DOI QR코드

DOI QR Code

The Prediction of Aeroelasticity of F-5 Aircraft's Horizontal Tail with Various Shape of External Stores

외부 장착물 형상에 따른 F-5 항공기 수평미익의 공탄성 특성 예측

  • Received : 2011.01.18
  • Accepted : 2011.08.12
  • Published : 2011.09.01

Abstract

According to the development of loading equipments, it is usual to change or replace the existing stores. It has been known that pylon-mounted under stores strongly affect aircraft dynamics characteristics due to the change of aerodynamics. To predict the aerodynamics and aero-elasticity is essentially requested with considering the configuration and shape of external stores during the development of aircraft and/or external stores. In this paper, computational fluid dynamics and computational structure dynamics interaction methodology are applied for prediction of aerodynamic characteristics for F-5 aircraft's horizontal tail with various shape of external stores. FLUENT and ABAQUS were used to calculate fluid and structural dynamics. Code-bridge was made base on the globally supported radial basis function to execute interpolation and mapping. As a result, even though the aeroelasticity of the horizontal tail slightly changes according to the shape of external store, the flutter was not occurred at the considered flight conditions in this study.

항공기 탑재 장비의 발달에 따라서 기존 운용 중인 항공기에 새로이 개발된 외부장착물을 추가하거나 교체하는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 외부 장착물의 추가 및 변경은 기존 항공기의 전체적인 공력특성을 심각하게 변화시킬 수 있다. 따라서 요구되는 장착물 배열, 형상에 따른 유동 및 공탄성 현상의 파악은 항공기 개발단계 및 항공무장의 추가적인 개발 시 필수적으로 요구된다. 본 연구는 유체-공력 연계기법을 이용, 외부장착물의 형상에 따른 F-5 항공기 수평미익의 공탄성 특성변화에 대하여 검토하였다. 공기력 계산을 위하여 FLUENT 코드를, 구조 동특성 해석을 위하여 ABAQUS 코드를 사용하였으며, 전역지지 방사기저함수를 적용한 Code-bridge를 이용하여 입력 자료의 보간 및 사상을 수행하였다. 해석 결과 고려된 비행조건에서 외부장착물의 형상에 따른 수평미익의 공탄성 특성에 미소한 차이는 있었으나 플러터는 발생하지 않는 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 김동현, 이인, "외부 장착물이 있는 전투기 날개의 천음속/초음속 비정상 유동장 해석", 한국 항공우주학회지, 제 27권 제 3호, pp. 53-62, 1999.
  2. 김민재, 권오준, 김지홍, "전투기 형상의 외 부장착물이 꼬리날개에 미치는 영향에 대한 수치 적 연구", 한국항공우주학회지, 제 36권 제 3호, pp. 211-219, 2008. https://doi.org/10.5139/JKSAS.2008.36.3.211
  3. M. Gluck, M. Breuer, F. Durst, A. Halfmann, and E. Rank, "Computation of fluid-structure interaction on lightweight structures", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 89, pp. 1351-1368, 2001. https://doi.org/10.1016/S0167-6105(01)00150-7
  4. M. J. Smith, D. H. Hodges, "Evaluation of Computational Algorithms Suitable for Fluid-Structure Interaction", Journal of Aircraft, Vol. 37, No. 2, pp. 282-294, 2000. https://doi.org/10.2514/2.2592
  5. M. H. L. Hounjet, J. J. Meijer, "Evaluation of Elastomechnical and Aerodynamic data Transfer Methods for Nonplanar Configurations in Computational Aeroelastic Analysis", National Aerospace Laboratory NLR, NLR-TP-95690U, 1995.
  6. G. P. Guruswamy, "A Review of Numerical Fluid-Structures Interface Method for Computations Using High-Fidelity Equations", Computers and Structures, Vol. 80, pp. 31-41, 2002. https://doi.org/10.1016/S0045-7949(01)00164-X
  7. FLUENT 6.3 User's Guide, Fluent Inc.
  8. ABAQUS 6.6 Analysis User's Manual.
  9. 이기두, 이영신, 이대열, 이인원, "유체-구조 연계 해석기법을 이용한 세장비가 큰 비행체 날 개의 공탄성 해석", 한국항공우주학회지, 제 38권 제 6호, pp. 547-556, 2010. https://doi.org/10.5139/JKSAS.2010.38.6.547
  10. G. E. Fasshauer, "Meshfree Approximation Methods with MATLAB", Interdisciplinary Mathematical Sciences, Vol. 6, World Scientific, 2007.
  11. 이기두, 이영신, 김동수, 이대열, "거대 구 조물의 유체-구조 연계 해석을 위한 효과적인 보 간기법에 대한 연구", 한국항공우주학회지, 제 37 권 제 5호, pp. 433-441, 2009. https://doi.org/10.5139/JKSAS.2009.37.5.433
  12. T. O. 1T-38A-3, "Horizontal Stabilator Damage Repair", T-38 Maintenance and Repair Manual, Kelly AFB.
  13. J. O. Lassiter, "Initial Development for a Flutter Analysis of Damaged T-38 Horizontal Stabilators Using NASTRAN", AIAA 81-0365, 1981.