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헬리콥터 개념 설계를 위한 체계적인 경험적파라메터 결정기법
김원진,채상현,오세종,이관중,김승범,안이기 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.4
헬기개념설계단계에 사용되는 기법에는 통계적 자료를 기반으로한 경험적파라메터가 사용된다. 개념설계결과의 정확도는 이러한 경험적파라메터에 의존하고 있기 때문에, 이에 대한 체계적인 결정기법이 필수적이다. 본 연구에서는 헬기개념설계도구에 사용되는 경험적파라메터를 보다 정확하고 논리적으로 산출하기 위한 기법을 제시하였다. 그리고 산출된 경험적 파라메터를 검증할 뿐만 아니라, 오류가 있을 경우 재산출하는 기법을 제안하였다. 현재 운용중인 특정헬기의 성능 및 유상하중을 설계헬기의 성능 및 중량추정의 목표 값으로 설정한 후 최대이륙중량 기준으로 참조헬기를 선정하고 참조헬기의 경험적파라메터를 헬기개념설계도구에 대입하여 설계해 본 결과 오차범위 ±5% 이내로 목표 값과 일치하였다. 본 연구에서 정립한 경험적파라메터 결정 기법이 개념설계 단계에서 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다. On the conceptual design step of the helicopter, helicopter conceptual design tools use empirical parameters based on statistical data. Because the accuracy of design results depends on empirical parameters, the systematic determination method of these parameters should be required. Thus, present research suggests a precise and logical method to determine the empirical parameters, and a procedure to validate and correct determined empirical parameters. Empirical parameters produced by present method were used to design a helicopter with a payload objective and performance constraints of an operating helicopter. As a result, weights and geometries of designed helicopter were in good agreements of ±5% error with those of the target helicopter. It was proved that the present empirical parameter determining method is useful for the helicopter conceptual design.
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헬리콥터 개념설계에 사용하는 경험적파라메터의 체계적인 결정기법
김원진(Wonjin Kim),채상현(Sanghyun Chae),오세종(Sejong Oh),김승범(Seungbum Kim),안이기(Ieeki Ahn),이관중(Kwanjung Yee) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.8
헬기개념설계단계에서는 많은 수의 반복계산과 Trade-Off Study가 필요하기 때문에 상대적으로 단순한 해석기법을 이용하는 것이 보통이다. 이때 해석코드에 사용되는 경험적 파라메터는 주로 사용자의 경험에 의지하는 경우가 많은데, 이러한 경험적요소가 개념설계결과의 신뢰도와 정확성에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 이러한 헬기개념설계도구에 사용되는 경험적파라메터를 보다 정확하고 논리적으로 산출하기 위한 새로운 기법이 필수적이다. 본 연구에서는 요구에 따라 산출된 경험적파라메터를 검증할 뿐만 아니라, 오류가 있을 경우 재산출하는 기법을 제안하였다. 현재 운용중인 특정헬기의 성능 및 유상하중을 설계헬기의 성능 및 중량추정의 목표값으로 설정한 후 최대이륙중량을 기준으로 참조헬기를 선정하고 참조헬기의 경험적파라메터를 헬기개념설계도구에 대입하여 설계해본 결과 오차범위 ±5% 이내로 목표 값과 일치함을 보였다. 본 연구에서 정립한 경험적파라메터 결정 기법이 개념설계 단계에서 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다. At the stage of conceptual design of a helicopter, it is a general way using low fidelity analysis methods because of a large number of design calculations and trade-off studies. Determination of empirical parameters used in analysis codes for more practical design, depends on an user’s design experiences, which effects on the accuracy and the fidelity of conceptual design results. Thus, more precise and logical method should be required to determine the empirical parameters used in the conceptual design of a helicopter. The present method is to be used not only in verifying the empirical parameters generated by design requirements, but also regenerate them if they contain any errors. Empirical parameters produced by present method were used to design a helicopter with a payload objective and performance constraints of an operating helicopter. As a result, weights and geometries of designed helicopter matched the target value within 5% significance level, proving that the suggested parameter generating method can be useful in the conceptual design of a helicopter.
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수정된 추정식을 적용한 헬리콥터 초기 설계 모델 정립에 관한 연구
김승범(Seung Bum Kim),최종수(Jong Soo Choi) 한국항공우주학회 2015 韓國航空宇宙學會誌 Vol.43 No.3
본 연구에서는 기존의 헬리콥터 초기 설계 도구를 분석하여 단점을 확인하였으며, 추정식을 유도하고 최신화하여 설계 모델을 정립해 초기 설계도구의 우세성과 용이성을 제고하고자 하였다. 이를 위해 Tishchenko 방법론을 기반으로 최신 추정식을 유도하여 정립하였으며, 사이징에서는 순차분해법을 이용하여 충실도를 높이고 해석에 소요되는 시간을 줄이고자 하였다. 또한, 정립된 최신화된 경험식에 적용 가능한 경험적 파라미터를 헬기 데이터베이스를 이용한 회귀분석과 수치해석을 통해서 추출하여 설계 시 발생되는 오차를 줄이고 사용자가 어렵지 않게 적용할 수 있도록 하였다. 이를 통해 도출한 연구 결과는 기존의 설계 도구인 RISPECT 개념 설계 도구와 비교하여 설계 모델이 타당함을 확인하였으며, 기존의 운용되고 있는 다양한 중량군의 헬리콥터를 재설계한 중량 및 형상 계산 결과가 평균 5%이하의 오차를 보임으로 초기 설계 도구로 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다. The helicopter initial design model was established by using the latest weight estimation equations based on the Tishchenkos methodology through the study existing initial design tools. The sequential decomposition method is used to reduce analysis time in the sizing. Empirical parameters of the weight estimation equation were also extracted from numerical and regression analysis for a helicopter database. Design input and output values were compared with the RISPECT design tool. Finally, comparison of the re-design resulting for several existing helicopters was presented and showed the good agreement within less than 5% in the weight estimation and main rotor sizing. Established initial design model was proved to be effectively used as initial design tool.
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