• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제9권1호
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• pp.121-128
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• 2008

This paper describes the modeling and autopilot design procedure of a Blended Wing-Body(BWB) UAV. The BWB UAV is a tailless design that integrates the wing and the fuselage. This configuration shows some aerodynamic advantages of lower wetted area to volume ratio and lower interference drag as compared to conventional type UAV. Also, BWB UAV may be increase payload capacity and flight range. However, despite of these benefits, this type of UAV presents several problems related to flying qualities, stability, and control. In this paper, the detailed modeling procedure of BWB UAV and stability analysis results using the linearized model at trim condition are represented. Finally, we designed the autopilot of BWB UAV based on a simple control allocation scheme and evaluated its performance through nonlinear simulation.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권11호
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• pp.1066-1072
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• 2009

패널법(panel method)을 이용하여 포텐셜 유동조건에 있는 임의의 3차원 융합익기(Blended-Wing Body) 형상에 대해 정상/비정상 공력해석을 수행하였다. 본 연구 방법은 구간일정강도(piecewise constant strength) 용출(source) 및 중첩(doublet) 특이점(singularity)을 사용하고 Dirichlet 경계조건에 기초한 포텐셜 기저(potential based) 패널법과 물체고정좌표계의 각 방향에 대해 시간전진법(time-stepping method)을 결합한 방법이다. 본 프로그램은 임의의 3차원 BWB 형상 항공기의 공력해석을 빠르고 정확하게 수행할 수 있으며 BWB 항공기의 안정성을 위한 다양한 공력계수를 제공할 수 있다. 본 프로그램으로 3차원 정상/비정상 임의의 3차원 형상에 대하여 공력특성을 예측할 수 있어 BWB 항공기 설계단계, 비행 시뮬레이션과 같이 반복적 빠른 계산을 요구하는 실질적 응용에 크게 기여할 것이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.57-60
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• 2012

본 연구에서는 현재 국내외에서 연구 중인 Blended Wing Body(BWB) 항공기의 엔진흡기 유동을 해석하기 위해 익형과 비행조건을 변화시켜 가며 전산유체해석을 수행하였다. 엔진의 위치에 따라 엔진이 효율적으로 동작하기 위한 조건인 흡기에서의 유동 속도와 그 분산을 중심으로 해석한 결과 익형 표면에서는 경계층의 영향으로 엔진흡기에서 유동속도가 낮고, 속도분산이 높음을 확인할 수 있었다. 한편, 익형 아랫면에서는 높은 비행속도에서 속도분산이 급격히 증가하였다. 이를 통해, 해석에 사용한 익형이 BWB의 동체로 활용하기에 적합한 엔진흡기조건을 갖는지 판별하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제6권4호
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• pp.283-296
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• 2019

The influence of different planform parameters on the aerodynamic performance of large-scale subsonic and transonic Blended Wing Body (BWB) aircraft have gained comprehensive research in the recent years, however, it is not the case for small-size low subsonic speed Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). The present work numerically investigates aerodynamics governing four different trailing edge geometries characterizing BWB configurations in standard flight conditions at angles of attack from $-4^{\circ}$ to $22^{\circ}$ to provide generic information that can be essential for making well-informed decisions during BWB UAV conceptual design phase. Simulation results are discussed and comparatively analyzed with useful implications for formulation of proper mission profile specific to every BWB configuration.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권6호
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• pp.995-1006
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• 2015

Underwater glider, as a new kind of autonomous underwater vehicles, has many merits such as long-range, extended-duration and low costs. The shape of underwater glider is an important factor in determining the hydrodynamic efficiency. In this paper, a high lift to drag ratio configuration, the Blended-Wing-Body (BWB), is used to design a small civilian under water glider. In the parametric geometric model of the BWB underwater glider, the planform is defined with Bezier curve and linear line, and the section is defined with symmetrical airfoil NACA 0012. Computational investigations are carried out to study the hydrodynamic performance of the glider using the commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) code Fluent. The Kriging-based genetic algorithm, called Efficient Global Optimization (EGO), is applied to hydrodynamic design optimization. The result demonstrates that the BWB underwater glider has excellent hydrodynamic performance, and the lift to drag ratio of initial design is increased by 7% in the EGO process.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.290-299
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• 2017

