천이 비행 중인 전기체 틸트로터 항공기의 로터 성능 및 후류 특성 분석 연구 (Numerical Analysis of Rotor Performance and Wake Characteristics of a Complete Tiltrotor Aircraft in Transition Flight)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 53권 / 7호 / 675 ~ 686페이지
· 저자명 : 손상민, 송찬호, 이사랑, 명노신, 이학진

초록

틸트로터 항공기는 로터가 회전하는 천이영역에서의 비행 시, 급격한 유효받음각의 변화로 인해 비선형적인 공력 하중이 발생한다. 이로 인해 발달한 불규칙적인 와류 구조는 로터 후방의 동체 및 날개의 공력 특성의 변화를 유발하게 되고, 틸트로터 항공기의 비행 안정성을 저하시킬 가능성이 높다. 따라서, 본 연구에서는 패널법과 비정상 와류 입자법을 이용하여 틸트로터 항공기의 전기체 형상에 대해 틸트각도에 따른 비행 특성을 예측하였다. Source-Doublet 패널로 모델링한 3차원 항공기 형상을 기반으로, 로터 블레이드와 동체, 날개의 공력 하중을 분석하였으며, 이로 인해 발생하는 후류 거동에 대한 고찰을 수행하였다. 또한, 한 쌍의 로터에서 발생한 후류와 기체 사이의 Wake Interaction을 중점적으로 분석하여 천이기동 시 발생하는 비대칭적인 후류가 항공기에 미치는 전반적인 영향성을 분석하였다.

영어초록

Tiltrotor aircraft are emerging as a promising next-generation vertical take-off and landing (VTOL) propulsion system due to their longer range and faster cruising speeds compared to conventional VTOL aircraft. However, flight instability in the transition zone, where the thrust direction of the tiltrotor changes, remains a critical challenge. This instability arises from the rapid variation in effective angle of attack, leading to nonlinear aerodynamic loads and the formation of irregular wake structures. These phenomena can significantly impact the aerodynamic characteristics of the fuselage and wings, ultimately reducing flight stability. This study predicts the aerodynamic performance of tiltrotor aircraft at different tilt angles using source-doublet panel method and unsteady vortex particle method. The wake interaction between the wake fields generated by the pair of rotors and the airframe significantly affects flight performance during transitional maneuvers. The results highlight the asymmetric wake evolution and their overall influence on the aerodynamic and stability characteristics of tiltrotor aircraft.

참고자료

· 없음