• 한국항공운항학회지
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• 제13권2호
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• pp.14-26
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• 2005

A tilt-rotor aircraft has various flight modes : helicopter, airplane, and conversion. Each of flight mode has unique and nonlinear flight characteristics. Therefore the gain schedules for whole flight envelope are required for effective flight performance. This paper proposes collective, flap, and nacelle angle scheduler for whole flight envelope of the Smart UAV(Unmanned Air Vehicle) based on CAMRAD(Comprehensive Analytical Model of Rotorcraft Aerodynamics and Dynamics) II analysis results. The scheduler designs are improved so that the pitch attitude angle of helicopter mode was minimized. The range of scheduler are reduced inside of engine performance limits. The conversion corridor and rotor governor are suggested also.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제15권3호
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• pp.293-301
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• 2014

We present a study of vertical dynamics control of an electrostatically levitated gyro-accelerometer considering the wobbling effect and propose a tilt stabilization method with newly introduced control electrodes. Typically, a rotor in a vacuum rotates at high velocity, which may create a drift rate and lead to displacement instability due to the tilt angle of the rotor. To analyze this, first we set up a vertical dynamic equation and determined simulation results regarding displacement control. After deriving an equation for drift dynamics, we analyzed the drift rate of the rotor and the wobbling effect for displacement control quantitatively. Then, we designed new sub-electrodes for moment control that will decrease the drift amplitude of wobbling dynamics. Finally, a simulation study demonstrated that the vertical displacement control with the wobbling compensation electrodes mitigated the rotor's drift rate, showing the effectiveness of the newly proposed control electrodes.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 한국항공운항학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.186-189
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• 2005

• 한국항공우주학회지
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• 제42권9호
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• pp.731-738
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• 2014

오늘날 무인기는 기술 발전을 통해 육해상의 다양한 분야에서 이용되고 있다. 한국항공우주연구원(KARI)에서는 육상용 수직이착륙기로 개발된 틸트로터 무인기를 해상에서 운용할 수 있도록 임무영역 확장을 고려하고 있다. 틸트로터 무인기의 효과적인 해상운용을 위해서는 함상이착륙이 필요하지만 해상은 지상에 비해 염분, 연무, 바람등 기상영향을 많이 받는다. 또한 지상과는 달리 선박 운동으로 인한 착륙지점의 운동이 발생하며, 자동 함상착륙을 어렵게 만든다. 이러한 무인기 함상이착륙을 위하여 본 논문에서는 파고에 따른 선박 운동을 모델링 하고, 무인기 시뮬레이터를 통해 시험평가한 결과를 제시하고 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.158-163
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• 2005

In this paper the aeroacoustic characteristics of a tilt-rotor system is measured by using a sealed model tilt-rotor. With a microphone array system and the do-dopplerization algorithm, the location and the characteristics of rotor noise are successfully measured. The most of high frequency noise (4kHz) is found to be located at rotor blade tips, but the low frequency tonal noise is dominant on the middle of the rotor blades. The measured tonal noise characteristics are compared to the results of theoretical calculation. At 0.5m distance from the rotor plane, measured and calculated data are relatively well matched regardless of rotating speed and collective pitch angie for the azimuthal angles between $0^{\circ}\;and\;60^{\circ}$. However, the data on the azimuthal angles between $70^{\circ}\;and\;90^{\circ}$ are not quite comparable. In addition, the compared data for far-field case (1.5m) are quite different. This is probably due to the unsteady effect which if not included in the theoretical calculation.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권3호
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• pp.197-209
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• 2018

