• 제목/요약/키워드: Helicopter Design

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헬리콥터용 차세대 블레이드의 공력탄성학적 안정성에 관한 시험적 연구 (An Experimental Investigation of the Aeroelastic Stability of Next-generation Blade for Helicopter)

  • 김준호;김승호;이제동;이욱;송근웅
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.848-856
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    • 2006
  • This paper describes the aeroelastic stability test of the small-scaled 'Next-generation Blade(NRSB)' with NRSH (next-generation hub system) and HCTH hingeless hub system in hover and forward flight conditions. Excitation tests of rotor system installed in GSRTS (general small-scale rotor test system) at KARI (Korea Aerospace Research Institute) were carried out to get lead-lag damping ratio of blades with flexures as hub flexure. MBA(moving block analysis) technique was used for the estimation of lead-lag damping ratio. First, NRSB-1F blades with HCTH hub system, then NRSB- 1F with NRSH hub system were tested. Second, NRSB-2F blades with NRSH hub system were tested. Tests were done on the ground and in the wind tunnel according to the test conditions of hover and forward flight, respectively. Non-rotating natural frequencies, non-rotating damping ratios and rotating natural frequencies were showed similar level for each cases. Estimated damping ratios of NRSB-1F, NRSB-2F with HCTH and NRSH were above 0.5%, and damping ratio increased by collective pitch angle increasement. Furthermore damping ratios of NRSB-2F were higher than damping ratios of NRSB-1F in high Pitch angle. It was confirmed that the blade design for noise reduction would give observable improvement in aeroelastic stability compared to paddle blade and NRSB-1F design.

ADS-33 평가기준에 따른 소방헬기 비행시뮬레이터의 비행조종성 예비평가 (Preliminary Evaluation of Handling Qualities of a SAR(Search & Rescue) Helicopter Simulator Based on ADS-33 Requirements)

  • 윤석준;김동현;성은혜;박태준;황호연;안존;이정훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권9호
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    • pp.796-805
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    • 2016
  • 본 연구는 헬리콥터 비행 시뮬레이터 개발의 첫 번째 단계의 일환으로 비행 운동 모델의 비행조종성을 해석적으로 평가한다. 비행 운동 모델은 시뮬레이터의 목표 항공기인 AS365 N2의 공개 정보를 사용하여 생성하였다. 해당 비행 시뮬레이터는 소방 임무에 대한 조종사 교육 및 연구 도구로 개발 중이다. 모델의 평가는 비행 시험 데이터를 통한 검증이 이루어지기 전에 모델의 비행 특성과 다음 개발 단계로의 적합성을 평가하기 위하여 수행된다. 평가는 항공기분류, 임무 및 환경을 고려하여 ADS-33E-PRF(Aeroautical Design Standard Performance Specification Handling Qualities Requirement)의 기준에 의거하여 수행한다. 항공기의 해석적 비행은 규정에 대한 적합성 평가를 위해 요구되는 혹은 권장되는 비행시험절차를 따른다. 평가 결과는 ADS-33E-PRF에 명시된 조종성 등급에 따라 평가되는데 RotorLibFDM을 기반으로 생성된 비행 운동 모델이 헬기 비행에 대한 기본 교육과 연구로 사용될 수 있는 일반적인 헬리콥터 시뮬레이터에 대한 만족스러운 플랫폼을 제공함이 확인되었다.

헬리콥터 주로터 블레이드의 동적밸런싱 시험에 대한 데이터베이스 설계 및 적용 (Design and Application of Database System for Dynamic Balancing Test of Helicopter Main Rotor Blade)

