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공기역학적 성능을 고려한 인간동력항공기 개념 설계
Preliminary Design of Human Powered Aircraft by the Consideration of Aerodynamic Performance 원문보기

항공우주기술 = Aerospace engineering and technology, v.12 no.2, 2013년, pp.180 - 185  

강형민 (공력성능팀) ,  김철완 (공력성능팀)

초록
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본 연구에서는 공기역학적 성능을 고려하여 인간의 힘만으로 이륙할 수 있는 초경량 인간동력 항공기의 개념설계를 수행하였다. 이를 위해 조종사를 포함한 항공기 전체 무게를 결정한 이후 적절한 익형을 선정하여 주날개/보조날개를 설계하였다. 설계된 비행기의 형상을 기초로 3차원 전산해석을 하였으며, 이를 통해 양력/항력 등의 성능계수 및 항공기 무게 중심(CG)에 대한 계산을 수행하였다. 그 결과 비행기의 양력 및 추력이 양력 및 추력의 제한 조건을 만족하였다. 또한 비행기의 무게 중심(CG)이 주익의 공력 중심(AC)에 위치함으로써 26%의 정적 안정성이 보장되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, preliminary design of human powered aircraft was performed by considering the aerodynamic performance. For this, overall weight including the aircraft and pilot was determined. Then, the main wing and horizontal/vertical tail were designed with appropriate selection of the airfoils an...

주제어

#인간동력 항공기   #개념설계   #공기역학적 성능  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 인간동력항공기의 성공적인 비행을 위해서는 비행체의 총 이륙 중량 및 조종사 추력을 결정하고, 이에 따라 공기역학적 성능을 고려하여 주익 및 미익의 형상 및 크기를 결정하는 것이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 항우연 시범 비행기의 개념 설계를 수행하였으며, 설계된 형상에 대해 전산해석을 수행함으로써 공기역학적 성능 해석을 수행하였다. 이를 토대로 주어진 형상에 대한 공기역학적 성능이 필요 양력 및 항력 조건, 정적 안정성 조건을 만족하는지를 검증하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인간동력항공기란? 인간동력항공기란 외부의 기계적 힘을 이용하지 않고 오직 사람의 힘만으로 지상을 활주하여 이륙할 수 있는 항공기를 지칭한다[1-4]. 이 때 사람이 지속적으로 낼 수 있는 힘에는 명확한 한계가 존재하며, 상대적으로 그 값이 작기 때문에상용 비행기에 비해 비행 속도가 매우 작다.
인간동력항공기의 최초제작 시기? 이러한 인간동력항공기는 1961년 최초로 제작된 이후, 미국, 유럽, 일본 등에서 활발히 개발되고 있다. 특히 미국 MIT에서 개발된 Daedalus는 1988년 115km의 비행에 성공하여 최고 기록을 수립하기도 하였다 [1-2].
인간동력항공기의 한계? 인간동력항공기란 외부의 기계적 힘을 이용하지 않고 오직 사람의 힘만으로 지상을 활주하여 이륙할 수 있는 항공기를 지칭한다[1-4]. 이 때 사람이 지속적으로 낼 수 있는 힘에는 명확한 한계가 존재하며, 상대적으로 그 값이 작기 때문에상용 비행기에 비해 비행 속도가 매우 작다. 따라서 성공적인 이륙을 위해서는 초경량의 비행체가 요구되며, 이륙 시 필요한 양력을 발생시키기위해 그림 1과 같이 날개의 가로세로비가 일반적인 항공기에 비해 매우 크다.
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참고문헌 (4)

  1. Byrne, M., Coombs, J., Mills, R. and Nguyen, M., "Human Powered Aircraft," Aircraft Design Project, 2010, pp. 1-20. 

  2. Langford, J. S., "The Daedalus Project: A Summary of Lessons Learned", AIAA-89-2048, 1989, pp.1-11. 

  3. 이희우, 최성옥, 오장근, "한국 최초 인력비행기 개발 사례 연구", 한국항공우주학회 2012년도 춘계학술대회, 2012, pp.1316-1317. 

  4. 강형민, 김철완, "인간동력항공기 개념설계 Software 개발을 위한 프레임워크 구축," 한국항공우주학회 2013년도 추계학술대회, 2012, pp. 1943-1945. 

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