비정상 와류 입자법을 이용한 틸트로터 블레이드의 공력 해석 및 후류 거동 예측

국문 초록 (Abstract)

틸트로터 항공기는 기존 수직이착륙기 대비 긴 항속거리와 빠른 항속 속도가 특징인 미래형 수직이착륙기의 추진시스템으로 주목받고 있다. 하지만 틸트로터의 추력 방향이 변경되는 시점인 천이영역에서의 비행 불안정성은 대표적인 문제점으로 대두되고 있으며, 복잡하고 비선형적인 공기역학적 특징으로 인해 관련 연구는 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 천이영역에서의 틸트로터 항공기의 공력 특성 분석 및 후류거동을 모사하였다. 패널법을 활용하여 제자리 비행 조건에서의 XV-15 로터에서 발생하는 공력해석을 통해 사용한 해석자의 검증을 수행하였으며 틸트 각도에 따라 변화하는 공력 특성 분석과 후류 및 와도장모사를 통해 틸트로터의 비행 특성에 대한 고찰을 진행하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Tiltrotor aircraft has received great attention as the next generation rotorcraft, characterized by longer range and faster cruising speeds compared to conventional VTOL(Vertical Take-off and Landing) aircraft. However, flight instability in the transition mode where the variation in thrust direction of the tiltrotor can cause serious safety problem due to the complex and nonlinear aerodynamic characteristics. In this study, the aerodynamic characteristics and wake behavior of tiltrotor aircraft in the transition mode are investigated using source-double panel method with unsteady vortex particle method(VPM). The vortex methods used in this paper are validated by comparing the aerodynamics loads of XV-15 rotor blade in hover conditions. The effects of tilt angle on the rotor aerodynamic performance, wake structure, and vorticity fields are discussed in detail. The findings in this study can provide an insight into the flight characteristics of tiltrotor.