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소형 무인기 공력손실을 줄이기 위한 모핑 플랩 및 에릴러론 리브 설계 및 검증
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) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
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.
열화학적 수소처리에 의한 Ti-6Al-4V 합금의 조직미세화와 기계적 성질 (2) : 등축조직의 수소처리 Hydrogenation of Equiaxed Structure
박찬,조형준,이준희,이성근,김순호 대한금속재료학회(대한금속학회) 1996 대한금속·재료학회지 Vol.34 No.1
A series of thermochemical hydrogenation processing(THCP), in which hydrogen used as a temporary alloying element. The microstructural refinement and mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy subjected to various THCP has been investigated. Very fine equiaxed and broken-up structures(BUS) are developed with THCP, and the finest equiaxed structure is developed with post-treatment at 750℃ after hydrogenation at 700℃. The hardness is decreased with increasing temperature with regardless of the structure, and increased with increasing the hydrogen content. Hydrogenated structure showed to the highest value in elongation among hydrogenated initial structures, but showed lower value in tensile properties than Widmansta¨tten structure. In comparing with the tensile properties of equiaxed structure before hydrogenation, hydrogenated equiaxed structure improved in the tensile properties up to 13℃ with small variation in elongation. According to the increment of hydrogen content, the yield strength and elongation of equiaxed structure increased linearly. In case of the hydrogenated structure, the fracture surface of equiaxed structure exhibits ductile fracture mode with very fine dimple pattern, and that of BUS(broken-up structure) had showed dimple mode and facets in some region. The process of thermochemical hydrogenation, post-treatment and dehydrogenation is obtained to far more fine structure than conventionally solution treatment, and in view of mechanical properties, the former processes is found to be effective for achieving a good balance of tensile strength and elongation.