• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.59-59
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• 2017

무인 헬리콥터의 양력을 개선하기 위한 익형 설계 단계로서 두꺼운 익형(V1505A)과 얇고 처진 익형(V2008B)의 기본 두 익형의 특성을 예측하는데 있어 회전하는 블레이드의 현실적 조건을 반영한 3D 모델을 마련하고 성능을 예측하였다. Fluent를 이용한 400 mm 선형모델의 시뮬레이션에서는 V1505A 익형은 높은 받음각에서 안정적인 특성을 보인 반면 V2008B는 비교적 높은 동력효율 특성을 보였으나, 높은 받음각에서는 실속 이후 양력이 급락하는 특성을 나타낸다. 형성된 노드 수는 약 870,000개로 하였다. 시위길이 135 mm인 익형 V2008B의 형상은 ANSYS (Fluent v16.2)를 이용해 반경(길이) 1,502 (1,380) mm 의 로터 블레이드를 구성하였다. 충분하지 않은 유동장이 익형 표면에서의 유동의 영향에 영향을 주지 않도록 직경 20 m의 원방경계(far field)를 형성하였다. 사용된 매쉬의 형태는 정사면체 형태로 로터 표면으로부터의 첫 번째 두께 높이는 0.001 m이고 10개의 층으로 형성하였다. 정지 비행하는 헬리콥터의 상태를 가정하여 회전좌표계를 이용하여 정상상태의 유동을 해석하고 사용된 난류모델은 넓은 영역에서의 유동을 고려하여 Realizable $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용하였다. 내측그립 받음각 $6{\sim}22^{\circ}$에 대하여 현실적인 회전속도를 연동하여 600~1000 rpm을 적용하였다. 반복수(iteration)는 2000으로 하여 잔차값(residual)이 충분히 수렴하도록 하였다. 전체적으로 실제 헬리콥터가 발휘하는 양력보다는 낮은 수치로 예측되었으며 모델 및 해석 조건에 대한 검토가 필요해 보인다. 양력 값은 받음각 $10^{\circ}$에서 자중(약 68 kgf)을 극복하였고 받음각 $12^{\circ}$에 유상하중 20 kgf을 발휘하며 888 N의 양력을 보였다, 이어 받음각 $22^{\circ}$에서 실속 현상이 발생하였다. 받음각이 증가함에 따라 항력 역시 증가하였으며 받음각 $12^{\circ}$에서 121 N이었고 실속에 이르며 항력은 갑자기 증가할 것으로 예측된다. 본 연구는 변이 익형 개발의 선행 단계로 기본 익형에 대한 공력특성을 CFD 시뮬레이션을 통하여 예측하였다. 예측 값은 현실적 실험방법을 통하여 검증이 되어야 하며 이후 변이익형에 대한 예측과 설계가 가능하다.

• 한국기계가공학회지
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• 제8권4호
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• pp.28-33
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• 2009

Yoke is a part of rotor in unmanned helicopter. It was transferred power of engine to the rotor. It has been usually produced by machining and used wastefully material. And it has been considered to improve its proof stress against repeated loading of the products. Therefore we studied Forging process for satisfaction of these ability and process design for yoke forming has been studied by using FE analysis. Die design and forming analysis have been performed according to the conditions such as billet volume, flash control, cavity filling, and the distribution of damage in the products. In the comparison between die forging processes, side punch effects has been investigated by considering billet dimensions.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.347-349
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• 2009

Unmanned helicopters are needed in various fields such as monitoring system, agriculture and forest fire. Swash plate is a essential part for exact driving of unmanned helicopter. And it is usually produced by machining. In this research, hot forging process of upper swash plate has been studied to improve proof stress against repeated loading of the product. In the forming analysis, design parameters such as effective stress, effective strain and distribution of damage have been considered in the hot forging.

• 한국기계가공학회지
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• 제10권2호
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• pp.96-103
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• 2011

Rotor grip is used as a component of rotor system in unmanned helicopter. Instead of usual machining, hot forging process has been considered to improve its proof stress against repeated loading conditions and crash in the farm-field. Die design and forming analysis have been performed according to the conditions such as billet volume, flash, cavity filling, and the distribution of damage during the forming by using FE analysis. In the results of analysis, the possibility of structural failure in the model has not been found because its maximum effective stress is much lower than yield strength of the titanium alloy. In the forging die design, flash has been allowed because of low production in the industrial field. Preform design was studied by using FE-analysis, and its optimal dimension was obtained in the hot forging of rotor grip with titanium alloy.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권5호
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• pp.390-397
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• 2014

BO-105 헬리콥터는 무힌지 로터 허브시스템이 적용되었으며, 블레이드의 루트 영역이 무힌지 허브 시스템의 플렉셔에 해당한다. 따라서 본 블레이드를 이용한 훨타워 시험 수행을 대비하여 굽힘 강성이 낮은 플렉셔 부분에 대한 굽힘 강성 보강을 수행하였다. 플렉셔 굽힘 강성 보강 수행을 위해 플렉셔 부분의 단면 형상을 모델링하여 굽힘 강성을 계산하였으며, 이를 바탕으로 강성 보강을 위한 복합재의 두께를 선정하였다. 보강된 플렉셔의 실제 굽힘 강성을 확인하기 위하여 강성보강 전 형상에 대한 강성 측정 시험과 강성보강 이후 형상에 대한 강성 측정 시험을 수행하여 결과를 비교하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권3호
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• pp.73-79
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• 2010

