• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.622-627
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• 2012

During helicopter rotor system development process, whirl tower test is conducted basically. For conducting whirl tower test during bearingless hub development process, design new blade or using existing blade with repair or remodeling. Because simple shape and efficient aerodynamic characteristic, BO-105 blade is used for hub system development widely. Originally BO-105 blade is used for hingeless hub, ho flap stiffness and lag stiffness on blade root area is relatively low. So applying BO-105 blade to bearingless hub whirl tower test, root area have to be reinforce. In this process, blade root area's section property will be changed. In this paper, suggest reinforcement method of BO-105 blade root area and study dynamic characteristic of bearingless rotor system with reinforcement BO-105 blade.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.52-59
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• 2019

로터 블레이드는 허브를 통해 전달된 토크와 조종장치를 이용한 피치각 제어를 통해 헬리콥터 비행에 필요한 양력, 추력 및 기동력을 발생시킬 수 있는 핵심 구성품이며, 구조적인 안전성과 함께 공진의 위험성이 없도록 진동 특성을 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구에서는 다목적 무인 헬리콥터(Multi-Purpose Utility Helicopter)에 적용하기 위한 주로터 블레이드의 구조 설계를 수행하였으며, 제작된 블레이드의 단면 강성 측정 시험을 수행하였다. 이후 측정된 강성 분포를 반영하여 로터 시스템의 진동특성에 대한 평가를 수행하였다. 로터 블레이드 내부는 스킨, 스파 및 토션박스로 구성되며, 탄소 및 유리 섬유 복합소재를 적용하였다. 블레이드 단면 강성 예측을 위해 Ksec2D 프로그램을 활용하였으며, 실험을 통해 측정된 값과 비교한 결과를 제시하였다. 로터 시스템의 회전으로 인한 고유진동수 변화 및 공진 위험 여부를 확인하기 위해 회전익 항공기의 통합 해석 프로그램인 CAMRADII를 활용하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제8권3호
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• pp.33-41
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• 2005

This paper describes the conceptual design of medium size helicopter rotor system. Based on assumed design requirements, trade-off study for rotor configuration has been conducted in terms of rotor tip speed, disk loading, blade area, solidity, etc for estimated primary mission gross weight. For the main rotor, four-blade and five-blade rotors are studied with the conventional tail rotor. The performance analysis for baseline configuration is conducted using a helicopter performance analysis program. The analysis shows design results satisfy the design requirements.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.597-609
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• 2020

동축 로터 시스템은 기존의 헬리콥터뿐만 아니라 드론, PAV, 차세대 고속 회전익기 및 화성탐사용 헬리콥터에 적용되는 등, 활용 분야가 점점 넓어지고 있다. 로터 시스템의 성능 연구는 기존 연구에서 동축 로터를 대상으로도 여러 차례 수행되었으나, 로터 블레이드의 변형에 대한 연구는 주로 단일 로터 시스템만을 대상으로 진행되었다. 하지만 동축 로터 시스템에서는 주변에서 발생하는 유동이 복잡하며, 두 로터의 간격이 로터 시스템 전체의 성능에 주요한 영향을 주므로 블레이드의 변형 연구가 더욱 중요하다. 이에 본 연구에서는 최신식 고속 영상촬영 기법 중 하나인 SPR(Stereo Pattern Recognition) 기법을 사용해 동축 로터 블레이드의 변형 측정에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 본 연구에는 한국항공우주연구원에서 개발한 축소 동축 로터 시험장치가 사용되었으며, 로터 블레이드의 변형과 성능의 연관성을 고찰하기 위해 동축 로터 시스템의 성능시험이 선행되었다. 해당 시스템의 로터 블레이드 변형을 SPR 기법으로 측정한 결과는 사전에 진행된 성능시험 결과와 함께 본 논문에 제시되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제19권4호
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• pp.17-23
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• 2015

Because of the energy resources shortage and global pollution, the wind power systems have been developed consistently. Among the components of the wind power system, the rotor blades are the most important component. Generally it is made of GFRP material. Recently, GFRP material has been replaced by CFRP composite material in the blade which has an aerodynamic profile and twisted tip. However the failures has occurred in the trailing edge of the blade by the severe wind loading. Thus, tougher material than CFRP material is needed as like the aramid fiber. In this study, we investigated the mechanical behaviors of the blade using aramid fiber composites about wind speed variation. One-way FSI (fluid-structure interaction)analysis for the wind rotor blade was conducted. The structural analyses using the surface pressure loading resulted from wind flow field analysis were carried out. The results and analysis procedure in this paper can be utilized for the best strength design of the blade with aramid fiber composites.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권1호
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• pp.54-64
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• 2006

