• 제목/요약/키워드: 실속 제어

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항공기의 고도, 속도 및 깊은 실속의 회복을 위한 자동회복장치 설계 및 검증에 관한 연구 (A Study on the Design and Validation of Automatic Pitch Rocker System for Altitude, Speed and Deep Stall Recovery)

  • 김종섭
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.240-248
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    • 2009
  • Modem version of supersonic jet fighter aircraft must have been guaranteed appropriate controllability and stability in HAoA(High Angle of Attack). The HAoA flight control law have two parts, one is control law of departure prevention and the other is control law of departure recovery support. The control laws of departure prevention for advanced jet trainer consist of HAoA limiter, roll command limiter and rudder fader. The control laws of departure recovery support are consist of yaw-rate limiter and MPO(Manual Pitch Override) mode. The guideline of pitch rocking using MPO mode is simple, but operating skill of pitch rocking is very difficult by the pilot with inexperience of departure situation. Therefore, automatic deep stall recovery system is necessary. The system called the "Automatic Pitch Rocker System" or APRS, provided a pilot initiated automatic maneuver capable of an aircraft recoveries in situations of deep stall, speed and altitude. This paper addresses the design and validation for APRS to recovery of an deep stall without manual pitch rocking by the pilot. Also, this system is designed to recovery of speed, attitude and altitude after deep stall recovery using ATCS (Automatic Thrust Control System) and autopilot. Finally, this system is verified by real-time pilot evaluation using HQS (Handling Quality Simulator).

블로잉 제트에 의한 에어포일에서의 유동박리 제어효과 (Flow Separation Control Effects of Blowing Jet on an Airfoil)

  • 이기영;정형석;조동현;손명환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.1059-1066
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    • 2007
  • 타원형 단면 에어포일의 블로잉 제트에 의한 유동박리 제어효과에 대한 연구를 레이놀즈수 Rec=7.84×105에서 실험적 방법으로 수행하였다. 블로잉 제트는 에어포일 내부의 공기실에 있는 압축공기를 앞전 혹은 뒷전에 위치한 좁은 제트슬롯을 통하여 분출시켰다. 실험결과 블로잉은 날개면 압력회복으로 수직력을 증가시킴으로써 박리 유동을 제어할 수 있음을 보였다. 블로잉에 의한 수직력의 상승은 상대적으로 높은 받음각에서 더욱 효과가 컸으며 낮은 받음각에서는 감소되었다. 현 연구조건에서 수직력을 상승시키는데 가장 효과적인 블로잉 방식은 앞전에서의 90° 방향의 간헐제트이었다. 특히, 간헐제트가 부여된 경우 실속 받음각을 약 2°-3° 지연시킬 수 있었다. 연속제트와 간헐제트 모두 에어포일의 공력특성과 성능을 향상시킴으로써 유동박리 제어에 직접적이고 유효한 방법임을 입증하였다.

Multi-array/multi-location synthetic jet을 이용한 박리 제어 (Separation control using multi-array/multi-location synthetic jet)

  • 김상훈;김종암
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권8호
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    • pp.8-15
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    • 2006
  • 고받음각의 NACA23012익형에 대하여 synthetic jet을 이용하여 박리 제어를 수행하였다. 단일 synthetic jet을 이용하여 익형에 발생하는 앞전 박리를 효과적으로 지연시킬 수 있고, 또한 실속 특성을 개선 할 수 있음을 확인하였다. 그때 발생하는 비정상 유동 특성을 파악하였다. 또한, 현실적으로 구현 가능한 jet 속도를 얻기 위하여 multi-array synthetic jet의 특성을 파악하였다. 그리고, 단일 위치에 장착된 synthetic jet을 이용하여 박리를 제어 하였을 경우 익형 윗면에 발생하는 작은 와동을 제거하기 위하여, multi-location synthetic jet을 이용하였다. 작은 와동을 제거하고 안정적인 유동을 확보하기 위하여, 높은 진동수의 synthetic jet을 이용하여 국부적으로 효과적인 박리 제어를 통한 익형 주변의 유동의 전체적 특성을 안정화 시킬 수 있음을 확인하였다. Multi-location synthetic jet의 phase 변화를 이용하여 multi-array/multi-location synthetic jet의 성능 및 특성을 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.

