• 제목/요약/키워드: Bearingless Hub

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기본임무를 수행하는 기동헬기에 적용될 무베어링 허브 복합재 구성품 피로수명 해석 (Bearingless Rotor Hub Composite Component Fatigue Analysis of Utility Helicopter to perform the Basic Mission)

  • 김태주;기영중;김덕관;김승호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.383-389
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    • 2013
  • Rotor system is a very important part which produces lift, thrust and control force in helicopter. Component of rotor system must endure various flight load for the required life. In helicopter rotor system, bearingless rotor system is the highest technology rotor system compare with articulated and hingeless rotor system. Baaringless rotor system is not include mechanical flap hinge, lag hinge and pitch bearing. Bearingless rotor component flexbeam which made by composite material has conduct hinge and bearing role instead of mechanical flap hinge, lag hinge and pitch bearing. These characteristics has less part number and lass weight than others. In this paper, conduct safe life analysis of bearingless composite component flexbeam and torque tube applying to utility helicopter load condition.

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헬리콥터 로터 무베어링 허브 시스템 복합재 구성품 피로 안전수명 해석 (Fatigue Safe Life Analysis of Helicopter Rotor Bearingless Hub System Composite Components)

  • 김태주;기영중;김덕관
    • 항공우주기술
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    • 제13권1호
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    • pp.10-19
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    • 2014
  • 기존의 헬리콥터 로터 시스템에서 기계적 힌지/베어링 부품을 복합재 빔 구성품으로 대체하여 중량과 부품수를 줄인 무베어링 허브 시스템을 설계하였으며, 그 중 중요 구성품인 유연보와 토크튜브에 대한 피로 안전수명 해석을 수행하였다. VABS를 이용한 2차원 단면 해석 수행을 통해 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 도출하였으며 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하여 각 단면에 발생하는 변형율을 계산하였다. 각 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 Wohler equation을 적용하여 생성하였으며, 정적구조해석을 통해 피로파손에 취약할 것으로 판단되는 영역에 대한 피로해석을 수행하였다. 헬리콥터 운영시로부터 구성품에 발생하는 하중은 CAMRAD II를 통해 계산하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준 하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 허브 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 최종적으로 피로 안전수명을 산출하였다.

십자형 복합재 유연보 장착 무베어링 로터 시스템 구조동역학 해석 (Structural Dynamic Analysis of Bearingless Rotor System with Cross-shaped Composite Flexbeam)

  • 김도형;임인규;이명규;이인
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.108-111
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    • 2004
  • Structural dynamic characteristics and aeroelastic stability of a small-scale bearingless rotor system have been investigated. A flexbeam is one of the most important component of bearingless hub system. It must have sufficient torsional flexibility as well as baseline stiffness in order to produce feathering motion. In the present paper, a cross-shaped composite flexbeam has been proposed for a guarantee of torsional flexibility and flapwise and lagwise bending stiffness. One dimensional elastic beam model was used for the construction of a structural model. Equivalent isotropic sectional stiffness was used in the blade model, and the flexbeam was regarded as anisotropic; which has ten independent stiffness quantities. CAMRAD II has been used for the analysis of structural dynamic characteristics of the bearingless rotor system. Rotational natural frequencies and aeroelastic stability at hovering have been investigated. Analysis result shows that the cross-shaped flexbeam has the rotational natural frequency tuning capacity.

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Hybrid극 구조의 베어링리스 SRM 특성해석 (Characteristic Analysis of Bearingless SRM with Hybrid Stator Poles)

  • ;박태흡;이동희;안진우
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.6-8
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    • 2008
  • In this paper a novel bearingless switched reluctance motor (SRM) with hybrid stator poles is proposed. The operating principle of proposed motor is also presented. Compared with existing bearingless SRM, it has many advantages such as lower number of switches and cost, simpler control algorithm, lower thermal load. Meanwhile through finite element method (FEM) characteristics of proposed structure such as inductance, torque and radial force can be obtained. According to the FEM results, the above advantages of the proposed structure can be verified.

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무베어링 헬리콥터 주 로터의 허브 파라미터 변화에 따른 로터 안정성 특성 해석 (Hub Parametric Investigation of Main Rotor Stability of Bearingless Helicopter)

  • 윤철용;기영중;김태주;김덕관;김승호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권8호
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    • pp.784-790
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    • 2012
  • This paper describes a stability and dynamic characteristics of bearingless helicopter main rotor in hover. Baseline rotor configuration is defined and modal analysis for the configuration is taken to verify the dynamic characteristics. The kinematic pitch-lag couplings through ways of pitch link installation are analyzed to know effects on loads, frequencies and stability. The effects of pitch link attachments in spanwise direction and chordwise direction as well as pitch link inclination on thrust, power, flpa-lag-pitch mode frequencies and inplane damping are examined. Pitch link at trailing edge location in chordwise direction has influence on aeroelastic stability of the rotor. Also, the pitch link with negative inclination angle makes inplane damping increase.

