덕티드 팬 무인기의 동익과 정익 공력상호작용에 대한 실험적 연구

Experimental Study on the Aerodynamic Interaction of the Rotor and Stator for the Ducted fan UAV

소형 무인항공기 추진용 덕티드 팬의 실험적 연구가 수행되었다. 이 논문에서는 덕티드 팬의 입구, 로터 뒤, 스테이터 뒤에서 허브에서 팁 방향으로 $45^{\circ}$ 경사 열선으로 측정하여 비정상 3차원 유동 특성을 연구하였다. 경사열선 요각을 고정시켜 데이터를 획득하였다. 이 데이터는 위상평균기법을 이용하여 평균되었다. 이 데이터는 Newton-Rhapson 수치해법을 통하여 3개의 비선형 연립방정식을 풀었다. 축 방향, 반경 방향 그리고 원주 방향 속도의 윤곽을 통해 팁 후류, 이차유동 그리고 팁 누설유동과 같은 유동 특성을 확인 하였다.

The experimental study on the ducted fan for the propulsion system of a small UAV has been performed. In this paper, to investigate the three-dimensional unsteady flow field characteristics of the ducted fan, it was measured by using a $45^{\circ}$ inclined hot-wire from hub to tip at inlet, behind the rotor and outlet of the ducted fan. The hot-wire signal data was acquired at fixed yaw angle. The data was averaged by using the PLEAT (Phase Locked Ensemble Averaging Technique), and then three of non-linear equations were solved simultaneously by using the Newton-Rhapson numerical method. Flow characteristics such as tip vortex, secondary flow and tip leakage flow were confirmed through axial, radial and tangential contour plot.