• 제목/요약/키워드: 회전 우주

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실시간 리눅스 기반의 회전익 무인항공기 제어 소프트웨어 개발 (Real-time Linux based Rotor UAV Control Software Development)

  • 박기석;박중희;위영준;박정근;문창주
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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    • pp.1613-1616
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    • 2010
  • 본 논문은 실시간 운영체제인 Xenomai 를 사용하여, 회전익 무인항공기 소프트웨어 개발에 대한 내용을 설명하고 있다. 실시간 운영체제 사용하여 고정 순위 우선 스케줄링을 채택함으로써 데드라인의 타이밍(Timming) 결정성을 보장하였고, 이기종 시스템과의 호환성과 확장성을 고려하여 POSIX API 를 사용하여 멀티 쓰레드를 구현하였다. 또한 실시간 드라이버 모델(RTDM : Real-Time Driver Model)을 사용하여 획득한 데이터를 실시간 전송이 가능하도록 하였다. 본 논문은 실시간 운영체제를 무인항공기에 적용하고 구현된 비행제어 컴퓨터와 제어 소프트웨어를 비율 단조 스케줄링을 적용하여 무인항공기의 쓰레드들의 응답 속도 및 안정성을 보장하는 방안을 제시하였다.

자유회전 테일핀의 Roll Lock-in 현상 예측 연구 (A Prediction Study on the Roll Lock-in Phenomena of Freely Spinning Tailfins)

  • 양영록;조태환;명노신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.849-855
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    • 2010
  • 본 논문은 자유회전 테일핀을 갖는 커나드 유도 미사일에 대해 Falanga의 회전율 계산식을 자유회전 테일핀에 적용하여 자유회전 테일핀의 roll lock-in 현상을 예측하였다. 예측 결과의 정확도를 확인하기 위하여 Blair의 풍동시험 결과와 비교하여 검증하였다. 자유회전 테일핀의 회전율 계산 시에 필요한 테일핀의 롤링 모멘트는 풍동시험 결과를 이용하였고 롤 댐핑 모멘트는 missile DATCOM을 이용하여 계산하였다. 이를 자유회전 테일핀의 회전율 계산식에 대입하여 자유회전 테일핀의 회전율 및 Roll lock-in 현상을 예측하였으며 풍동시험 결과와 비교하였다. 검증결과, 자유회전 테일핀의 회전율 및 Roll lock-in 현상 예측 결과가 풍동시험 결과와 잘 일치하는 것을 확인 할 수 있었다.

자동회전의 성능해석(2) : 고속 자동회전의 성능 (Performance Analysis of Autorotation(2) : Performance of High Speed Autorotaion)

  • 김학윤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.12-22
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    • 2012
  • 샤프트각이 감소하며 비행 속도가 증가하는 자동회전 상태의 로터에 대한 성능 변화를 해석하였다. BO-105 헬리콥터의 로터에 비틀림이 없는 NACA 0012 단면을 가지는 깃을 해석하였고 변수에 대한 자동회전의 영역을 구하기 위해 과도모사법(TSM)이 사용되었다. 고속 비행에서 압축성 효과를 모사하기 위해 압축성 Navier-Stokes 솔버로 해석된 2차원 공력 데이터가 사용되었으며 유도 속도장을 모사하기 위해 Pitt/Peters의 유도속도 이론이 사용되었다. TSM으로 구해진 정상 자동회전 상태에 대하여 추력계수와 양력계수, 양항비를 계산하였으며 로터의 양력과 동력을 구하여 BO-105 헬리콥터와 비교하였다. 복합 항공기의 개념을 도입할 때 자동회전하는 로터와 날개의 양력 및 동력 분담률을 고찰하였다.

자동회전의 트림 범위와 특성(I): 로터 스피드 한계와 피치범위 (Trim Range and Characteristics of Autorotation(I): Rotor Speed Limit and Pitch Range)

  • 김학윤;최성욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.487-497
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    • 2011
  • 자동회전 상태로 속도 증가 시 로터 속도의 변화와 피치 범위를 조사하기 위하여 수치 해석을 수행하였다. 정상 자동회전 상태를 구하기 위하여 과도모사법(Transient Simulation Method:TSM)을 사용하였다. 풍속의 증가에 대응하기 위하여 로터 블레이드를 2차원 압축성 Navier-Stokes 솔버로 해석하여 공력계수를 계산하였고 이를 과도모사법에 사용하였으며 유도 속도장 변화를 모사하기 위하여 Pitt/Peters 유도속도 이론을 적용하였다. 설정된 토크 평형 조건에서 풍속, 샤프트각, 피치각의 조합을 출력하여 로터의 회전속도와 변수의 범위를 조사하였다. 깃 끝 마하수의 변화에 따른 로터 회전속도의 변화를 살펴보았고 샤프트각의 감소에 따른 피치각의 트림 범위를 고찰하였다.

