항공우주시스템공학회지 (Journal of Aerospace System Engineering)

  • 제17권1호
  • /
  • Pages.10-15
  • /
  • 2023
  • /
  • 1976-6300(pISSN)
  • /
  • 2508-7150(eISSN)
항공우주시스템공학회 (The Society for Aerospace System Engineering)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

기계적 잠금장치의 적용여부에 따른 덕티드팬 클러치의 최적설계 및 분석

Optimal Design and Analysis of Ducted Fan Clutch With or Without Mechanical Lock-up

  • 투고 : 2022.09.26
  • 심사 : 2022.11.29
  • 발행 : 2023.02.28
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

덕티드팬의 동력절환장치인 클러치의 마찰판 사양을 최적설계하고 그 결과를 분석하였다. 클러치는 기계적 잠금장치의 적용 여부에 따라 2가지 방식으로 구분하고 각자의 설계 조건 하에 최적화 되었다. 클러치를 최적 설계하기 위한 인자로 전달토크 용량, 마찰재 면압, 마찰면의 온도 및 드래그 토크 등을 계산하였고, 클러치 분리판의 부피와 드래그 토크의 최소화를 최적설계의 목적함수로 활용하였다. 기계적 잠금장치가 포함되지 않은 Type 1의 경우 덕티드팬의 피치각에 상관없이 클러치의 작동이 가능하지만, 기계적 잠금장치가 포함된 Type 2에 비해 마찰면의 외경이 약 2배정도 증가하였고, 부피는 약 5~7배, 드래그 토크는 약 7~12배 정도 증가하였다.

Wet multi-disk clutch, a power switching device of the ducted fan, was optimized and results were analyzed. The clutch was divided into two types depending on whether a mechanical lock-up was applied or not. It was optimized under each design condition. Transfer torque capacity, friction material surface pressure, friction surface temperature, and drag torque were calculated as factors to optimize the clutch. The volume of separator plate and drag torque were used as the objective function for optimization. In the case of Type 1, which did not include a mechanical lock-up, the clutch could be operated regardless of the pitch angle of the ducted fan. However, the outer diameter of the friction surface was doubled, the volume was increased by 5~7 times, and the drag torque was increased by 7~12 times compared to those of Type 2, which included a mechanical lock-up.

키워드

과제정보

이 논문은 2022년 정부(방위사업청)의 재원으로 국방기술진흥연구소의 지원을 받아 수행된 연구임 (No. KRIT-CT-21-013(협약번호), 차세대 회전익기 동력전달장치용 핵심부품, 2022년)

참고문헌

  1. S. P. Wurth, "F-35 propulsion system integration, development, and verification," Aviation Technology, Intergration, and Operations Conference, pp. 25-29, June 2018.
  2. M. A. Stevens, "Two-speed rotorcraft research transmission power-loss associated with the lubrication and hydraulic rotating feed-through design feature," NASA/TM-2018-219929, 2018.
  3. A. J. Grzesiak, R. C. Lam, D. K. Fairbank, K. Martin, and T. D. Snyder, "Friction Clutch," Design Practice: Passenger Car Automatic Transmission, Ch. 6, 2012
  4. S. Iqbal, F. Al-Bender, B. Pluymears, and W. Besmet, "Model for predicting drag torque in open multi-disks wet clutches," ASME, J. Fluids Eng., Vol. 136, 021103, 2014. https://doi.org/10.1115/1.4025650
  5. K. Park, M. Kang, J. Lee, W. C. Son, J. Harianto, A. Kahraman, "Development of an analysis program to predict efficiency of automotive power transmission and its applications," SAE Technical Paper, 2018-01-0398, 2018
  6. S. C. Kim, and S. B. Shim, "Modeling of heat transfer for a wet multi-plate clutch based on empirical data," Journal of automobile engineering, Vol. 232(12), 1634-1647, 2017. https://doi.org/10.1177/0954407017733184