초록 ▼

항공기의 성능과 안정성은 주로 날개의 성능에 좌우되며 이러한 항공역학적 성능이 우수한 날개란 순수한 항공역학적인 관점에서 보면 양력이 높고 항력이 작으면서 비행 안정성과 신뢰성을 보장할 수 있는 날개라고 할 수 있다. 항공기 날개의 성능은 작은 형상항력과 안정된 양력을 발생시킬 수 있는 에어포일의 선택, 이착률시와 같은 특수한 비행조건에서 날개의 성능을 변화시킬 수 있는 고양력 발생 장치와 같은 공기 역학적 보조장치, 구조적으로 안전하면서 항공기의 전체적인 성능에 큰 영향을 미치는 날개의 형태 및 공기역학적 성능과 안전을 보장할

항공기의 성능과 안정성은 주로 날개의 성능에 좌우되며 이러한 항공역학적 성능이 우수한 날개란 순수한 항공역학적인 관점에서 보면 양력이 높고 항력이 작으면서 비행 안정성과 신뢰성을 보장할 수 있는 날개라고 할 수 있다. 항공기 날개의 성능은 작은 형상항력과 안정된 양력을 발생시킬 수 있는 에어포일의 선택, 이착률시와 같은 특수한 비행조건에서 날개의 성능을 변화시킬 수 있는 고양력 발생 장치와 같은 공기 역학적 보조장치, 구조적으로 안전하면서 항공기의 전체적인 성능에 큰 영향을 미치는 날개의 형태 및 공기역학적 성능과 안전을 보장할 수 있는 강도를 갖는 재료와 구조에 따라 좌우된다. 따라서 고성능 날개의 개발을 위해서는 날개의 2차원 단면모양인 에어포일, 날개의 고양력 발생장치, 날개의 3차원 형태 및 날개의 재료와 구조에 관한 종합적인 기초 연구가 필요하다. 고성능 날개 개발을 위한 기초연구의 일환으로 본 연구에서는 저 아음속 에어포일의 층류 경계층의 천이 제어에 의한 항력감소에 관한 연구와 함께 난류 및 박리제어를 통한 난류 마찰항력 감소 및 박리의 지연과 안정화에 관하여 연구를 수행하였다. 양력의 증대를 위한 기계식 고양력 장치의 특정한 플랩 시스템의 항공역학적 양항특성에 대한 연구와 시스템 설계자료를 축적하기 위하여 동력식 고양력 장치의 개념 중 순환 제어 날개의 이론 및 실험적 연구에 의한 설계자료를 제시하였으며, 신형태 날개의 공력기술의 연구를 수행하고 날개끝 분출기술의 적용에 의한 유도항력 감소에 대한 실험적 연구 및 직접공력 제어에 사용되는 조종면들에 대한 공기역학적 특성을 연구하였다. 또한 첨단복합재료의 물성연구와 새로운 고성능 날개의 구조적 변화나 작용하중, 운용조건의 변화에 따른 날개구조강도의 실험적·수치적 해석기법을 연구하여 고성능 날개구조물의 최적설계하였다.

Abstract ▼

Aircraft performance and stability is mainly dependent on the performance of a wing. And the high-performance wing, what we called, is to deliver high lift-drag ratio in aerodynamic view point and show filight stability and reliability. The performance of aircraft wing might be determined by prope