To augment weakly damped lag mode stability of a hingeless helicopter rotor blade in hover, piezoelectric shunt with a resistor and an inductor circuits for passive damping has been studied. A shunted piezoceramics bonded to a flexure of rotor blade converts mechanical strain energy to electrical charge energy which is dissipated through the resistor in the R-L series shunt circuit. Because the fundamental lag mode frequency of a soft-in-plane hingeless helicopter rotor blade is generally about 0.7/rev, the design frequency of the blade system with flexure sets to be so. Experimentally, the measured lag mode frequency is 0.7227/rev under the short circuit condition. Therefore the suppression mode of this passive damping vibration absorber is adjusted to 0.7227/rev. As a result of damping enhancement using passive control, the passive damper which consists of a piezoelectric material and shunt circuits has a stabilizing effect on inherently weakly damped lag mode of the rotor blades, at the optimum tuning and resistor condition.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제9권2호
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• pp.58-63
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• 2008

This paper describes aerodynamic performance enhancement of cycloidal rotor according to the blade pivot point movement and the blade preset angle adjustment. Cycloidal blade system which consists of several blades rotating about an axis in parallel direction and changing its pitch angle periodically, is a propulsion mechanism of a new concept vertical take off and landing aircraft, cyclocopter. Based on the designed geometry of cyclocopter, numerical analysis was carried out by a general purpose commercial CFD program, STAR-CD. According to tills analysis, the efficiency of cycloidal rotor could be improved more than 15% by the introduced methods.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.310-315
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• 2003

This paper described that rotating test and fatigue test of a small-scale hingeless hub system with composite rectangular blades. Generally Rotating stability and fatigue test technique is one of Key-technology on test and evaluation for helicopter rotor system Rotating test of hingeless rotor system was achieved by means of rotor vibration characteristic and aeroelastic stability test GSRTS, equipped with hydraulic actuator and 6-component rotating balance was used to test hingeless rotor system especially for an observation of blade motion including flawing, lagging and feathering. Rotating test was done in hover and forward flight condition. Small-scaled blade fatigue test condition was determined by blade load analysis with the reference table of composite materials(S-N curve). Fatigue test bench was developed for the estimation of blade fatigue life, and tested its characteristic.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권3호
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• pp.26-31
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• 2007

This paper addresses a method for structural optimum design of composite rotor blade. The basic model of a composite helicopter main rotor blade is designed and its parameters determining the structural/dynamic properties are studied. Through the investigation of flap/lag/torsional stiffness, the structural properties of the model are analyzed. In this study, helicopter rotor blades are analyzed by using VABS. The computer program VABS (Variational Asymptotic Beam Section Analysis) uses the variational asymptotic method to split a three-dimensional nonlinear elasticity problem into a two dimensional cross-sectional analysis and a one-dimensional nonlinear beam problem. This is accomplished by taking advantage of certain small parameters inherent to beam-like structures. In addition, the rotational stability of the blade is estimated by the frequency diagram from FE analysis(MSC.Patran/Nastran) to understand its vibrational property. From the result, design parameters to determine and optimize the properties of the model are presented.

• Composites Research
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• 제18권4호
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• pp.52-58
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• 2005

사이클로콥터는 회전축에 평행하게 회전하는 블레이드로 구성된 사이클로이드 블레이드 시스템으로부터 추력을 얻는 수직이착륙 무인기이다. 본 논문에서는 공기역학을 고려한 최적 설계를 통해 결정된 형상을 갖는 사이글로콥터 로터에 대해서 구조적 관점에서 최적 설계를 수행하였다. 복합재료 블레이드의 적층각, 적층수와 스파 위치 등을 설계 변수로 하여 MSC/NASTRAN을 이용한 해석을 통해 데이터베이스를 구축하고, 반응면 기법 등에 의해서 최적의 조합을 결정하였다. 최적 설계된 블레이드와 복합재료로 구성된 허브암을 포함하는 로터에 대해, 정적 해석을 수행하여 각 요소가 허용 응력 이내의 값을 가짐을 확인하였고, 동적 해석을 통해 주요 저차 모드가 로터 회전과 불일치하게 함으로써 공진의 가능성을 없앴다.