한국항공우주학회지 (Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences)

  • 제49권12호
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  • Pages.1011-1018
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  • 2021
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  • 1225-1348(pISSN)
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  • 2287-6871(eISSN)
한국항공우주학회 (The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences)
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도심 항공 교통을 위한 전기동력 수직 이착륙기의 동축 동회전 로터의 성능해석 연구

Study on Performance Analyses on Coaxial Co-rotating Rotors of e-VTOL Aircraft for Urban Air Mobility

  • Lee, Yu-Been (Department of Aerospace Engineering, Chungnam National University) ;
  • Park, Jae-Sang (Department of Aerospace Engineering, Chungnam National University)
  • 투고 : 2021.10.03
  • 심사 : 2021.11.25
  • 발행 : 2021.12.01
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초록

본 연구에서는 회전익기 통합해석 코드인 CAMRAD II를 이용하여 동축 동회전 로터(적층 로터)의 모델링과 제자리 비행 성능해석을 수행하였다. 본 연구는 주요 설계 변수인 방위각 위상차와 상/하단 로터 사이의 간격을 적절히 고려하여 동축 동회전 로터를 모델링하였으며, 기존 동축 반전 로터의 상단 로터의 토크 값을 동축 동회전 로터의 트림 목표 값으로 이용한 트림 기법 및 동축 반전 로터의 전체 추력 값을 트림 목표 값으로 이용한 트림 기법에서 제자리 비행 성능해석을 각각 수행하였다. 토크 트림 기법을 이용하였을 시 전체 로터의 추력은 -10°의 방위각 위상차에서 1.84% 최대화되었고, 추력 트림 기법을 적용하였을 때에는 전체 로터의 동력은 20°의 방위각 위상차에서 4.53%만큼 최소화되었다. 본 연구를 통하여 전기동력 수직 이착륙기에서 활용될 수 있는 동축 동회전 로터의 제자리 비행 성능이 방위각 위상차의 값에 따라 변화될 수 있음을 확인하였다.

This numerical study conducts the modeling and the hover performance analyses of coaxial co-rotating rotor(or stacked rotor), using a rotorcraft comprehensive analysis code, CAMRAD II. The important design parameters such as the index angle and axial spacing for the coaxial co-rotating rotor are varied in this simulation study. The coaxial co-rotating rotor is trimmed using the torque value of the upper rotor of the previous coaxial counter-rotating rotor or the total thrust value of the previous coaxial counter-rotating rotor in hover. The maximum increases in the rotor thrust is 1.84% for the index angle of -10° when using the torque trim approach. In addition, the maximum decreases in the rotor power is 4.53% for the index angle of 20° with the thrust trim method. Thus, the present study shows that the hover performance of the coaxial co-rotating rotor for e-VTOL aircraft can be changed by the index angle.

키워드

과제정보

본 연구는 2020년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 기초연구사업의 지원을 받아 수행되었습니다(2020R1I1A3071793). 본 논문은 2021년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구입니다(2021R1A5A1031868).

참고문헌

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