Aircraft performance and stability is mainly dependent on the performance of a wing. And the high-performance wing, what we called, is to deliver high lift-drag ratio in aerodynamic view point and show filight stability and reliability. The performance of aircraft wing might be determined by proper airfoil desing, which turms out to have low profile drag and sufficient lift, aerodynamic auxiliary devices such as high-lift devices and control surface devices to meet the requirements duu to the changes in flight conditions, special wing geometries and configurations which have great effects on the overall performance of the aircraft, and the materials and structures that guarantee the strength for the aerodynamic performance and structural safety. Therefore, in order to develop high performance wing, synthetic study through the basic researchs of 2-D airfoil, high-lift devices, 3-D new wing configurations, and the materials and structures of the wing must be performed. The present study concerns on the drag reductions of subsonic airfoils through the controls of boundary-layer transition, turbulent structures, and separation delays and stability over the airfoil surface. Secondly, the aerodynamic characteristics of a certain mechanical flap system and circulation-controlled wing among powered-lift devices have been evaluated theoretically and experimentally. Also, new configuration wings and induced drag reduction via wing-tip blowing have been tested, and the study on the aerodynamic characteristics of control surfaces, combined with direct lift control technique, is conducted. After studying material properties of advanced composites, the numerical and experimental methodologies to estimate the strengths to accomplish the optimum design of new structured wings are suggested according to the changes in applied loads and operating conditions. The sysnthesis of these proposed basic researches eventually contributes to the generation of design base for future high-performance aircraft development program.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...9
• 제 1 절 연구배경...9
• 제 2 절 연구목표와 기대효과...10
• 제 3 절 연구의 내용과 범위 및 방법...10
• 제 2 장 연구방법 및 결과 고찰...12
• 제 1 절 항력감소를 위한 경계층 및 박리 제어에 관한 연구...12
• 제 2 절 높은 양향 특성을 갖는 고양력 장치에 관한 연구...25
• 제 3 절 신형태 날개 및 공기력제어 장치에 관한 연구...34
• 제 4 절 첨단 복합재료를 이용한 고성능 날개 구조의 최적설계...41
• 제 3 장 결론...58
• 제 4 장 참고문헌...70
• 제1 세부목차...105
• 제 1 장 서론...106
• 제 2 장 경계층의 천이...110
• 제 1 절 경계층의 천이 현상...110
• 제 2 절 천이에 영향을 주는 인자...111
• 제 3 절 압력구배와 벽면흡입(취출)이 작용하는 경계층 방정식의 엄밀해...114
• 제 4 절 압력구배와 벽면흡입(취출)이 작용하는 경졔층방정식의 근사해...116
• 제 3 장 실험적 연구...119
• 제 1 절 풍동실험장치와 평판모형...119
• 제 2 절 천이현상과 경계층의 tripping...121
• 제 3 절 압력구배와 슬릿흡입의 영향...124
• 제 4 절 흡입과 취출이 있는 원통 주위의 유동가시화...127
• 제 5 절 난류경계층에서 역압력구배와 슬릿흡입...131
• 제 4 장 흡입이 존재하는 에어포일 경계층의 수치해석...136
• 제 1 절 지배 방정식...136
• 제 2 절 에어포일의 형상 및 압력분포와 천이...139
• 제 3 절 slit suction의 영향...141
• 제 4 절 균일분포흡입이 경계층에 미치는 영향...143
• 제 5 장 박리 안정화에 관한 수치해석...147
• 제 1 절 서론...147
• 제 2 절 지배방정식 및 수치해법...148
• 제 3 절 결과 및 검토...150
• 제 6 장 결론...154
• 제 7 장 참고문헌...158
• 제2 세부목차...239
• 제 1 장 서 론...240
• 제 1 절 연구배경...240
• 제 2 절 연구목적...242
• 제 3 절 연구범위...244
• 제 2 장 연구방법...247
• 제 1 절 기계식 고양력장치의 풍동실험...248
• 제 2 절 순환제어날개에 관한 풍동실험...253
• 제 3 절 기계식 고양력장치의 수치계산연구...255
• 제 3 장 결과...262
• 제 1 절 수직/단거리이착륙기의 역사...262
• 제 2 절 기계식 고양력장치의 양력증대 방법...267
• 제 3 절 동력식 고양력장치에 관한 기초연구...270
• 제 4 절 풍동실험 결과...281
• 제 5 절 수치해석연구의 결과...286
• 제 4 장 고찰...287
• 제 1 절 기계식 고양력장치의 실험결과에 대한 고찰...287
• 제 2 절 순환제어익형의 풍동실험결과에 대한 고찰...287
• 제 3 절 수치해석결과에 대한 고찰...290
• 제 5 장 결론...293
• 제 1 절 기계식 고양력장치의 기초연구에 대한 결론...293
• 제 2 절 기계식 고양력장치의 실험연구에 대한 결론...295
• 제 3 절 순환제어에어포일의 연구에 대한 결론...296
• 제 4 절 수치해석연구에 대한 결론...297
• 제 6 장 참고문헌...299
• 제 1 장 서 론...329
• 제 1 절 연구배경...329
• 제 2 절 연구목적과 범위...331
• 제 3 절 연구내용...334
• 제 2 장 고리날개(Ring Wing)의 양항특성에 대한 연구...336
• 제 1 절 서 론...336
• 제 2 절 실험장치 및 모형...337
• 제 3 절 실험결과 및 고찰...338
• 제 4 절 수치계산 모사연구...340
• 제 5 절 결 과...345
• 제 3 장 접합날개(Joined Wing)의 양항특성에 대한 연구...346
• 제 1 절 서 론...346
• 제 2 절 이론적 고찰...347
• 제 3 절 접합날개의 설계...350
• 제 4 절 실험연구...352
• 제 5 절 수치계산 모사연구...362
• 제 6 절 결 과...368
• 제 4 장 날개끝에서 비균일 분출을 주었을 때의 공력특성...371
• 제 1 절 서 론...371
• 제 2 절 이론적 고찰...372
• 제 3 절 실험연구...374
• 제 4 절 수치계산 모사연구...377
• 제 5 장 결 론...385
• 제 1 절 고리형 날개...385
• 제 2 절 접합날개...386
• 제 3 절 날개끝 분출에 관한 연구...388
• 제 6 장 참고문헌...390
• 제4 세부목차...437
• 제 1 장 서 론...438
• 제 1 절 연구배경...438
• 제 2 절 연구목적과 범위...439
• 제 2 장 고성능날개용 첨단복합재료 적층판 실험 및 강도해석...443
• 제 1 절 서 론...443
• 제 2 절 실험연구...444
• 제 3 절 응력해석...452
• 제 4 절 고찰...457
• 제 3 장 고성능날개용 첨단복합재료의 연결부위에 대한 최적설계연구...458
• 제 1 절 서 론...458
• 제 2 절 유한요소 해석...459
• 제 3 절 실험연구...472
• 제 4 절 고찰...475
• 제 4 장 복합재료 고성능날개 Box-beam의 최적설계...477
• 제 1 절 서 론...477
• 제 2 절 복합재료 Box-beam의 최적설계...478
• 제 3 절 고찰...500
• 제 5 장 결 론...501
• 참고문헌...504