소형 무인기 공력손실을 줄이기 위한 모핑 플랩 및 에릴러론 리브 설계 및 검증
저자
김인우(I. W. Kim) ; 박찬희(C. H. Park) ; 김태진(T. J. Kim) ; 조형준(H. J. Cho) ; 오준영(J. Y. Oh) ; 조대기(D. K. Cho) ; 이수홍(S. H. Lee)
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학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
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수록면
263-263(1쪽)
제공처
소형 무인기의 효율적인 양력 제어 및 방향 전환은 제한된 크기의 무인기의 경우 중요한 부분을 차지한다. 플랩(Flap)과 에일러론(Aileron)은 방향 전환과 양력 제어에 큰 도움을 주는 장치이다. 그러나 이러한 기계식 플랩 및 에일러론의 경우, 연속적이지 못한 표면을 만들어 공력손실과 높은 항력을 가지게 되는 문제점이 발생한다. 이에 기계식 플랩과 에일러론을 형태를 변화하는 모핑 윙 형태로 재설계하였다. 연구는 최적 모핑 윙을 설계하여 물성 실험 및 풍동 실험과 ANSYS 유한요소해석을 통한 윙의 효과성 검증을 진행하였다. 날개 익형 설계의 제약 조건은 모핑을 통해 기존 날개보다 적은 공력 손실과 더 큰 양력을 얻을 수 있어야 하며, 효과성 검증 실험을 위해 저속비행에서 유리해야 한다. 이러한 제약조건을 만족하는 NACA 23024 를 바탕으로 연구를 진행했다. 최대 양력 계수, 거칠기 등 여러 부분에서 적합하여 채택하였다. 본 연구의 모핑 방식은 날개의 아랫면에 틈을 만들고 틈으로 인해 나눠진 날개의 두 부분을 당겨서 변형한다. CAD 프로그램과 3D 프린터를 통해 다양한 형태의 모델을 만들어 변형에 필요한 힘과 변형 정도를 인장력 측정기로 구해서 가장 최적 모델을 선정했다. 날개의 모핑 정도를 여러 단계로 나누고 각 단계마다 날개의 모형을 측정하고 제작하여 풍동 실험과 유한요소해석에 이용했다. 해석결과와 풍동 실험 결과를 통해 모핑의 정도에 따라 양력이 일정하게 증가함을 확인하였고, 이때 필요한 에너지를 비교하여 구동 효율을 계산하였다.
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