비행성능 최적화를 위한 헬리콥터 로터 설계 = Helicopter Rotor Design for the Flight Performance Optimization

국문 초록 (Abstract)

회전익 항공기는 수직이착륙, 호버링 등 좁은 공간에서의 비행이 가능한 특성으로 인해 산악 지형에 적합한 항공기 형태이며, 민간용이나 군용으로서 활발하게 사용되고 있다.
회전익 항공기는 회전하는 로터에 의해 양력과 추력을 동시 얻는 특성으로 인하여, 고정익 항공기기에 비해 형상 및 성능을 결정하는 요소가 복잡하고 다양하다. 그렇기 때문에 공력, 구조, 로터 동역학 등의 복합적인 분야를 고려하여 해석하는 것이 필요하다.
본 연구에서는 회전익 항공기의 사이징 및 성능해석 프로그램을 개발하고, 트림 프로그램과 연계 해석이 가능하도록 프로그램을 통합하였으며, 통합된 프로그램을 이용하여, 회전익 항공기 로터 블레이드의 최적 형상 설계를 수행하였다. 형상 설계의 변수로는 블레이드의 형상 변수들과 에어포일의 형상을 선정하였으며, 블레이드 형상에 대한 해석은 성능해석 프로그램을 통하여 수행하고, 에어포일 형상에 대한 해석은 panel method 기반의 프로그램을 사용하여 진행하였다.
본 연구를 통하여 개발된 프로세스는 회전익 항공기 전체 형상에 관한 최적화 연구에 적용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Rotorcraft have a special characteristics about hovering, vertical takeoff and Landing. In this reason, It is suitable aircraft for using the mountainous area. Therefore rotorcraft is used in civil and military.
Rotorcraft is obtained Lift and thrust by the rotor. for this reason, configuration and performance selection factors are more complicated then fixed wing aircraft. therefore, multidisciplinary design was required for rotorcraft design that considering the aerodynamics, structure and rotor dynamics.
In this study, rotorcraft sizing and performance analysis program is developed. That program is integrated with trim analysis program. Using that integrated program, rotorcraft rotor blade optimum design is performed. blade configuration and airfoil shape are selected on design variables. Blade configuration is analyzed by performance analysis program, airfoil shape is calculated by panel method based program.
Developed design process through this study, will be apply to rotorcraft optimum configuration design.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구 배경 = 1
• 1.2 연구 목적 및 연구 내용 = 4
• 2. 로터 블레이드 설계 프로세스 = 6
• 2.1 기본 설계 프로세스 = 6
• 2.2 각 모듈간의 데이터 연계 = 8
• 3. 설계를 위한 해석 프로그램 개발 = 14
• 3.1 사이징 프로그램 = 14
• 3.2 성능해석 프로그램 = 37
• 4. 설계 프로세스 구성 프로그램 = 47
• 4.1 트림해석 프로그램 = 47
• 4.2 에어포일 공력 해석 프로그램 = 55
• 4.3 에어포일 형상 구현 프로그램 = 59
• 4.4 통합 설계 구축 프로그램 = 62
• 5. 최적설계 구성 및 결과 = 63
• 5.1 최적설계 구성 = 63
• 5.2 최적설계 결과 = 77
• 6. 결론 = 82
• Abstract = 84
• 참고문헌 = 85