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논문 상세정보

로터 실험 장치용 Rotating Balance의 설계 및 성능 검증에 관한 연구

A Rotating Balance Design and Performance Estimation for a Rotor Test Jig

초록

본 연구에서는 축소형 로터 실험 장치에서 로터 회전면에 수직으로 작용하는 추력(Fz)과 평행으로 작용하는 2축 모멘트(Mx, My)를 측정할 수 있는 3분력 Rotating Balance를 설계, 제작하고 성능실험을 통하여 검증하였다. Rotating Balance에 장착된 스트레인게이지의 미세신호는 로터와 함께 회전하는 신호증폭기를 거쳐 증폭되어 slip ring을 통하여 데이터 취득장치로 전달되어진다. 정적 보정법을 통하여 얻어진 보정행렬식의 적합성 여부를 판단하기 위하여 기존에 개발된 reaction type balance를 사용하여, 로터가 회전시 발생하는 추력을 비교함으로서 측정 정밀도를 확인하였다. 또한, Rotating Balance의 확장 불확도는 A형 불확도와 B형 불확도를 계산하였고, 계산 결과로 부터 $2.82\times10^{-1}$의 값을 얻음으로서 신뢰성을 확인하였다.

Abstract

In this study a 3-component rotating balance, which is designed to measure the thrust (Fz) and two moment components (Mx, My) simultaneously for a rotor test jig, is designed and its performance is validated experimentally. The low voltage signal from the strain gages mounted on the balance is amplified with a rotating amplifier, which is then fed through a slip-ring unit into the data acquisition system. In order to validate the accuracy of the calibration matrix obtained from a static calibration test, an additional reaction type balance is used to measure the thrust from a model rotor simultaneously, and shows very good result. Finally, the expanded uncertainty value, which is obtained from ISO method is estimated to be $2.82\times10^{-1}$, and the balance turns out to be reliable.

참고문헌 (7)

  1. K. Bartie, H.Alexander, M.McVeigh, S. La Mon, and H. Bishop "Hover Per formance Tests of Baseline Metal and Advanced Technology Blade (ATB) Rotor Systems for th e XV-15 Tilt Rotor Aircraft", NASA CR-177436. 
  2. Joh annes M. van Aken "analysis of Calibration Data for th e Multi-Component Rotor Balance Installed in the NFAC Large Rotor Test Apparatus", AIAA 2007-146. 
  3. 김대현, 박영하, 김기섭, 신병천, 나두영, 전재영 . “소형 고속선 프로펠러의 추력 및 토오크 동시 계측용 동력계 설계 및 제작", 대한조선학회지, 제35권 1호, pp. 1-4, 1998. 
  4. 이욱, 최종수, “헬리콥터 로터 시험 장치의 개발 및 공력소음특성의 측정" 항공우주학회지, 제32권 3호, pp. 10-16, 2004. 
  5. 김상덕, 변영섭, 이병언, 송우진, 강범수, “소형 로터 시험 장치를 활용한 무인 헬리콥터 로터 블레이드의 성능 평가시험에 관한 연구" 2007 한국항공우주학회 추계 학술발표회 논문집, pp. 217-220, 2007. 
  6. 김갑순, 강대임, 송후근 “6분력 힘/ 모멘트 교정기의 설계 및 불확도평가”, 한국정밀공학회 춘계학술대회 논문집 1호, pp. 68-72, 1997. 
  7. KOLAS, 불확도추정 사례 보고서, “부등비접시 수동 저울의 측정 불확도 추정 보고서”, 2004. 

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