• 한국항공우주학회지
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• 제48권10호
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• pp.809-819
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• 2020

본 논문에서는 전익기형 무인기의 비행 안정성 확보를 위한 날개 평면형상 및 비틀림 각을 포함하는 형상최적화 연구를 수행하였다. 전익기는 독립된 동체와 꼬리날개가 없어 공력특성과 스텔스 성능에 장점이 있는 반면, 정적 여유 및 비행 안정성 확보가 어렵다. 본 연구에서는 가로 안정성 개선을 위하여 비틀림 각과 후퇴각을 최적화 하였으며, 세로 안정성은 정적 여유와 날개 평면형상을 최적화 하여 향상시키고자 하였다. 비틀림 각의 영향은 윙렛이 장착된 형상과 비틀림 각이 있는 형상의 안정성을 비교하여 확인하였다. 최적화 문제구성에는 안정성 개선에 초점을 두어 제약조건을 수립하고 목적함수와 설계 변수를 설정하였으며, 설정된 설계 변수에 대하여 Sobol 방법을 이용해 민감도 해석을 수행하였다. 공력해석 및 안정성 해석에는 AVL이 사용되었으며, 최적화 방법으로는 SQP를 사용하였다. 최적화 결과 형상에 대한 CFD 해석 및 동안정성 시뮬레이션을 통해 비틀림 각이 윙렛을 대신하여 전익기의 스텔스 성능 향상뿐만 아니라 비행안정성 개선에도 적용될 수 있음을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권1호
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• pp.1-9
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• 2018

람다 날개 형태의 무인전투기는 동체-날개 융합익의 형태를 띄고 있어 일반적인 항공기에 비해 상대적으로 항력이 작고 레이더 반사 면적이 작아 우수한 스텔스 성능을 갖는다. 그러나 앞전 후퇴각에 의해 생성되는 앞전 와류의 영향으로 특정 받음각에서 피칭모멘트가 급격히 증가하는 현상이 나타난다. 본 연구에서는 무미익 람다 날개 형상을 기반으로 한 UCAV 1303 모델을 사용하여 풍동시험과 전산해석을 수행하였다. 실험 풍속은 50 m/s, 받음각 범위는 $-4^{\circ}{\sim}28^{\circ}$ 으로 하였으며 전산해석 또한 실험 조건과 동일하게 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 UCAV의 날개 비틀림이 피칭모멘트의 안정성에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과 날개에 음의 비틀림 각을 적용하였을 때 날개 바깥쪽에서의 유동 박리가 지연되면서 Pitch-break가 발생하는 받음각이 증가하였고, 양의 비틀림 각을 적용하였을 때 Pitch-break가 발생하는 받음각이 감소하였지만 양항비가 증가하는 것을 확인하였다.

• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제10권1호
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• pp.1-13
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• 2023

The present study was attempted to investigate flow interference effects and the aerodynamic characteristics of the front and rear wings of a joined-wing aircraft by changing the configuration variables. The study was performed using a computational fluid dynamics(CFD) tool to demonstrate forward flight and analyze aerodynamic characteristics. A total of 9 configurations were analyzed with variations on the position, height, dihedral angle, incidence angle, twist angle, sweepback angle, and wing area ratio of the front and rear wings while the fuselage was fixed. The quantities of aerodynamic coefficients were confirmed in accordance with joined-wing configurations. The closer the front and rear wings were located, the greater the flow interference effects tended. Interestingly, the rear wing did not any configuration change, the lift coefficient of the rear wing was decreased when adjusted to increase the incidence angle of the front wing. The phenomenon was appeared due to an effective angle of attack alteration of the rear wing resulting from the flow interference by the front wing configurations.

• 항공우주기술
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• 제8권2호
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• pp.149-159
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• 2009

본 논문은 Circumferentially Uniform Stiffness (CUS) 형상의 복합재료 얇은 벽 보로 모델링한 항공기 날개의 에일러론 역전 특성에 대해 해석적인 연구를 수행하였다. CUS 복합재료 날개의 에일러론 역전 특성을 연구하기 위해, 신장-비틀림 구조 연성, 날개의 가로세로비, 에일러론 대 날개의 시위비 및 길이비, 초기 받음각, Sweep 각 등을 고려하여야 한다. 얇은 벽 보의 항공기 날개에 대한 보다 더 효과적인 설계를 위해, 에일러론 역전 특성과 관련한 연구 결과는 매우 중요한 역할을 담당할 수 있을 것이다.