Rotor-Stator Mixer 전단효과에 관한 수치 해석적 연구 (Numerical Analysis on the Effect of High-Shear in a Rotor-Stator Mixer)

  • 염상훈;이석순
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.39-48
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    • 2019
  • 회전-고정자 혼합기 내의 난류 유동은 고속으로 회전하는 회전자와 고정자의 상호작용에 의해 발생되는 전단특성을 기반으로 한다. 본 연구에서는 유화연료 관련 회전-고정자 혼합기 시제품 모델에서 회전자와 고정자간의 상호작용에 의한 비정상상태 유동 특성 분석을 ANSYS FLUENT $k-{\varepsilon}$ (RKE) 난류 모델을 MRF 및 SMM에 적용하여 수행하였다. 회전자와 고정자의 경계에서 발생하는 유동 입자들의 거동과 전단 특성 그리고 설계 파라미터에 따른 속도분포와 난류와류소산 등의 경향을 전산유체역학 해석을 통해 예측 비교하여 모델의 효율성을 검증하였다.

십자형 낙하산의 방향 제어에 관한 풍동시험 연구 (A Wind Tunnel Test for Directional Control of Cruciform Parachutes)

  • 임주창;김범수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.20-24
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    • 2006
  • 기본적인 십자형 낙하산과 새롭게 고안된 십자형 낙하산의 활강 및 회전 성능을 풍동실험을 통해 정성적으로 비교하여 보았다. 실험 비교 결과 새로이 고안된 낙하산의 활강 성능은 기본 십자형보다 좋았으나 회전 성능은 보다 떨어졌다.

극직교 이방성 회전원판의 진동에 대한 횡전단변형 및 회전관성 효과 (Effects of Transverse Shear Deformation and Rotary Inertia on Vibration of Rotating Polar Orthotropic Disks)

  • 김동현;구교남
    • Composites Research
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    • 제20권3호
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    • pp.43-49
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    • 2007
  • 회전원판의 동적 불안정성은 회전속도를 제한하는 가장 중요한 요인이다. 복합재료를 회전원판에 적용시킬 경우 동적 안정성을 증가시킬 수 있어 경량화와 고속화를 동시에 이룰 수 있다. 티모쉔코 효과라고 불리는 횡전단변형과 회전관성이 판 구조물의 동적거동에 미치는 영향은 많은 연구가 진행되어왔으나 원판의 회전이 이 효과에 미치는 영향에 대한 연구는 극히 제한적이며 복합재료 원판의 경우는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 티모쉔코 효과를 고려한 직교이방성 회전원판의 동적 방정식을 유도하였으며 상용 유한요소 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여 진동해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 특정 모드에서는 일반적으로 알려진 바와는 달리 회전수의 증가에 따라 티모쉔코 효과가 감소하다 증가하는 현상을 보였다. 또한 데이터만을 기초로 회전증가에 따른 티모쉔코 효과의 감소는 두께비가 작아질수록 증가하고, 반경비, 탄성계수 대 전단계수 비, 진동 모드 수가 커질수록 증가하는 것으로 결론지을 수 있다.

회전발사체 미익형상 롤댐핑 특성에 관한 실험연구 (An Experimental Study on Roll-Damping Characteristics of a Finned Spinning Projectile)

  • 오세윤;이도관;김성철;김상호;안승기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.894-900
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 풍동시험을 통해 회전발사체에서 발생하는 동적 롤댐핑 특성을 실험적으로 연구하는데 있었으며, 이를 위해 약 8,000 rpm으로 회전하는 회전발사체 실험모형에 작용하는 롤댐핑 특성의 측정을 위한 고속풍동시험을 국방과학연구소 삼중음속풍동에서 수행하였다. 실험시의 마하수는 0.6~0.9까지의 천음속 영역이었으며 이때의 받음각 구간은 최대 0~15 deg에 해당하였다. 측정된 공기역학적 댐핑 특성으로부터 회전체의 마찰 특성을 공제하기위한 베어링 마찰특성에 대한 평가도 함께 수행하였다.

회전발사체 롤댐핑 특성에 관한 고속 유동장 실험연구 (An Experimental Study on Roll-Damping Characteristics of a Spinning Projectile at High Speed Region)

  • 오세윤;이도관;김성철;김상호;안승기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권10호
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    • pp.912-918
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 풍동실험을 통해 회전발사체에서 발생하는 동적 롤댐핑 특성을 실험적으로 측정하는데 있었으며, 이를 위해 약 12,000 rpm으로 회전하는 회전발사체 실험모형에 작용하는 롤댐핑 특성의 측정을 위한 고속풍동실험을 국방과학연구소 삼중음속풍동에서 수행하였다. 실험시의 마하수는 0.7~1.05까지의 천음속 영역이었으며 이때의 받음각 구간은 -4~+10 deg이었다. 풍동실험 측정기법의 유효성 평가를 위해 동일형상 모형에 대해 기 수행하였던 롤댐핑 측정결과와의 비교검토를 수행하였다.