• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.25-28
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• 2008

An aerodynamic calculation in hover of KUH main rotor blade is performed using a three-dimensional unstructured hybrid mesh viscous flow solver. The flow solver utilizes a vertex-centered finite-volume scheme that is based on the Roe's flux-difference splitting with an implicit Jacobi/Gauss-Seidel time integration. The eddy viscosity are estimated by the Spalart-Allmaras one-equation turbulence model. A solution-adaptive mesh refinement technique is used for efficient capturing of the tip vortex. Calculations are performed at several operating conditions with varying collective pitch setting for KUH main rotor blade in hover. Good agreements are obtained between the present and other results using HOST and CAMRAD II in overall rotor performance. It is demonstrated that the present vertex-centered flow solver is an efficient and accurate tool for the assessment of rotor performance in hover.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권2호
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• pp.44-53
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• 2007

A three-dimensional viscous flow solver has been developed for the prediction of the aerodynamic performance of hovering helicopter rotor blades using unstructured hybrid meshes. The flow solver utilized a vertex-centered finite-volume scheme that is based on the Roe's flux-difference splitting with an implicit Jacobi/Gauss-Seidel time integration. The eddy viscosity are estimated by the Spalart- Allmaras one-equation turbulence model. Calculations were performed at three operating conditions with varying tip Mach number and collective pitch setting for the Caradonna-Tung rotor in hover. Additional computations are made for the UH-60A rotor in hover. Reasonable agreements were obtained between the present results and the experiment in both blade loading and overall rotor performance. It was demonstrated that the present vertex-centered flow solver is an efficient and accurate tool for the assessment of rotor performance in hover.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.975-983
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• 2009

본 논문은 동축반전 로터 블레이드의 성능 특성 파악을 위한 선행연구로서, 단일 로터 블레이드에 대한 공력 데이터 획득 및 성능 특성을 확인하기 위한 연구에 중점을 두었다. 이를 위해 제자리 비행 상태에서 추력과 토크의 측정이 가능한 소형 로터 블레이드용 회전 시험장치를 구성하고 제작하였다. 로터 회전 시험장치는 회전장치부, 센서부, 그리고 데이터 획득 시스템으로 구성되었으며, 고정된 회전속도에서 콜렉티브 피치각을 변화시키면서 추력과 토크를 측정할 수 있도록 하였다. 이를 통하여 저 레이놀즈 수 ($Re{\approx}3{\times}10^5$) 영역에서 운용되는 단일 로터의 제자리 비행 성능 시험을 수행하였고 소형 로터 블레이드의 제자리 비행 성능을 획득하여 로터 회전 시험장치의 성능을 검증하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제15권4호
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• pp.9-16
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• 2007

Tilt rotor aircraft can take off and land vertically and cruise faster than any other helicopter. A scaled flight demonstration model of a tilt rotor aircraft has been developed by KARI. Because the flight characteristics of tilt rotor are not well known, the developed scaled model would be helpful to evaluate flight control algorithm of a full scale aircraft. The tethered hover test has been performed in order to improve hover flight characteristics of tilt rotor aircraft prior to flight test of the small scaled model. During the tethered hover test, the performance of rotor speed governor, rate SAS (Stability Augmentation System) and control surface mixers have been evaluated. We expect that the results of real flight hover test would be quite same as tethered hover test. Therefore the tethered hover test results will reduce the risk of flight test properly by fixing some of hidden problems which might occur during the flight test. This paper presents the results of tethered hover test in detail and shows how it could be final ground test before flight test. The control mixer gain and rate SAS feedback gains were modified in order to get higher controllability and stability during the tethered hover flight. The rotor governor showed that it could keep rotor RPM constant with very small deviation even during severe pilot collective input change. The tethered hover test results gave pilot and engineers confirmation and experience about the scheduled flight test.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2548-2553
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• 2008

Prediction of the rotor blade performance is important for determining design factors such as weight and size in development of a small-scale helicopter. Generally, prediction of helicopter performance means the estimation of the power required for a given flight condition. However, due to lack of test data and analyzed results for small-scale rotor blade operated at low Reynolds numbers ($Re{\approx}10^5$), this is not an easy task. As an initial research, this work performs a modeling of a single rotor configuration with FLIGHTLAB and a experimental research with rotor test bed. In this process, we performed small-scale isolated single rotor by experimental and numerical method and achieved good agreement of the hover performance on the test data and simulation results.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.139-148
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• 2020