• 한국항공운항학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-8
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• 2010

In the aerospace field, the study on a morphing-wing is in progress to improve flight performance and perform multi flight mission. There are many concepts of morphing-wing such as camber-change, wing-twist, variable-span, and so on. In this study, the aerodynamic characteristics and flight control of an air vehicle with a variable-span morphing wing (VSMW) have been investigated. VSMW with symmetric span control(SSC) can increase cruising range of aircraft by reducing drag in various flight condition. VSMW with anti-symmetric span control(ASSC) can be used in the roll control of an aircraft. The flight control about pure rolling dynamic system and full dynamic system have been performed about the cruise missile.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권1호
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• pp.62-70
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• 2001

Three-dimensional dynamic stall over an oscillating wing has been analyzed by using a compressible Navier-Stokes code. The code solved the thin-layer Navirer-Stokes equations with a second-order time accuracy for a semispan wing with 0.3048m chord, a NACA 0015 airfoil section, and zero twist Computations were made for a freestream Mach number of 0.29, a chord Reynolds number of 1.95$\times$10(sup)6 and a reduced frequency equal to 0.1. Numerical results were compared with experimental data which include the hysteresis of lift, drag and moment at various wing span. The comparison reveals the quantitative as well as qualitative nature of the three-dimensional dynamic stall.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.76-80
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• 2012

This paper demonstrates how to implement inherent pitching stability in an insect-mimicking flapping-wing system for vertical takeoff. Design and fabrication of the insect-mimicking flapping-wing system is briefly described focusing on the recent modification. Force produced by the flapping-wing systems is estimated using the UBET (Unsteady Blade Element Theory) developed in the previous work. The estimation shows that the wing twist placed in the modified system can improve thrust production for about 10 %. The estimated thrust is compared with the measured thrust, which proves that the UBET provides fairly good estimations for the thrust produced by the flapping-wing systems. The vertical takeoff test shows that inherent pitching stability can be implemented in an insect-mimicking flapping-wing system by aligning the aerodynamic force center and center of gravity.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.765-772
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• 2015

칼새 비행의 생체모방 초소형 비행체 적용 가능성을 확인하기 위한 공력측정과 위상동기 PIV 연구가 수행되었다. 2축 회전자유도의 로봇 날개 모델과 불어내기식 풍동을 사용하였다. 비틀림 각은 ${\pm}0$, ${\pm}5$, ${\pm}10$, ${\pm}20$도의 진폭을 갖고, 스트로크각은 90도의 위상차를 갖는 단순조화함수로 변화시켰다. 비틀림 각에 따른 시간에 대한 양력계수 변화는 작은 공력감소와 지연만을 나타내며 주목할 만한 차이를 보이지 않았다. 그러나 항력은 작은 비틀림 각 변화가 큰추력을 생성할 수 있음을 보여주었다. 이러한 것들은 칼새가 비행 중에 작은 비틀림 각을 사용하는 이유를 간접적으로 설명해 준다. PIV연구 결과는 공력지연이 날개주위의 와류구조와 밀접한 관계있다는 것을 보여준다. 이러한 결과는 칼새 모방형 초소형비행체 설계에 있어 비틀림 각은 필수적인 파라미터로서 반드시 고려되어야 함을 의미한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권6호
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• pp.509-516
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• 2007

본 연구에서는 틸트로터 항공기의 날개-로터 시스템의 수학적 모델링과 자유진동 제어에 대하여 고찰하였다. 날개에 부착된 로터는 수직방향에서 수평방향으로 또는 그 반대로 틸팅각을 변경시킬 수 있다. 로터의 틸팅각, 복합재료 날개의 섬유각, 로터의 회전속도를 변수로 하여 자유진동 특성 및 압전재료를 이용한 자유진동 제어 효과에 대하여 고찰하였다. 복합재료 날개는 상자형 박판 보로 모델링 하였으며, 플랩-래그운동 사이의 연성과 인장-비틀림 운동사이의 연성이 발생하는 CUS 구조로 가정하였다. 수치해석 결과와 그에 따른 결론을 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.1-6
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• 2006

본 연구에서는 3차원 날개의 실속 특성을 예측하였다. 날개의 실속 특성을 해석하기 위해 반복적 캠버변형 기법을 비평면 양력면 이론에 도입하였다. 반복적 캠버변형 기법은 기지의 2차원 에어포일 데이터를 이용하여 3차원 날개의 실속 특성을 해석한다. 날개의 한 단면에서의 캠버변형이 날개의 다른 단면에 미치는 영향은 다차원 뉴턴 반복법을 사용하여 고려하였다. 해석 결과는 실험값과 타 전산해석 결과와 비교하여 일치되는 결과를 보였다. 본 기법은 비틀림 또는 조종면을 갖는 어떠한 날개에도 적용이 가능하며 또한 날개와 날개의 상호 작용이 있을 때의 실속 특성도 예측 가능하다.