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덕트 팬-베인 형상의 제자리 비행 공력 특성 및 조종 성능 개선에 관한 수치적 연구
Numerical Investigation of Aerodynamic Characteristics of a Ducted Fan-Vane Configuration and Improvement of Control Performance in Hover 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.49 no.3, 2021년, pp.221 - 231  

강동훈 (Agency for Defense Development) ,  임진우 (Agency for Defense Development) ,  유흥철 (Agency for Defense Development)

초록
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본 연구에서는 덕트 팬-상/하부 베인제자리 비행 공력 특성에 관한 수치적 연구를 수행하였다. 일정한 회전 속도, 블레이드 콜렉티브 피치각에서 상부 베인 꺾임각 변화에 따른 시스템 구성 요소별 공력 민감도를 분석하였다. 개별 베인 작동 메커니즘과 덕트-베인 공력 상호 간섭의 물리적 특성을 파악하고자 베인의 조종 성능과 덕트 공력하중 분포를 상세히 분석하였다. 마지막으로, 전기체의 조종 성능 개선을 위해 상부 베인의 새로운 작동 메커니즘을 제안하였다. 상부 베인 꺾임각 변화에 따라 상부 베인 측력과 롤링 모멘트는 선형 증가하였으나, 전기체 측력은 덕트에서 작용하는 반력에 의해 현저히 낮게 나타났다. 또한 덕트 수축부 가까이 위치한 상부 베인이 조종 성능 변화에 가장 큰 역할을 하였다. 덕트와 상부 베인 흡입면의 공력 상호 간섭에 의해 덕트의 음압이, 덕트와 상부 베인의 압력면 공력 상호 간섭에 의해 압력 회복이 발생하여 덕트의 비대칭 공력 증가의 원인이 되었다. 4개의 상부 베인을 0°로 고정시키거나 제거했을 때, 덕트의 비대칭 공력은 감소하고, 전기체의 롤링 모멘트는 80%까지 증가하여 공력 성능이 개선되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the present study, numerical simulation was performed to investigate aerodynamic characteristics of a ducted fan-upper/lower vanes system in hover. Sensitivity analysis of aerodynamic forces for a system component was conducted with the deflection angle of upper vanes varying but at the constant ...

주제어

참고문헌 (15)

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  4. Gilmore, A. W. and Grahame, W. E., "Research Studies on a Ducted Fan Equipped with Turning Vanes," VTOL section, IAS 27th Annual Meeting, 1959. 

  5. Choi, Y. H., Hong, S. H., Suk, J. Y., Jang J. S. and Lee, D. J., "Mathematical Modeling of a Small Scale Ducted-Fan UAV," AIAA Paper 2011-6519, 2011. 

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  15. Choi, Y. J., Wie, S. Y., Yoon, B. I. and Kim, D. H., "A Study of Hovering Flight Performance of Ducted Fan as Blade Pitch Angles," Proceeding of The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences Spring Conference, July 2020, pp. 284-285. 

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