  • 윤병일;백승길;송근웅;김덕관
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권8호
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    • pp.582-589
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    • 2019
  • 헬리콥터 주로터 블레이드의 동적 밸런싱 시험은 헬리콥터의 비행시험 전 각 블레이드의 트랙과 피치로드 하중을 동일한 수준으로 조절하기 위해 수행되는 지상회전시험이다. 이러한 동적밸런싱 시험의 목적은 블레이드 간 특성차이로 인해 나타나는 주로터 시스템 진동을 감소시키기 위함이다. 고흥 항공센터의 훨타워 시험설비에서는 오랜 기간에 걸쳐 수리온 주로터 블레이드에 대한 동적밸런싱 시험을 수행하고 데이터를 축적해 왔다. 이에 데이터양이 점차 방대해짐에 따라 시험결과를 효율적으로 관리하기 위한 데이터베이스 프로그램의 개발의 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 훨타워 시험설비에서 수행한 동적밸런싱 시험결과를 바탕으로 구축한 데이터베이스 시스템에 대해 기술하였다. 본 연구에서 구현된 데이터베이스 시스템은 동적밸런싱 시험 결과를 각 정보별로 논리적으로 모델링하고 각각의 데이터가 상호 관계를 이룰 수 있도록 연결하여 관계형 구조를 이루도록 설계되었다. 아울러 본 논문을 통해 기 설계된 데이터베이스 시스템이 동적밸런싱 시험 결과의 축적과 시험 결과 분석에 효과적으로 활용될 수 있음을 보였다.

항공기 설계변경의 범위 및 영향성에 따른 안전성 인증방법에 관한 고찰 (A Study on Certification Methods due to Scope and Influence of Design Changes for the Aircraft)

  • 이강이;고준수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권7호
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    • pp.566-573
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    • 2017
  • 항공기의 설계 안전성을 보장하기 위하여 형식증명을 받아야 한다. 형식증명을 받은 항공기의 설계가 중대하게 변경되는 경우, 형식증명을 새로 받거나 개정형식증명 또는 부가형식증명을 신청하여야 한다. 국제민간항공기구, 미국 및 유럽의 인증 규정에서 부가형식증명 대상이 되는 설계변경에 대하여 매우 추상적으로 정의하고 있으므로, 본 논문에서는 설계변경에 관한 세계 각국의 인증절차와 인증사례를 분석하여 부가형식증명 대상이 되는 "광범위하지 않은 중급 설계변경"을 판단하는 기준을 제시하였다.

단결정 압전섬유작동기를 사용한 능동 비틀림 로터 블레이드의 최적 설계 및 진동하중 해석 (Design optimization and vibratory loads analysis of active twist rotor blades incorporating single crystal piezoelectric fiber composites)

  • 박재상;신상준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.85-92
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    • 2007
  • This paper presents a design optimization of a new Advanced Active Blade Twist (AATR-II) blade incorporating single crystal Macro Fiber Composites (MFC) and conducts vibratory loads reduction analysis using an obtained optimal blade configuration. Due to the high actuation performance of the single crystal MFC, the AATR blade may reduce the helicopter vibration more efficiently even with a lower input-voltage as compared with the previous ATR blades. The design optimization provides the optimal cross-sectional configuration to maximize the tip twist actuation when a certain input-voltage is given. In order to maintain the properties of the original ATR blade, various constraints and bounds are considered for the design variables selected. After the design optimization is completed successfully, vibratory load reduction analysis of the optimized AATR-II blade in forward flight condition is conducted. The numerical result shows that the hub vibratory loads are reduced significantly although 20% input-voltage of the original ATR blade is used.

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KUH 임무탑재시스템의 안전성설계 및 검증 (Safety Design and Validation of Mission Equipment Package for Korean Utility Helicopter)

