• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.916-921
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• 2014

In this paper, an improved small-scaled blade prototype was designed with the flap-driving mechanism classified as an active vibration reduction method, in order to reduce vibratory load in the helicopter. In detail, the previous Active Trailing-Edge Flap based on piezoelectric actuator, called SNUF(Seoul National University Flap), failed to achieve the target value (${\pm}4^{\circ}$) of the flap deflection angle. Therefore, the flap-driving mechanism design was improved, and a new piezoactuator was selected to accomplish the target value of the flap deflection angle in both static and rotating situations.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.236-241
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• 2011

An active trailing-edge flap blade named as Seoul National University Flap (SNUF) blade is designed for reducing helicopter vibratory loads and the relevant aeroacoustic noise. Unlike the conventional rotor control, which is restricted to 1/rev frequency, an active control device like the present trailing-edge flap is capable of actuating each individual blade at higher harmonic frequencies i.e., higher harmonic control (HHC) of rotor. The proposed blade is a small scale blade and rotates at higher RPM. The flap actuation components are located inside the blade and additional structures are included for reinforcement. Initially, the blade cross-section design is determined. The aerodynamic loads are predicted using a comprehensive rotorcraft analysis code. The structural integrity of the active blade is verified using a stress-strain recovery analysis.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.326-331
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• 2007

This paper conducts a vibratory loads reduction analysis of an Advanced Active Trailing-edge Flap (AATF) blade utilizing single crystal piezoelectric actuators. For an AATF blade, a new L-L piezostack actuator using single crystal PMN-PT materials is designed. The AATF blade is designed to have similar characteristics to the Advanced Active Twist Rotor (AATR) blade. The active trailingedge flap is assumed to be 20% of the blade span and 15% of the chord, located at 75% of the blade radius. In order to conduct the vibratory loads reduction analysis of the AATF blade in forward flight, DYMORE, a multi-body dynamics analysis code, is used. The simulation result shows that the hub vibratory loads may be reduced by approximately 89% even with a much lower input-voltage when comparing with the other active rotor systems.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.347-352
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• 2013

Seoul National University Flap (SNUF) blade is a small-scaled rotor blade incorporating a small trailing-edge flap control surface driven by piezoelectric actuators at higher harmonics for vibration attenuation. Initially, the blade was designed using two-dimensional cross-section analysis and a geometrically exact one-dimensional beam analysis, and material configuration was finalized. Flap deflection angle of ${\pm}45^{\circ}$ was established as the criterion for better vibration reduction performance based on an earlier simulation. Flap linkage mechanism design is carried out and static bench tests are conducted to verify the flap actuation mechanism performance. Different versions of test beds are developed and tested with the flap and chosen APA 200M piezoelectric actuators. Through significant improvements, a maximum deflection of ${\pm}3.7^{\circ}$ was achieved. High frequency experiments are conducted to evaluate the performance and transfer function of the test bed is determined experimentally. As the static tests are almost completed, rotor power required for testing the blade in whirl tower (centrifugal environment) is calculated and further preparations are under way.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.492-497
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• 2011

일반적으로 헬리콥터는 양력, 추력 그리고 힘을 발생시키기 위해 로터 시스템을 사용하기 때문에 공력환경이 매우 복잡하다. 블레이드 와류 간섭과 같은 비정상 공력 환경이 발생한다. 이러한 비정상 공력 환경은 진동하중과 높은 공력소음을 유발한다. 진동하중과 공력소음은 로터 블레이드 회전수에 N 배의 해당하는 주파수 (N/rev)를 갖는다. 하지만 스와시 판과 피치링크로 이루어진 전통적인 로터 조종계통은 블레이드가 1 회 회전하는 동안 한번의 조종 변위를 발생시킬 수 있기 때문에 그러한 진동하중을 조절하기에는 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 능동 제어 기법들이 개발되었다. 능동 제어기법은 임의의 주파수로 블레이드의 피치 각을 조종할 수 있다. 본 논문에서는 비정상 공력 하중을 변화시키기 위해 능동 제어기법 중 한 가지인 능동 뒷전 플랩 블레이드의 설계를 수행하였다. 능동 뒷전 플랩 블레이드는 에어포일의 캠버를 변화시키기 위해 작동기에 의해 구동되는 뒷전 플랩을 장착한다. 뒷전 플랩을 작동시키기 위해 블레이드 내부에 위치 압전 작동기를 사용하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권3호
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• pp.183-191
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• 2015