T/A-50 엔진 축마력(Horsepower) 능력 해석 및 비행시험 검증 (Analysis and Flight Test Verification of T/A-50 Engine Horsepower Extraction Capability)

  • 이상효;이부일;정주현;이상백
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.105-111
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    • 2006
  • 항공기 엔진은 항공기가 각종 기동을 수행하도록 추력을 발생하는 것 외에 기동 수행을 위해 작동되는 조종면에 공급될 유압계통의 동력과 각종 항전장비 작동을 위한 전기계통의 동력을 공급한다. 엔진으로부터 제공되는 동력은 엔진의 고압압축기로부터 추출되기 때문에 축마력(Horsepower Extraction, HPX)이라하며, 추출되어 제공되는 엔진 축마력이 유압계통과 전기계통에서 요구하는 요구 축마력보다 작게 되면 엔진에 과도한 부하가 걸려 엔진회전수 감소(Rollback) 및 심한 경우 실속(stall)등이 발생할 수 있다. T/A-50체계개발 동안 요구 축마력과 엔진의 공급 축마력에 대한 비교 해석을 수행하였고, 해석 결과 엔진 축마력이 요구 축마력보다 작은 것을 확인하였다. 엔진 축마력 증가를 위한 엔진 제어 스케쥴 변경이 수행되었으며, 변경된 제어 스케쥴이 장착된 엔진을 이용하여 T/A-50비행시험을 수행하였다. 비행시험 결과를 통해 해석 결과 및 변경된 제어 스케쥴의 타당성을 검증하였다.

MEMS 압력센서를 이용한 고성능 무인항공기용 공력자료시스템의 개발과 검증 (Development and Validations of Air Data System using MEMS Sensor for High-Performance UAV)

  • 백운율;김성수;김성환;박춘배;최기영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권10호
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    • pp.1017-1025
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    • 2008
  • 본 연구에서는 무인항공기의 대기속도 및 압력고도를 측정하는 공력자료시스템(ADS)을 개발하였다. ADS는 비행제어시스템에 항공기 속도와 고도를 제공함으로써 실속속도 이하에서의 비행을 막고 고도유지 비행을 가능하게 하는 시스템이다. 무인항공기의 속도와 고도를 정확하게 측정하는 것은 비행성능을 확인하고 항공기의 안전성을 보장하기 위한 중요한 부분이다. 본 논문에서 개발된 ADS는 MEMS 압력센서, 저역통과필터, 마이크로 컨트롤러 그리고 피토튜브로 구성되어 있다. 온도보정과 압력보정을 통해 ADS 데이터의 오차를 줄였으며 비행시험에서 GPS 데이터와 ADS 데이터를 비교하였다.

속도 오버슈트 발생 시 제한 속도를 초과하지 않는 실속형 블레이드 풍력터빈의 속도제어기 설계 (Design of Speed Controller for Stall Blade Wind Turbine Complying with the Speed Limit During Speed Overshoot)

  • 김예찬;송승호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.438-445
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    • 2022
  • Blade efficiency decreases when the rotor speed is kept constant even though the wind speed is higher than the rated value. Therefore, a speed controller is used to regulate the rotor speed in the high-wind-speed region. In stall-blade wind turbine, the role of the speed controller is important because precise aerodynamic regulation is unavailable. In this study, an effective parameter design method of a PI speed controller is proposed to limit the speed overshoot of a type 4 wind turbine with stall blades even though wind gust occurs. The proposed method considers the efficiency characteristics of the stall blade and the mechanical inertia of the wind turbine rotor. It determines the bandwidth of the speed controller to comply with the speed limit during generator speed overshoot for the worst case of wind gust. The proposed method is verified through intensive simulations with a MATLAB/SIMULINK model and experimental results obtained using a 3 kW MG set of wind turbine simulator.

항공기의 실속 회복을 위한 자동 회복 장치 설계 및 검증에 관한 연구 (A Study on the Design and Validation of Automatic Pitch Rocker for the Aircraft Deep Stall Recovery)

  • 한성호;황병문;이영호;이동규;안성준;김종섭
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.6-14
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    • 2007
  • Modem version of supersonic jet fighter aircraft must have been guaranteed appropriate controllability and stability in HAoA(High Angle of Attack). Limit value of aircraft entering into the departure in HAoA is related to aircraft configuration design. But, the control law such as AoA and yaw-rate limiter is implemented in digital Fly-By-Wire flight control system of supersonic jet fighter to guarantee the aircraft's safety in HAoA. The HAoA flight control law have two parts, one is control law of departure prevention and the other is control law of departure recovery support. The control laws of departure prevention for advanced jet trainer consist AoA limiter, roll command limiter and rudder fader. The control laws of departure recovery support are consist yaw-rate limiter and MPO(Manual Pitch Override) mode. The guideline of pitch rocking using MPO mode is simple, but operating skill of pitch rocking is very difficult by the pilot with inexperience of departure situation. This paper addresses the design and validation of APR(Automatic Pitch Rocker) control law instead of MPO in order to automatic recovery without manual pitch rocking by the pilot. And, recovery characteristic with APR verifies by the nonlinear analysis and pilot evaluation.

