트로터 (Tilt rotor) 등을 포함한 여러 가지 비행체에 대한 연구를 진행하였으며 현재는 비행체 형태를 틸트로터로 정하고 개발이 진행 중이다.
- 한다. 이를 만족시키기 위하여 50km/h의 측풍 또는배풍이 존재할 경우에도 추진시스템의 성능에 문제가 없어야 하기 때문에 이에 대한 해석도 수행하였다. '
- 1과 같이 side intake를 갖고 있기 때문에 엔진 intake 주위에 플레넘 쳄버를 장착하여 설계하였다. 플레넘 쳄버의 기본적인 설계 사양은 엔진 사가 제시하는데 본 논문에서는 지금까지 제안되어 있는 설계 제한 요건들을 정리하고 이를 바탕으로 설계를 수행하였다. 그리고 설계된 흡기구의 성능해석을 위하여 CFD-ACE+를 이용하여 CFD 유동해석을 수행하고 여러 비행 조건에서의 전압력손실을 예측하였다.
가설 설정
- 2와 같다. 배기구에 의한 손실은 3%로 가정하였다. 엔진요구동력과 비교해비행 중일최대 순항속도로 비행중일 경우에도 비행이 가능한 동력을 제공함을 확인할 수 있다.
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