Reconfigurable flight control using various kinds of adaptive control methods has been studied since the 1970s to enhance the survivability of aircraft in case of severe in-flight failure. Early studies were mainly focused on the failure of actuators. Recently, studies of reconfigurable flight controls that can accommodate complex damage (partial wing and tail loss) in conventional aircraft were reported. However, the partial wing loss effects on the aerodynamics of conventional type aircraft are quite different to those of BWB(blended wing body) aircraft. In this paper, a reconfigurable flight control algorithm was designed using a direct model reference adaptive method to overcome the instability caused by a complex damage of a BWB aircraft. A model reference adaptive control was incorporated into the inner loop rate control system enhancing the performance of the baseline control to cope with abrupt loss of stability. Gains of the model reference adaptive control were polled out using the Liapunov's stability theorem. Outer loop attitude autopilot was designed to manage roll and pitch of the BWB UAV as well. A 6-DOF dynamic model was built-up, where the normal flight can be made to switch to the damaged state abruptly reflecting the possible real flight situation. 22% of right wing loss as well as 25% loss for both vertical tail and rudder control surface were considered in this study. Static aerodynamic coefficients were obtained via wind tunnel test. Numerical simulations were conducted to demonstrate the performance of the reconfigurable flight control system.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.637-646
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• 2010

포텐셜 기저 패널법과 시간전진법을 통합한 시간영역 패널법을 이용하여 융합익기 형상 초소형 무인기 FM07에 대한 정상/비정상 공력해석을 수행하였다. 융합익기 형상 무인기인 FM07의 공력해석에는 초기 설계형상(Case I)과 가로세로비를 증가시키고 무게중심을 후방으로 이동시킨 개선형상(Case II)이 사용되었다. 정상 공력해석을 통해 FM07 무인기의 개선형상이 초기형상에 비하여 보다 큰 양항비와 높은 피칭 안정성을 나타냄을 확인하였다. FM07의 비정상 급가속(발사체 이륙단계)을 나타낸 공력해석에서는 초기 급격한 증가를 보이는 공력계수들이 수초 후에 안정화되어 정상상태에 근사한 값을 나타내었다. FM07의 순항시 발생할 수 있는 피치진동운동에 대한 해석을 수행하여 진동에 따른 공력계수의 이력 현상을 확인하였으며, 개선형상이 보다 큰 민감도를 갖는 것을 확인하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.554-559
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• 2016

본 논문은 EDISON CFD를 사용하여 스포일러가 장착된 무미익 BWB UCAV에 대하여 이차원 유동해석을 수행하였다. 무미익 형상은 일반적인 항공기보다 롤과 요 방향의 안정성과 조성성에 있어 불리한 특징을 갖는데 특히 이 착륙 시 고 받음각의 영역에서 발생하는 Pitch-up 현상이 항공기 안정성에 문제를 야기한다. 수직 미익 부재와 pitch-up 현상으로 인한 BWB형상의 UCAV가 지니는 단점을 보완하기 위해서 스포일러가 장착된 형상이 적용되기도 한다 본 연구에서는 윗면과 아랫면에 스포일러가 장착된 경우에 대해 전산유동해석을 수행하였다. 해석결과 윗면의 스포일러는 양력의 감소와 항력의 증가를 야기했으며, 아랫면의 스포일러는 양력과 항력을 모두 증가시켰다. 피칭모멘트의 경우 아랫면의 스포일러가 저받음각에서 안정성을 증가시켰다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권6호
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• pp.422-428
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• 2019

수직미익이 없는 전익기 형상은 낮은 레이더반사면적(RCS) 특성으로 인해 최근 UCAV를 위한 대표적인 형상으로 대두되고 있다. 무미익 전익기 형상은 방향축 관점에서 보면 정적으로 불안정하면서도 이를 효과적으로 제어하기 위한 수직 조종면이 없다는 두 가지 난제를 모두 갖고 있다. 이같은 형상을 제어하기 위해서는 추력 벡터링을 적용하거나 날개의 항력차이를 이용하는 드래그 러더(Drag Rudder) 형태의 에일러론 또는 스포일러 등을 적용할 수 있다. 본 논문에서는 전익기 형상의 횡방향축 공력특성 및 드래그 러더 중 스포일러 형태의 조종면에 대한 공력특성을 설명한다. 또한, PI 구조의 제어설계 기법을 사용하여 전익기의 횡방향축 운동을 효과적으로 제어할 수 있음을 제시하고, 비행시험을 통하여 설계된 제어기로 안정적인 비행이 가능함을 보였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권5호
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• pp.34-41
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• 2023

본 논문은 최근 각광받고 있는 소형 무인항공기에 결빙효과와 윙락 불확실성을 적용하고 여러 제어기법을 활용하여 자세 제어 시뮬레이션 수행하였으며 그 결과를 다룬다. 먼저 선정 기체인 BWB 형태의 소형 무인 항공기인 Skywalker X8 기체의 기본 형상과 결빙효과가 적용된 형상에 대하여 선형화를 수행하였다. 이후 MATLAB SimulinkⓇ를 활용하여 외란 관측기 기반 PID 제어, 모델 참조 적응 제어, 모델 예측 제어기법을 사용하여 기본 형상과 결빙효과가 적용된 형상에 대하여 roll 및 pitch 자세 제어 시뮬레이션을 수행한다. 또한, 기존 연구에서 진행되지 않았던 윙락 불확실성을 결빙이 적용된 형상에 동시 적용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 각 제어기법의 성능을 비교 분석하였다.