파워 조절 방법에 따른 풍력 터번 발전기의 방사 소음 특성 (Characteristics of Noise Emission from Wind Turbine Generator According to Methods of Power Regulation)

  • 정성수;정완섭;신수현;전세종;최용문;정철웅
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.941-945
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    • 2006
  • In the development of electricity generating wind turbines for wind farm application, only two types have survived as the methods of power regulation; stall regulation and fun span pitch control. The sound measurement procedures of IEC 61400-11 are applied to field test and evaluation of noise emission from each of 1.5 MW and 660 kW wind turbine generators (WTG) utilizing the stall regulation and the pitch control for the power regulation, respectively. Apparent sound power level, wind speed dependence and third-octave band levels are evaluated for both of WTGs. It is found that while 1.5 MW WTG using the stall control is found to emit lower sound power than 660 kW one using the pitch control at low wind speed (below 8 m/s), sound power from the former becomes greater than that of the latter in the higher wind speed. Equivalent continuous sound pressure levels (ECSPL) of the stall control type of WTG vary more widely with wind speed than those of the pitch control type of WTG These characteristics are believed to be strongly dependent on the basic difference of the airflow around the blade between the stall regulation and the pitch control types of WTG. These characteristics according to the methods of power regulation lead to the very different noise emission characteristics of WTG depending on the seasons because the average wind speed in summer is lower than the critical velocity over which the airflow on the suction side of blade in the stall types of WT are separated. These results propose that, in view of environmental noise regulation, the developer of wind farm should give enough considerations to the choice of power regulation of their WTG based on the weather conditions of potential wind farm locations.

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적응 차수 조노토픽 칼만 필터를 활용한 비정상 비행상태 항공기의 실시간 시스템 식별 (Real-time System Identification of Aircraft in Upset Condition Using Adaptive-order Zonotopic Kalman Filter)

  • 김성민;헨드라 구남완 하노;수브라마냠 사델라;김윤수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.93-101
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    • 2022
  • 실속, 결빙, 센서 이상 등으로 인해 일어나는 제어불능 또는 비정상 비행 상황은 항공기의 추락으로 이어지기 때문에 필수적으로 대비해야 한다. 이와 관련해 비정상 비행 상황에서 항공기의 동적 특성을 정확하게 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 일시적인 센서 이상이 발생한 고받음각의 비정상 비행상태 항공기에 대해서 기존의 칼만 필터 기반의 시스템 식별법 대비 보다 효과적인 적응 차수 조노토픽 칼만 필터와 이동창-최소자승법을 활용한 시스템 식별법을 제시하였다. 제안한 방법을 실제 비행 데이터에 적용하고 그 성능을 기존 연구 결과와 비교하였다.

파워 조절 방법에 따른 풍력 터빈의 방사 소음 특성 (Characteristics of Noise Emission from Wind Turbine According to Methods of Power Regulation)

  • 정철웅;정완섭;신수현;전세종;최용문;정성수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.864-871
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    • 2006
  • In the development of electricity generating wind turbines for wind farm application, only two types have survived as the methods of power regulation; stall regulation and full span pitch control. The main purpose of this paper is to experimentally identify the characteristics of noise emission of wind turbines according to the power regulation types. The sound measurement procedures of IEC 61400-11 are applied to field test and evaluation of noise emission from each of 1.5 MW and 660 kW wind turbines (WT) utilizing the stall regulation and the pitch control for the power regulation, respectively. Apparent sound power level, wind speed dependence, third-octave band levels and tonality are evaluated for both of WTs. It is observed that equivalent continuous sound pressure levels (ECSPL) of the stall control type of WT continue to increase with increasing wind speed whereas those of the pitch control type of WT show less correlation with wind speed. These observed characteristics are believed to be due to the different airflow patterns around the blade between the stall regulation and the pitch control types of WT; the airflow on the suction side of blade in the stall types of WT are separated at the high wind speed. It is also found that the 1.5 MW WT using the stall control emits lower sound power than 660 kW one using the pitch control at wind speeds below 8m/s, whereas sound power of the former becomes higher than that of the latter in the wind speed over 8m/s. This wind-speed dependence of sound power leads to the very different noise omission characteristics of WTs depending on the seasons because the average wind speed in summer is lower than 8m/s whereas that in summer is higher. Based on these experimental observations, it is proposed that, in view of environmental noise regulation, the developer of wind farm should give enough considerations to the choice of power regulation of their WTG based on the weather conditions of potential wind farm locations.