본 연구에서는 전진 비행하는 쿼드 틸트 로터(Quad Tilt Rotor, QTR)에 대한 수치적 연구를 수행하여, 각 구성 요소에 의한 간섭효과와 위상차 및 로터 회전 방향 등 로터 운용조건에 의한 영향을 분석하였다. 효율적인 로터 유동장 계산을 위해 오픈소스 CFD 코드인 OpenFOAM에 Actuator Surface Method(ASM) 기법을 결합한 해석자를 사용하였다. 전 후방 날개의 양력은 날개 끝단에 부착된 로터의 회전 방향에 따라 증감하며 특히 후방 날개에서는 전 후방 로터에 의한 간섭효과가 복합적으로 나타난다. 전 후방 로터의 위상차에 의한 날개의 공력 성능 변화는 상대적으로 미미함을 확인하였다. 로터에서는 날개로 인한 폐쇄효과 발생에 따라 국소적으로 높은 추력이 발생한다. 특히, 후방 로터에서는 전방 나셀에서 발생한 후류의 간섭효과로 인해 전방 로터 대비 높은 국소적 추력이 발생한다. 또한 로터 간의 위상차에 따라 추력 요동의 진폭이 감소할 수 있음을 확인하였으며 운용 조건에 따른 전 후방 로터의 성능과 전체 비행체의 공력 성능을 비교, 분석하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.144-160
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• 2022

차세대 이동 수단의 방법으로 도심항공 모빌리티(UAM)에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 도심항공 모빌리티에 사용할 비행체인 eVTOL(Electric Vertcial Take-Off and Landing)은 추진방식에 따라 복합형, 틸트 로터형, 틸트 날개형, 틸트 덕티드 팬형, 멀티콥터형으로분류된다. 본 연구에서는 새로운 틸트 로터형의 차세대 eVTOL을 기존의 설계 요구 조건에 맞게 개념설계를 수행하였다. 공력해석 프로그램인 Open VSP와 XFLR5를 사용하여 공력해석을 진행하였다. 각 임무 구간별 소요되는 동력을 계산하였고, 그에 맞는 배터리와 모터를 선정하였으며, 구성품별 중량을 추정하여 최대이륙중량을 예측하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.57-62
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• 2004

This paper deals with a waypoint trajectory following problem for the tilt-rotor UAV under development in Korea (TR-KUAV). In this problem, dynamic model inversion based on the linearized model and Sigma-Phi neural network with adaptive weight update are involved to realize the waypoint following algorithm for the vehicle in the helicopter flight mode (nacelle angle=0 deg). This algorithms consists of two main parts: outer-loop system as a command generator and inner-loop system as stabilizing controller. In this waypoint following problem, the position information in the inertial axis is given to the outer-loop system. From this information, Attitude Command/Attitude Hold logic in the longitudinal channel and Rate Command/Attitude Hold logic in the lateral channel are realized in the inner-loop part of the overall structure of the waypoint following algorithm. The nonlinear simulation based on the TR-KUAV is carried out to evaluate the stability and performance of the algorithm. From the numerical simulation results, the algorithm shows very good tracking performance of passing the waypoints given. Especially, it is observed that ACAH/RCAH logic in the inner-loop has the satisfactory performance due to adaptive neural network in spite of the model error coming from the linear model based inversion.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.63-71
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• 2005

In this study, structural vibration analyses of a composite smart unmanned aerial vehicle (UAV) have been conducted considering dynamic hub-loads of tilt-rotor. Practical computational structural dynamics technique based on the finite element method is applied using MSC/NASTRAN. The present smart UAV(TR-S2) structural model is constructed as full 3D configurations with both the helicopter flight mode and the airplane flight mode. Modal based transient response and frequency response analyses are used to efficiently investigate vibration characteristics of structure and installed electronic equipments. It is typically shown that the helicopter flight mode with the 90-deg tilting angle is the most critical case for the induced vibration of installed electronic equipments in the front.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.40-46
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• 2021

본 연구에서는 재난치안무인기 MC-1,2,3 대비 임무능력이 대폭 향상된 임무확장형 무인기 후보인 틸트로터 무인기의 공력형상설계와 성능향상을 위한 연구를 수행하였다. 기존 운영 중인 TR60 틸트로터 무인기의 형상을 근간으로 성능향상을 위하여 동체 및 꼬리날개 형상을 개선하고 나셀에 확장날개를 장착한 새로운 TR5X 개념형상을 설계하고 전산유체해석을 통해 기존 TR60과 공력성능을 비교하였다. 또한 TR5X 전기체 공력데이터를 구축하고 전기체 비행성능해석을 수행하여 목표로 설정된 주요 성능요구도가 만족됨을 확인하였다.