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

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Validation for Performance and Hub Vibratory Load Analyses of Lift-offset Coaxial Rotors in Wind-Tunnel Tests

풍동 시험용 Lift-offset 동축 반전 로터에 대한 성능 및 허브 진동 하중 해석의 검증 연구

  • Lee, Yu-Been (Department of Aerospace Engineering, Chungnam National University) ;
  • Park, Jae-Sang (Department of Aerospace Engineering, Chungnam National University)
  • Received : 2022.02.23
  • Accepted : 2022.05.12
  • Published : 2022.07.01
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Abstract

Performance and hub vibratory load analyses for a lift-offset coaxial rotor are conducted using a rotorcraft comprehensive analysis code, CAMRAD II. The lift-offset coaxial rotor is trimmed to match the total rotor thrust(lift-offset coaxial rotor's thrust) or the individual rotor thrust(upper and lower rotor thrusts, respectively) in this study. The individual rotor's lift and torque, and effective rotor lift to drag ratio for the total rotor are investigated for various advance ratios and lift-offset values. The two result sets with different trim methods are similar to each other and they are correlated well with the wind-tunnel test results. Therefore, the present study using CAMRAD II validates successfully the aeromechanics modeling and analysis techniques for the lift-offset coaxial rotor.

본 연구에서는 회전익기 통합 해석 코드인 CAMRAD II를 이용하여 풍동 시험용 Lift-offset 동축 반전 로터의 성능 및 허브 진동 하중 해석을 수행하였다. 본 논문에서는 전체 로터의 추력을 트림 목표 값으로 사용하는 트림 조건 및 상/하 로터 각각의 추력을 트림 목표 값으로 이용하는 트림조건을 사용하였다. 두 종류의 트림 기법에 대하여 다양한 전진비 및 Lift-offset 값을 고려하여 해석을 수행하였고, 계산된 결과를 선행연구의 풍동 시험 및 해석 결과와 상호 비교하였다. 두 종류의 트림 기법을 이용한 연구 결과에서 모두 다양한 전진비 및 Lift-offset 값에 대하여 상/하 로터 각각의 양력, 토크 및 전체 로터의 로터 유효 양항비가 선행연구의 풍동 시험 결과와 유사함을 확인하였다. 또한 로터의 2P 허브 진동 하중 해석 결과를 기반으로 Lift-offset 동축 반전 로터 허브의 진동 하중 특성을 확인하였다. 본 연구를 통하여 CAMRAD II를 이용한 풍동 시험용 Lift-offset 동축 반전 로터의 모델링 및 해석 기법을 적절히 구축하였으며, 성공적으로 검증하였다.

Keywords

Acknowledgement

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). 본 논문의 일부는 2022년도 한국항공우주학회 춘계학술대회 및 항공우주시스템공학회 춘계학술대회에서 발표되었습니다.

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