This paper is concerned with the H₂ attitude controller design for 3 degree of freedom (DOF) Hover systems with an event-triggered mechanism. The 3 DOF Hover system is an embedded platform for unmanned aerial vehicle (UAV) provided by Quanser. The mathematical model of this system is obtained by a linearization around operating points and it is represented as a linear parameter-varying (LPV) model. To save communication network resources, the event-triggered mechanism (ETM) is considered and the performance of the system is guaranteed by the H₂ controller. The stabilization condition is obtained by using Lyapunov-Krasovskii functionals (LKFs) and some useful lemmas. The effectiveness of the proposed method is shown by simulation and experimental results.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권4호
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• pp.319-333
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• 2022

This work presents a numerical investigation of the aerodynamics and aero acoustics of the HVAB rotor in hover conditions. Two fully turbulent models are employed, the one-equation Spalart-Allmaras model and the two-equation k-ω SST model. Transition effects are investigated as well using the Langtry-Menter γ-Re θt transition transport model. The noise generation and propagation are being investigated using the Ffows-Williams Hawking model for far-field noise and the broadband model for near-field noise. Comparisons with other numerical solvers and with the PSP rotor test data are presented. The results are presented in terms of thrust and power coefficients, the figure of merit, surface pressure distribution, and Sound pressure level. Velocity, pressure, and vortex structures generated by the rotor are also shown in this work. In addition, this work investigates the contribution of different blade regions to the overall noise levels and emphasizes the importance of considering specific areas for future improvements.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권1호
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• pp.59-67
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• 2018

본 논문에서는 저 레이놀즈 동축 프로펠러의 제자리 비행 특성연구를 위한 시험장치 개발과정과 실험결과를 기술하였다. 상/하부 프로펠러간의 간격 변화에 따른 제자리 비행 성능측정이 가능하도록 시험장치를 설계하였다. 그리고 상/하부 프로펠러 각각의 추력, 토크, 회전수, 진동, 전류량을 측정할 수 있도록 장치를 구성하였다. 센서의 신호 수집을 위하여 자료획득시스템을 구축하고 LabVIEW 기반의 소프트웨어에서 모터의 제어와 신호 수집을 하였다. 단일 프로펠러의 지상회전 실험을 통한 성능 특성 데이터를 확보한 후, 동축 프로펠러 사이의 간격과 상/하부 직경의 차이에 따른 성능 특성과 효율향상을 위한 실험을 진행하였다. 성능 실험분석 결과 동축 프로펠러 사이 간격이 로터 직경의 20~30%일 때 효율이 높은 것으로 확인되었으며, 그 이상일 경우는 큰 차이가 없었다. 상부 프로펠러의 직경이 하부 프로펠러의 직경보다 작을 경우가 다른 직경 조합에 비해 가장 높은 효율을 보였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.26-34
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• 2018

이륙 중량 25 kg급 멀티콥터용으로 개발된 프로펠러에 대해 정적 구조 시험 및 성능 시험을 통해 설계 요구도 충족 여부를 판별하기 위한 시험 평가를 수행하였다. 정적 구조 시험에서는 극한 하중 및 요구도 하중 부가 후 시편 파손이 발생하지 않음으로써 프로펠러 구조 강도에 대한 안전 여유 3 이상을 갖는 것으로 나타났다. 성능 시험에서는 설계 요구도의 제자리 비행 추력 및 최대 추력을 발생시키고, 운용 추력 영역에서 제자리 비행 성능 효율은 0.73 이상을 나타내었다. 기준 프로펠러와 비교할 때, 성능 효율 최대값은 3% 이상 증가되고, 소비 전력은 운용 영역에서 4% 이상 저감되는 것으로 나타났다. 구조 강도 요구도 및 성능 요구도를 충족시킴으로써 프로펠러는 성공적으로 개발된 것으로 평가되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.560-562
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• 2017

본 논문에서는 최근 택배 유인드론의 개발 등 높은 유상하중을 요구하는 임무를 수행하기 위해 드론에 적용되고 있는 동축반전 프로펠러의 제자리 비행성능을 확인하기 위한 시험 장치 개발과 시험 결과를 제시하였다. 프로펠러 직경 대비 상/하 프로펠러 간격에 따른 각 추력과 토크의 변화를 측정하여 성능을 비교하였다. 프로펠러가 회전할 때 발생하는 추력, 토크를 측정하기 위해 로드셀과 토크셀을 이용하였고 회전수를 측정하기 위해서 광센서를 이용하였다. 각 센서의 신호획득을 위해 자료획득시스템(Data Acquisition System)을 이용하고 신호 저장, 모니터링과 BLDC 모터를 제어할 수 있도록 LabVIEW소프트웨어를 활용하였다. 시험은 각 프로펠러가 동일 회전수에서 간격 변화에 따른 성능지수(Figure of Merit)를 측정하였다.