풍동 시험용 틸트로터의 성능 및 하중 해석의 검증 연구 (A Validation Study on the Performance and Load Analyses of TiltRotors in Wind Tunnel)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 51권 / 1호 / 57 ~ 66페이지
· 저자명 : 황의진, 박재상, 이명규

초록

본 논문에서는 V-22 Osprey 틸트로터의 25% 축소 모델인 TRAM에 대하여 회전익기 통합 해석 코드인 CAMRAD II를 이용하여 프롭로터의 Aeromechanics 모델링, 성능, 블레이드 공력 및 구조 하중 해석을 수행하고 이를 DNW 풍동 시험 결과 및 기존의 해석 연구 결과와 비교하였다. 블레이드는 비선형 탄성보를 이용하여 구조 동역학 거동을 표현하였으며, Stall-delay 및 Free-wake 모델을 이용하여 틸트로터의 독특한 공력 모델링을 수행하였다. 본 연구의 로터 블레이드 회전 고유 진동수 해석과 선행연구의 해석 결과가 잘 일치함을 확인하고, 헬리콥터 모드에서 제자리 및 전진 비행 성능 해석 결과와 풍동 시험 결과와의 유사한 경향을 관찰하였다. 또한 저속 전진 비행 시 공력 하중 해석으로부터 블레이드-와류 간섭으로 인한 공력 하중의 진동 현상을 적절히 묘사할 수 있음을 조사하였다. 마지막으로 본 연구의 블레이드 플랩 굽힘 모멘트 해석 결과는 풍동 시험 결과에 대하여 적절히 비교되었으나, 리드-래그 굽힘 모멘트 및 비틀림 모멘트 해석 결과는 풍동 시험 결과와는 다소 다른 경향을 보였다.

영어초록

This paper conducts the performance and load analyses for TRAM(Tilt Rotor Aeroacoustic Model) which is a 25% scaled V-22 tiltrotor model used in wind tunnel tests. A rotorcraft comprehensive analysis code, CAMRAD II, is used for the present tiltrotor aeromechanics modeling and analyses in helicopter mode. The blade is represented using nonlinear finite beam elements. The stall-delay model and multiple-trailer wake with consolidation model are used for modeling of tiltrotor aerodynamic loads. The present analysis results are compared with the previous DNW wind tunnel test and analysis results. The calculated rotating blade natural frequencies are in excellent agreement with the previous predictions. The hover performance is successfully validated with the measured data. The blade airloads with oscillations due to blade-vortex interaction (BVI) are investigated for in low-speed forward flight. The correlations of blade structural loads are moderate or poor since the flap bending moments are reasonably compared with the measured results; however, the lead-lag bending moments and torsion moments show large discrepancies.

참고자료

· 없음