• 문화기술의 융합
• /
• 제9권6호
• /
• pp.941-946
• /
• 2023

미래 운송수단으로 거론되는 UAM을 중심으로 함께 주목받는 eVTOL 항공기의 양력과 항속속도 및 항속거리 증대를 위해 Tilt Rotor와 Tandem Wing 개념을 본 논문의 기체에 도입했다. 기체를 제작 및 비행 실험을 진행하여 비행 영상과 비행 로그를 확보했다. 비행 영상과 비행 로그를 분석한 결과 기체 모멘트가 과도하게 앞으로 쏠리는 현상이 발생했고 자세가 회복되지 않음을 파악했다. 이에 XFLR5에서 날개 붙임각과 면적을 변경하며 기체의 세로안정성을 확보하기 위한 최적의 피칭 모멘트 계수를 도출되도록 CATIA를 통해 설계된 기체를, XFLR5로 해석했다. 본 연구의 결과는 Tilt Rotor와 Tandem Wing이 적용된 기체가 안정적인 피칭 모멘트 계수를 가질 수 있도록 도움을 주며, 이를 통해 세로안정성을 더욱 향상할 수 있는 새로운 방안을 제시했다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권6호
• /
• pp.483-488
• /
• 2007

경계요소법을 이용하여 동체에 탠덤 날개를 결합한 FAST가 비평면 지면을 비행할 때의 공력 특성을 파악하였다. 본 수치해석 기법을 이용하여 계산한 결과를 실험 및 타 전산해석 결과와 비교하여 검증을 수행하였다. 날개-동체를 결합한 운송체의 공력 특성을 분석하여 안정성 확보 및 충분한 공기부상력을 가지도록 운송체 상부의 탠덤 날개를 배치하는 공력설계를 수행하였다. FAST에서 탠덤 날개가 동체의 전두부와 후두부에 위치하고, 하단 익단판을 설치하였을 때 최대 양력 성능을 얻을 수 있었다. FAST의 안정성은 탠덤날개의 플래퍼론을 이용하여 확보 가능하다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.19-26
• /
• 2018

공중투하형 무인비행체는 비행성능의 극대화 및 모기체 탑재시의 소요공간 최소화를 위하여 접이식 직렬날개를 주로 사용한다. 이러한 접이식 직렬날개는 전방날개의 후류에 의한 후방날개 간섭문제, 날개 전개시 전후방 날개에 걸리는 피봇 모멘트의 불균형 등 일반적인 형태의 고정익 비행체와 다른 독특한 공기역학적 문제를 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 유한체적법 기반의 전산유체역학을 통하여 여러 경우에 대하여 모델링 및 시뮬레이션을 수행하였으며 접이식 직렬날개 방식 비행체의 여러 공기역학적 현상에 대해 분석하였다. 그 결과 받음각 변화에 따른 전방날개에 의한 후류영향을 최소화하기 위하여 전방 날개를 후방날개보다 수직방향으로 높게 설치할 필요가 있었다. 또한 공력에 의한 피봇모멘트를 고려시 전방날개에 비하여 후방날개가 훨씬 빠른 속도로 펼쳐질 수 있으므로 날개 펼침 기구 개발 시 이에 대한 고려가 필요함을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
• /
• pp.389-394
• /
• 2007

Numerical simulations are conducted to investigate the mechanism for force generation of an insect with tandem wing configuration. Various stroke amplitudes, stroke plane angles and phase difference between the fore- and hind-wings are considered. The Reynolds number is 150 based on the chord length and maximum translation velocity of the wing. When an insect requires high lift such as takeoff, it flaps its wings in parallel at a lower stroke plane angle and a bigger stroke amplitude than those in the hovering. With wings in counter-stroke, the lift fluctuations decrease, and moreover mean lift force decreases. Interactions among the fore-wing, hind-wing and vortices are examined to explain the force variations

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.31-39
• /
• 2013

본 논문에서는 고정익항공기와 회전익 항공기의 장점을 결합시킨 신개념 복합형 무인항공기인 QTW(Quad Tilt Wing)의 종축 동특성을 연구한 결과를 기술하였다. 설계된 QTW 무인항공기는 Tandem Wing 형상을 가지며 각 주익의 끝단에는 프로펠러를 구동하는 모터를 장착하였다. 비행역학적 분석을 위해 모멘텀 이론을 이용해 추력을 계산하였으며, 틸트 각도에 따른 프로펠러의 Slip stream에 의한 양력과 항력을 고려한 비선형 모델링을 구축하였다. 또한 트림분석을 통해 설계된 비행체가 적절한 비행속도 대비 틸팅각을 가짐을 보여주었으며, 각 트림 점에서의 성분별 힘을 분석하였다. 각 비행 모드의 선형모델 고유치 분석하여 동적 특성을 분석하였으며 고정익모드로 전환됨에 따라 안정한 부분으로 극점이 이동함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.43-54
• /
• 2004