본 논문에서는 헬리콥터 로터 시스템의 진동과 소음을 저감시키기 위해 개발이 진행 중인 능동거니플랩(AGF, Active Gurney Flap)에 대해 유한요소법을 이용하여 수행된 동특성 해석결과를 소개하였다. 거니플랩은 평판의 형태로 블레이드 하부 표면에 수직인 방향으로 전개되며, 블레이드 뒷전(T/E, Trailing Edge) 부위에 장착된다. 거니플랩 조립체는 전기모터와 L-형 링키지 및 플랩 등의 부품들로 구성되어 블레이드 내부에 장착되며, 고정프레임에서의 진동 성분들을 감소시키기 위해 3~5/rev 범위로 능동적인 제어가 필요하다. 따라서 외연적 시간적분법을 통해 로터 회전에 의한 원심력과 제어입력이 적용되고 있는 상황에서 거니플랩의 동적 응답특성을 분석하였으며, 해석 결과를 통해 거니플랩의 하향변위 요구도를 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권7호
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• pp.542-550
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• 2018

본 논문에서는 헬리콥터의 전진비행시 발생하는 허브 진동 하중 저감을 위해 설계된 능동 뒷전 플랩이 장착된 SNUF 블레이드의 무베어링 주 로터 적용 설계에 대해 살펴보았다. 이를 위해 EDISON의 박벽 복합재료 회전보 진동해석 프로그램(CORBA77_MEMB)을 이용하여 유연보의 단면 설계가 이루어졌다. 다물체 동역학 해석 프로그램 DYMORE를 이용하여 단면 설계에 따른 블레이드 동특성 및 능동 뒷전 플랩을 이용한 하중 제어의 특성을 예측하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.667-676
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• 2015

Working displacement variation by elastic deformation of active Gurney flap which was operated on high frequency was observed. Flap-wise natural frequency was lower than mode analysis result and hinge boundary condition was identified to be the cause through the simple modal test. Design modification for increasing natural frequency was conducted for minimizing the elastic deformation at maximum 35 Hz operating condition which was design requirement condition. Brass bushing was applied instead of rotating bearing for gap minimization and Gurney flap design modification was conducted to increase of the flap-wise natural frequency. Design modification effect was validated by natural frequency comparison with mode analysis result and modal test result of design modification model.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권1호
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• pp.69-91
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• 2014

Numerical investigations are presented, which show that a back-flow flap can improve the dynamic stall characteristics of oscillating airfoils. The flap was able to weaken the stall vortex and therefore to reduce the peak in the pitching moment. This paper gives a brief insight into the method of function of a back-flow flap. Initial wind tunnel experiments were performed to define the structural requirements for a detailed experimental wind tunnel characterization. A structural integration concept and two different actuation mechanisms of a back-flow flap for a helicopter rotor blade are presented. First a piezoelectric actuation system was investigated, but the analytical model to estimate the performance showed that the displacement generated is too low to enable reliable operation. The seond actuation mechanism is based on magnetic forces to generate an impulse that initiates the opening of the flap. A concept based on two permanent magnets is further detailed and characterized, and this mechanism is shown to generate sufficient impulse for reliable operation in the wind tunnel.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권6호
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• pp.499-505
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• 2012

회전익 항공기에서 가장 심각한 문제의 한 가지는 로터의 회전에 의한 진동 가진이다. 이를 완화하기 위하여 본 논문에서는 능동 뒷전플랩(ATF)을 적용한 로터 블레이드를 개발하였다. 이 플랩은 로터 중심에서부터 65~85% 스팬에 장착되었다. 블레이드 회전 속도는 끝단에서 마하수를 충족하기 위하여 1,528rpm정도로 높은 수준이다. 이런 특별한 장치가 내부에 삽입된 블레이드에서는 구조적인 강건성을 파악하고 관찰하는 것이 중요하다. 플랩을 작동시키는 세밀한 부품들이 회전하는 블레이드 내에 삽입되기 때문이다. 블레이드의 구조적 설계와 분석을 위하여 CAMRAD-II와 1차원 보 모델을 이용하였다. 동시에 3차원 유한요소 해석 프로그램인 MSC. PATRAN/NSTRAN를 통해 현재 블레이드의 상세한 해석을 수행하였다. 그 결과 개발한 로터의 특성이 적절한 수준인 것으로 예측되었다.