  • 김유경;김명진;김태현;임종봉
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.813-822
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    • 2010
  • 안전성 요구수준이 서로 다른 비행필수 데이터(Flight Critical Data)와 임무필수 데이터(Mission Critical Data)의 시현을 처리하기 위해 별도의 독립된 계기를 사용하지 않고 Glass Cockpit 설계를 적용하여 데이터를 통합처리하였다. 본 논문에서는 독립적으로 설계 진행되어온 비행조종계통과 임무탑재시스템의 통합설계를 위해 설계변경을 최소화하면서 비행조종계통에서 요구되는 비행필수 데이터처리의 안전성 요구수준을 만족시키는 최적화 설계를 제안하였다. 비행필수 데이터의 시현을 처리하기 위해 KUH 임무탑재시스템의 핵심구성품인 임무컴퓨터(Mission Computer)의 하드웨어 및 소프트웨어 설계변경을 최소화하였다. 임무탑재시스템의 안전성 요구도(Safety Requirement)를 검증하기 위한 시험절차를 개발하여 임무탑재시스템 통합시험장비(SIL)를 이용한 시험 수행 결과 안전성 요구도가 만족됨을 확인하였다.

좌굴하중을 고려한 프레임 그조물의 최적 설계 (Optimal Design of Frame Structure Considering Buckling Load)

  • 진경욱
    • 한국생산제조학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.59-65
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    • 2000
  • In this paper the comparison of the first order approximation schemes such as SLP(sequential linear programming) CONLIN(convex linearization) MMA(method of moving asymptotes) and the second order approximation scheme SQP(sequential quadratic programming) was accomplished for optimization of nonlinear structures. It was found that MMA and SQP are the most efficient methods for optimization. But the number of function call of SQP is much more than that of MMA. Therefore when it is considered with the expense of computation MMA is more efficient than SQP. In order to examine the efficiency of MMA for complex optimization problem it was applied to the helicopter tail boom con-sidering column buckling and local wall buckling constraints. it is concluded that MMA can be a very efficient approxima-tion scheme from simple problems to complex problems.

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Multi-Point Aerodynamic Shape Optimization of Rotor Blades Using Unstructured Meshes

  • Lee, Sang-Wook;Kwon, Oh-Joon
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제8권1호
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    • pp.66-78
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    • 2007
  • A multi-point aerodynamic shape optimization technique has been developed for helicopter rotor blades in hover based on a continuous adjoint method on unstructured meshes. The Euler flow solver and the continuous adjoint sensitivity analysis were formulated on the rotating frame of reference. The 'objective function and the sensitivity were obtained as a weighted sum of the values at each design point. The blade section contour was modified by using the Hicks-Henne shape functions. The mesh movement due to the blade geometry change was achieved by using a spring analogy. In order to handle the repeated evaluation of the design cycle efficiently, the flow and adjoint solvers were parallelized based on a domain decomposition strategy. A solution-adaptive mesh refinement technique was adopted for the accurate capturing of the wake. Applications were made to the aerodynamic shape optimization of the Caradonna-Tung rotor blades and the UH-60 rotor blades in hover.

복합재료 로우터 블레이드에 대한 공력탄성학적 최적설계 (Aeroelasitic Optimum Design for Composite Rotor Blades)

  • 권혁준;조맹효;최지훈;이인
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1222-1227
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    • 2000
  • The optimization study are carried out for helicopter rotor blades with composite box-beam spar. The objective function is to minimize the weight of rotor blades subject to frequency, aeroelastic stability and failure constraints. Design variables include the number of ply and ply angles of the laminated walls. The beam model of a hinge less rotor blade is based on a large deflection beam theory to describe the arbitrary large deflections and rotations. The p-k method and unsteady two dimensional strip theory are used to calculate aeroelastic stability boundary.

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방향탐지 정확도 개선을 위한 안테나 전면판 설계에 관한 연구 (A Study on the Antenna Front Plate Design for the Improvement of DF Accuracy)

  • 김인선;신임섭
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.669-675
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    • 2011
  • In this paper, we present the AFP(antenna front plate)s which were designed to reduce the reflection for the sake of the improvement of DF(direction finding) accuracy. The AFP consists of front plate, absorber and radome. The AFPs were optimized respectively by real test and we performed the DF test using our AFPs in laboratory. The DF test shows that the DF accuracy is about 2 times better than the requirement capability. Then, the DF field test was executed using the AFPs, which were installed in helicopter in consideration of the reflection by platform. The result of the DF field test is superior to the requirement capability also, which shows the validity of our design method.