에어포일 설계

소개

5. 결론

항공역학 수업시간에 배운 이론적인 에어포일 설계 내용을 이렇게 직접 설계하고 결과를 분석함으로써 그 내용을 더욱 완벽히 이해할 수 있었다. 이번 에어포일의 설계를 통해 알게 된 점은 엔지니어의 경험이 중요하다는 점이다. 실제로 이론에 맞는 계산을 통해 에어포일을 그리고 이에 대한 성능을 분석 하였을 때 계속된 오류 발생으로 인해 많은 시행착오를 겪었다. 그러나 이런 횟수가 늘어나면서 점점 경험적으로 적절한 변수들의 연관성을 찾게 되었고, 비로소 설계하고자 하는 방향으로의 에어포일 형상이 완성되었고, 결과적으로 그 에어포일에 대한 성능 분석도 어느 정도 만족성을 가지게 되었다. 설계된 에어포일의 NACA계열을 4자리 계열로 생각해보면, 위에서 분석한 결과를 토대로 최대두께는 시위길이의 20%이며, 최대 캠버의 크기는 시위에 대해 약 4%, 그리고 최대 캠버의 위치는 시위 길이의 30% 정도이기 때문에 NACA 4320 이 된다고 할 수 있겠다.

목차

1. 설계 목표 (설계 요구사항)
-선정 항공기: 정찰용 무인항공기(UAV)
-레이놀즈 수 범위:
-최대 양력 계수() : 1.5~1.6 사이
2. 설계 방법 (설계조건) 및 절차
1) 에어포일 캠버 설계
2) 대칭 에어포일 설계
3) 최종 에어포일 구성 및 성능 검토
3. 설계 결과 및 성능 분석 검토
5. 결론

본문내용

-레이놀즈 수 범위:
정찰용 무인기가 항속 60km/h ~ 100m/h에서 비행고도를 평균 상공 2km정도를 비행할 때 레이놀즈 수를 계산해보면 밀도, 점성계수 에서 대략 범위가 가 된다고 할 수 있다.
-최대 양력 계수() : 1.5~1.6 사이
2. 설계 방법 (설계조건) 및 절차
1) 에어포일 캠버 설계
으로 좌표 변환 하고 순환 분포가 다음의 푸리에 급수로 표현된다고 가정한다.
시위선선에 수직방향 속도 성분은 다음과 같다.
이들을 다음과 같은 적분 공식을 이용하면
시위선에 수직 방향 속도 성분은 다음과 같이 된다.
여기서 적분 관계식을 이용하여 적분하고, 식을 정리하면 다음과 같이 푸리에 코사인 급수 형태를 얻게 된다.
그리고 푸리에 급수로 표현된 순환 분포 식으로부터 양력계수 와 공력 중심에서의 모멘트 를 이용하여 상수들을 구한다.
여러 가지 설계 조건으로부터 푸리에 급수의 계수 및 를 구할 수 있다.
인 상태에서




5. 결론
항공역학 수업시간에 배운 이론적인 에어포일 설계 내용을 이렇게 직접 설계하고 결과를 분석함으로써 그 내용을 더욱 완벽히 이해할 수 있었다. 이번 에어포일의 설계를 통해 알게 된 점은 엔지니어의 경험이 중요하다는 점이다. 실제로 이론에 맞는 계산을 통해 에어포일을 그리고 이에 대한 성능을 분석 하였을 때 계속된 오류 발생으로 인해 많은 시행착오를 겪었다. 그러나 이런 횟수가 늘어나면서 점점 경험적으로 적절한 변수들의 연관성을 찾게 되었고, 비로소 설계하고자 하는 방향으로의 에어포일 형상이 완성되었고, 결과적으로 그 에어포일에 대한 성능 분석도 어느 정도 만족성을 가지게 되었다. 설계된 에어포일의 NACA계열을 4자리 계열로 생각해보면, 위에서 분석한 결과를 토대로 최대두께는 시위길이의 20%이며, 최대 캠버의 크기는 시위에 대해 약 4%, 그리고 최대 캠버의 위치는 시위 길이의 30% 정도이기 때문에 NACA 4320 이 된다고 할 수 있겠다.

참고자료

· 없음