하이브리드극 구조의 베어링리스 SRM 공극 제어 (Air Gap Control of Hybride Bearingless SRM)

  • ;박태흡;김태형;이동희;안진우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.268-270
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    • 2008
  • Bearingless switched reluctance motors (SRM) have combined advantages of conventional SRM and magnetic bearings. Therefore in this paper based on novel structure of Bearingless SRM, an accurate mathematic model of radial force is deduced. Meanwhile in order to realize steady suspending, a novel radial force control method- Direct Instantaneous Radial Force Control (DIRFC) is presented. The effectiveness of new model and DIRFC is proved by the simulation results.

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무베어링 헬리콥터 주 로터의 허브 파라미터 변화에 따른 로터 안정성 특성 해석 (Hub Parametric Investigation of Main Rotor Stability of Bearingless Helicopter)

  • 윤철용;기영중;김태주;김덕관;김승호
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.394-399
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    • 2012
  • This paper describes a stability and dynamic characteristics of bearingless helicopter main rotor in hover. Baseline rotor configuration is defined and modal analysis for the configuration is taken to verify the dynamic characteristics. The kinematic pitch-lag couplings through ways of pitch link installation are analyzed to know effects on loads, frequencies and stability. The effects of pitch link attachments in spanwise direction and chordwise direction as well as pitch link inclination on thrust, power, flpa-lag-pitch mode frequencies and inplane damping are examined. Pitch link at trailing edge location in chordwise direction has influence on aeroelastic stability of the rotor. Also, the pitch link with negative inclination angle makes inplane damping increase.

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서스펜션 포스 극을 가지는 베어링리스 SRM의 특성 (Characteristic Analysis of Bearingless SRM with Hybrid Stator Poles)

  • ;김태형;박태흡;이동희;안진우
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.661-662
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    • 2008
  • In this paper a novel bearingless switched reluctance motor (BLSRM) with hybrid stator poles is proposed. The operating principle of the proposed motor is presented. Further one prototype motor is designed and manufactured. Compared with existing BLSRM, it has many advantages such as lower number of switches and cost, simpler control algorithm, lower thermal load. Meanwhile through finite element method (FEM) characteristics of the proposed structure such as inductance, torque and radial force can be obtained. According to the FEM results, the above advantages of the proposed structure can be verified.

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헬리콥터 무베어링 주로터의 동특성 시험 (Dynamic Characteristics of Helicopter Bearingless Main Rotor)

  • 윤철용;송근웅;김덕관
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.439-446
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    • 2016
  • 이 논문에서는 무베어링 로터의 동특성을 비회전 강성 및 진동수 측정 시험과 회전 훨타워 시험을 통해 살펴보았다. 무베어링 로터의 주요 구성품인 블레이드, 유연보, 토크튜브에 대해 강성 및 고유진동수를 측정하여 해석을 위한 물성치를 확보하였고, 훨타워 시험 전에 댐퍼와 스너버를 장착한 무베어링 로터를 조립하여 지상에서 하중이 부가되는 조건하에 기능시험을 수행하여 로터 구성품간의 간섭 여부, 기구학적 거동 등을 확인하였다. 4개의 블레이드를 가지고 회전반경이 5.82m인 무베어링 로터의 회전 동특성시험을 회전면 높이가 9.65m인 훨타워에서 수행하였다. 정지비행성능을 확인하기 위해 추력과 사용동력을 측정하였으며, 회전시 블레이드의 고유진동수 및 감쇠를 측정하기 위해 유압 가진기를 통하여 사이클릭 가진을 하였다.

복합재 헬리콥터 로터 허브 시스템의 제작 및 기본 물리량 시험 (Manufacturing Process and Basic Property Tests of Composite Helicopter Rotor Hub System)

  • 기영중;김태주;윤철용;김덕관
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권6호
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    • pp.691-698
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    • 2014
  • 본 논문에서는 복합재료를 이용하여 플렉스빔과 토크튜브를 제작하기 위한 공정과 기본 물리량 시험과정을 소개하였다. 플렉스빔과 토크튜브는 헬리콥터에 적용되는 무베어링 로터 허브 시스템을 구성하기 위한 핵심 구성품이다. 토크튜브는 블레이드의 피치각을 변화시키기 위한 조종력을 전달하며, 플렉스빔은 구조적인 변형을 통해 플랩, 래그 및 페더링 힌지를 구현하는 기능을 담당한다. 지상회전시험을 수행하기에 앞서 플렉스빔과 토크튜브 및 블레이드의 플랩강성, 래그강성 및 토션강성을 측정하기 위한 기본 물리량 시험을 수행하였다. 또한, 해석을 통해 예측된 단면 강성과 기본 물리량을 통해 획득된 강성 값을 비교하였으며, 그 결과를 통해 복합재료로 제작된 플렉스빔과 토크튜브가 구조적인 강성 요구도를 만족함을 확인할 수 있었다.