소형무인 항공기 엔진설계 (A+)

목차

Ⅰ. 배경이론
1. 항공기 비행성능
2. 2행정 기관
3. 4행정기관

Ⅱ. 2행정기관의 제원을 선정

1. 설계계획
2. 설계 과정
3. 선정 엔진의 실린더실에서의 압력, 온도변화 예측

Ⅲ. 4행정기관의 제원을 선정
1. 설계 과정
3. 선정 엔진의 실린더실에서의 압력, 온도변화 예측

Ⅳ. 2행정과 4행정 엔진 설계과정 비교

Ⅴ. 결론 및 고찰

본문내용

 필요마력
항공기가 일정한 고도와 일정한 속도로 등속수평비행을 하고 있을 때 항공기에 작용하는 힘인 추력과 항력은 서로 같고 무게와 양력도 서로 같다. 이와 같은 상황에서 항공기가 일정하게 비행하기 위해 필요한 마력을 필요마력이라 한다. 등속도 수평비행에서 추력과 항력의 관계는 다음과 같다.

<중 략>

위 그림은 UAV에 사용될 2행정 기관의 Timing Diagram이다. 파랑색 구간은 혼합기가 크랭크실 내에 들어가게 되는 기간이고, 빨강색으로 칠해진 구간은 피스톤이 하강하고 다시 상승하는 동안 연소가스가 배기되는 기간이다. 녹색으로 칠해진 구간은 실린더로 새로운 신기가 유입되는 기간이다.
왕복기관 연소는 탄화수소 혼합물을 포함하는 연료에 대해서는 3차원적이고 시간 의존적인 난류 유동으로 일어나며, 연소화학에 대해서는 아직도 충분히 알려져 있지 않다. 또한 연소실은 형상이 복잡하고 다양하며 열전달은 예측하기도 어렵다. 이와 같은 복잡한 연소실에서 일어나는 현상을 간소화하여 모델링하면 해석적으로 연소실내의 온도, 압력 등을 알 수 있다.
연소 모델링에는 0차원, 준차원, 다차원 모델의 방법이 있지만 공간에 대한 정보 없이 오직 시간만이 독립변수이고 경험적인 열 방출 모델인 0차원 모델을 사용한다.

<중 략>

0차원 모델링을 적용하여 4행정기관의 실린더실에서의 압력 및 온도 변호와 질량분율과 체적분율을 그래프로 나타내었다. 크랭크각이 상사점 전 20도에서 연소 시작되어 상사점 후 30도에서 연소 종료한다고 하였을 때 온도 및 압력변화는 2행정과 차이가 없었다. 그 이유는 각 크랭크각도에서 따른 체적은 다르지만 간극체적에 대한 체적이 2행정과 4행정에서 차이가 없었기 때문이다.

참고자료

· 항공기 왕복기관 구자예 저
· 항공역학 김학봉 김문상 저
· RChobby(https://www.rchobby.co.kr:5001/item.php?it_id=3734)
· f1테크니컬(http://www.f1technical.net/forum/viewtopic.php?p=246278&f=12)
· 대전기계공업(http://www.daijeonsa.co.kr/)
· 한국 항공 우주 연구원, 모형 엔진을 활용한 소형 무인기용 4행정 엔진 개발