A preliminary study on a length-variable rotor blade for a small unmanned helicopter has been conducted. After surveys on previous researches, and examining requirements for application to a small unmanned helicopter, a length-variable rotor blade was designed and manufactured to be driven by centrifugal force from rotor revolution with no mechanical actuator. The rotor blade was divided into a fixed inboard section and an outboard section sliding in span-wise direction. In order to determine the operating conditions of the length-variable rotor during revolution, and to derive the design variables of extension spring and rotor weight, a series of analyses from multi-body dynamics solution were conducted. The manufactured prototype was verified of its length-varying mechanism from a rotor stand, the results and required future improvements are discussed.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권3호
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• pp.215-223
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• 2009

본 연구에서는 헬리콥터 로터 블레이드의 움직임을 모사하기 위해 중첩 격자 기법을 적용하여 헬리콥터 로터의 전진 및 제자리 비행을 모사하였다. 제자리 및 무양력 전진 비행은 Caradonna & Tung의 로터 블레이드를 적용하였으며 전진 비행은 AH-1G 로터 블레이드를 적용하여 수치해석 하였다. 전진 비행 시 cyclic pitch각에 대해서 Newton-Raphson 수렴 방법으로 수치 트림을 수행하였으며 수치 트림에 의한 결과를 실험 및 다른 수치해석 결과와 비교하였을 때 실험값과 유사한 결과를 얻었다. 또한 수치 트림에 의한 결과는 로터 전진면에서 나타나는 BVI 현상을 잘 모사하였다. 지배 방정식은 3차원 비정상 오일러 방정식을 사용하였으며 원방 경계 조건으로 리만 불변치 경계조건을 적용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.541-549
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• 2008

피로해석은 반복하중 하에서의 항공우주 구조물에 대한 구조적 파괴를 예방하기 위해 수행된다. 본 논문에서는 틸트로터형 무인 항공기에 대하여 피로수명에 대한 평가를 하였다. 먼저 틸트로터형 무인항공기의 기동에 맞는 하중 스펙트럼을 생성해 내었으며, F.C.L. 부품중 하나인 플랩퍼론 연결부위에 대하여 피로해석을 수행 하였다. 틸트로터형 무인항공기는 크게 두 가지 기동 형태로 나눌 수 있는데, 이 착륙시의 헬리콥터 형태와 순항시의 고정익 형태가 되겠다. 전체적인 피로하중 스펙트럼을 만들기 위해서 헬리콥터 형태에는 FELIX를, 고정익 형태에서는 TWIST를 사용하였다. 한편으로는, S-N 실험점이 해석에 사용될 때 재료수명의 전 영역에 대한 S-N 회귀식을 얻기 위하여 크리깅 메타 모델이 사용되었다. 그리고 최소 자승법을 이용한 이차 회귀식에 대한 S-N 커브 역시 생성하였다. 더욱이 이 커브들이 갖고 있는 정확도를 측정하기 위하여 결정 계수법을 사용하였다. 마지막으로는 플랩퍼론 연결 부위에 대한 피로수명 결과를 MSC. Fatigue와 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권7호
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• pp.542-550
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• 2018

본 논문에서는 헬리콥터의 전진비행시 발생하는 허브 진동 하중 저감을 위해 설계된 능동 뒷전 플랩이 장착된 SNUF 블레이드의 무베어링 주 로터 적용 설계에 대해 살펴보았다. 이를 위해 EDISON의 박벽 복합재료 회전보 진동해석 프로그램(CORBA77_MEMB)을 이용하여 유연보의 단면 설계가 이루어졌다. 다물체 동역학 해석 프로그램 DYMORE를 이용하여 단면 설계에 따른 블레이드 동특성 및 능동 뒷전 플랩을 이용한 하중 제어의 특성을 예측하였다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.131-135
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• 2004

강착장치에 의한 지면반력은 착륙과 이륙시 지면과의 상호작용을 나타내며 고도를 감지하여 지면에 접촉하였을 때 지면의 반력을 헬리콥터에 전달해주는 역할을 한다. 비행시뮬레이션에 있어서 강착장치는 비행 중 비행특성에 미치는 영향이 없기 때문에 비행특성 분석용 또는 비행제어용 비행시뮬레이션 프로그램에서는 강착장치를 생략하여 시뮬레이션 하는 경우가 많다. 하지만 훈련의 목적으로 사용하는 경우 착륙과 이륙은 큰 비중을 차지하며 무인기의 함상 착륙과 같은 시뮬레이션에서는 필수적인 요소로 대두되고 있다. 본 논문에서 강착장치는 1자유도의 mass, spring, damper의 간단한 진동시스템을 택하였고, 강착장치의 접촉점인 지면은 고도 0인 평탄한 지면으로 가정하였다. 추후 지면을 6자유도를 가지는 움직이는 평면으로 쉽게 대체할 수 있도록 벡터형식으로 된 모델을 선택하였다.