본 가시화 연구는 잠자리 유형 모델의 위상차에 관한 후류의 변화를 관찰함으로써 위상차 효과를 정성적으로 조사하기 위해 수행되었다. 본 가시화 실험에 사용된 잠자리 유형 모델은 잠자리의 날개 형상을 모방한 앞뒤 날개를 가진 쌍으로 구성되어 있으며, 잠자리의 플래핑 날개를 확대하여 제작하였다. 본 연구는 smoke-wire 기법을 통한 가시화 실험이 수행되었고, 정확한 날개위치각도를 찾기 위하여 동기화 조정장치가 사용되었다. 이때 날개위치각도의 불확실성은 약 $\pm$$1^{\cire}$정도이며, 순간 날개 위치각도는 $-16.5^{\cire}$에서 $22.8^{\cire}$까지 변한다. 본 실험은 앞ㆍ뒤 날개의 위상차가 $0^{\cire}$, $90^{\cire}$, $180^{\cire}$, $270^{\cire}$인 경우 수행되었다. 본 연구 결과 위상차 $90^{\cire}$, $180^{\cire}$, $270^{\cire}$에서는 Karman Vortex가 발생되지만, 위상차 $0^{\cire}$에서는 Karman Vortex 현상이 관찰되지 않는다.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.605-611
• /
• 2011

In this study, based on previous studies, the thrust generated by using flapping tandem wings is examined. We studied on the relationship between the parameters for characterizing oscillatory tandem wings (namely, the Strouhal number and Reynolds number) for thrust generation in micro flow regime. At each Reynolds number, Strouhal number, heaving amplitude, distance between tandem wings, and phase difference are varied and the flapping motions of tandem mode are calculated to find the optimum conditions for generating thrust. As a result, comparing with a single flapping mode, we found that the minimum Strouhal number for generating thrust is shifted down up to approximately 25% when the tandem flapping mode is applied.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
• /
• pp.1586-1591
• /
• 2004

Flow visualization experiments have been performed to investigate the effects of phase lag, reduced frequency qualitatively by examining wake pattern on a dragonfly type wing. The model was built with a scaled-up, flapping wings, composed of paired wings with fore- and hindwing in tandem, that mimicked the wing form of a dragonfly. The present study was conducted by using the smoke-wire technique, and an electronic device was mounted to find the exact positional angle of wing below the tandem wings, which amplitude is ranged from $-16.5^{\circ}$ to $+22.8^{\circ}$. Phase lag applied on the wings is $0^{\circ}$, $90^{\circ}$, $180^{\circ}$ and $270^{\circ}$. The reduced frequency is 0.15, 0.3 and 0.45 to investigate the effect of reduced frequency. It is inferred through observed wake pattern that the phase lag clearly plays an important role in the wake structures and in the flight efficiency as changing the interaction of wings. The reduced frequency also is closely related to wake pattern and determines flight efficiency.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제47권2호
• /
• pp.81-89
• /
• 2019

본 연구는 쿼드 틸트 프로펠러(Quad Tilt Propeller)형상의 탠덤날개 항공기의 전진비행 조건을 풍동실험하여 전방 날개 및 프로펠러가 후방날개에 작용하는 공력 간섭효과를 분석하였다. 6축 밸런스시스템을 이용해 전기체의 힘을 측정하였고 날개뿌리에 부착된 스트레인게이지를 이용하여 각 날개의 굽힘모멘트를 측정하였다. 12홀 프로브를 이용해 날개 및 프로펠러 후류의 유동장을 측정하였으며, 털실과 스모크를 이용한 유동가시화 실험을 통해 유동 특징을 정성적으로 확인하였다. 요소별 공력간섭 현상을 측정하기 위해 프로펠러 부착 조합을 바꿔가며 전방날개와 프로펠러가 후방날개에 작용하는 영향을 분석하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.443-450
• /
• 2014

본 연구에서는 수중익 배치와 종모멘트 특성이 전몰형 수중익선의 종방향 운동 안정성에 미치는 영향에 대하여 Tandem 수중익 모형의 시험을 통하여 고찰한다. 먼저, Canard 날개배치를 가지는 Tandem 수중익 모형을 제작하고 수중익의 양력 및 항력 계측 실험을 수행하여 양력 및 항력 특성을 평가하였다. 또한 종방향 운동의 초기 안정성과 자기 안정성을 가지는 Tandem 수중익 모형의 날개 배치를 결정하였다. Tandem 수중익 모형의 종안정성 시험에서는 선수 및 선미 수중익의 종방향 간격 변화와 종모멘트의 자기안정성 변화에 따른 Pitch 및 Heave 운동 특성, 익주 상태의 종안정성을 평가하였다. 먼저, Canard 날개배치를 가지는 Tandem 수중익 모형을 제작하고 수중익의 양력 및 항력 계측 실험을 수행하여 양력 및 항력 특성을 평가하였다. 또한 종방향 운동의 초기 안정성과 자기 안정성을 가지는 Tandem 수중익 모형의 날개 배치를 결정하였다. Tandem 수중익 모형의 종안정성 시험에서는 선수 및 선미 수중익의 종방향 간격 변화와 종모멘트의 자기안정성 변화에 따른 Pitch 및 Heave 운동 특성, 익주 상태의 종안정성을 평가하였다. 실험 수행 결과 본 연구의 주요 결론의 다음과 같다. 종 모멘트 자기 안정성이 클수록 주어진 고정 pitch 각에서 pitch운동에 대한 자기안정성이 높다. 다음 종모멘트 자기 안정성이 클수록, pitch각도 변화에 따른 pitch운동 및 heave운동의 변동 폭이 상대적으로 작으며 종방향 안정성이 우수하다. 마지막으로 종모멘트 자기안정성이 클수록, 수중익 양력이 동일한 경우, Tandem 수중익의 안정적인 익주를 위해서는 충분한 종모멘트의 자기안정성을 확보하는 것이 필수적인 것을 시험을 통하여 확인하였다.