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항공우주제어 Matlab을 이용한 PI제어기를 통한 Setp 입력 rootlcus분석

1. 목표위의 전달함수에 대해 다음과 같은 조건을 만족하는 P 제어기를 구성 하는 것과 PI제어기를 구성하는 것이 이번 과제의 목표이다.2. 본론제어를 하는 것은 우리가 바꿀 수 없는 Plant G(s)를 C(s)를 통하여 시스템의 특성을 조정하여 원하는 특성으로 만드는 것으로 일반적으로 불안정에서 안정, 오차 감소를 도모하고 그 외의 목적을 달성할 수 있도록 한다.1) Close loop 기반의 P 제어기 설계위의 요구 조건을 만족하기 위해 G(s)의 a값, C(s)=Kp 값을 설정하여야 했는데, 요구조건을 만족시키기에 앞서서 전체 시스템이 안정하여야 하므로 Routh Array를 통해 시스템이 안정할 수 있는 조건을 알아보았다.s ^{2} `````````````1```````````````````````3a+Kp#s ^{1} `````a+3`````````````````````````0#s ^{0} `````3a+Kp``````````````0위의 조건을 종합하면 Kp>0 이고Matlab으로 G(s)에 대해 Root locus를 실행해보면의 그래프를 얻을 수 있었는데 이 때도 시스템이 안정적일 Kp의 조건은 Kp>0 이라는걸 알 수 있었고, a=0부터 실시해본 결과 요구조건에 비해 Rise time, Setting time, Overshoot이 모두 크게 나와W _{n} ,` zeta 값 모두가 좀 더 커져야 함을 알 수 있었고 따라서W _{n} ,` zeta 와 직접적으로 관련이 있는 Kp, a 값을 증가시키며 결과를 관찰해 보았다. a값의 경우 0부터 10, 20, 30, 40 으로 증가시키며 관찰해 보았는데 Overshoot, Setting time 이 급격하게 줄어드는 것을 관찰 할 수 있었다.Kp=300 기준a=-5a=-3a=0a=10a=20a=30a=40위의 그래프들을 살펴보았을 때 a=-5 일 때 특성방정식의 일차항의 계수가 음수가 되고 이는s ^{2} +2 zeta w _{n} s+w _{n} ^{2} 에서 시스템의 감쇠비zeta 가 음수라는 뜻으로 이런 시스템은 존재하지 않지만 개형만 살펴보기 위해 실행해 보았는데, 시스템이 발산하여 매우 불안정한 모습을 보였다. 또, a=-3 일때는zeta 가 0으로 이는 감쇠없이 자유 진동하는 시스템을 나타내는데 예상대로 진동이 일정한 진폭으로 계속해서 진동하는 것을 볼 수있다. 이후부터는 a 값이 증가 할수록 Overshoot는 Offset 값에 대한 비율이 점점 작아지고 Setting time 또한 줄어듬을 확인 할 수 있었는데 특히 Setting time의 경우 (a+3)이 증가하는 비율에 대해 반비례하는 경향을 관찰할 수 있었다. Kp=300 일 때 기준이지만 a=40인 순간부터는 Setting time이 다시 증가하는 모습을 보여 요구조건인 Setting time0 으로 0보다 크기만 하면 모든 조건에서 시스템이 안정함을 알 수 있었다.따라서 a=38, 임의의 Kp값을 설정해가며 요구조건 1, 2, 3을 만족하는 a, Kp값을 찾아보았다.G(s)=1/(s+a)(s+3), C(s)=Kp 일 때 전달 함수는 H(s)=Kp/(s^2+(a+3)s+3a+Kp) 가 되고, 단위 계단 입력을 주었을 때 요구 조건을 만족하는 Kp 값을 관찰하며 구해보았다.초기 Kp=10으로 설정하고 Overshoot, Setting time, Rise time을 관찰해본 결과 Overshoot, Setting time, Rise time 모두 요구조건보다 훨씬 크게 나옴을 알 수 있었다. 따라서 특성방정식이s ^{2} +2 zeta w _{n} s+w _{n} ^{2} s 이고 Overshoot, Setting time, Rsie time이 모두W _{n} ,` zeta 와 반비례적 관계임을 생각하여W _{n} ,` zeta 를 늘리기 위해 Kp값을 증가시키며 Overshoot, Setting time, Rise time을 관찰해보았다.또한 그래프 해석적으로도sin ^{-1} zeta = theta 이고w _{n}은 원점과 해당 점과의 거리로 나타내질 수 있으므로W _{n} ,` zeta 를 증가시키기위해 그래프상에 적당한 점들을 찍어보았을 때 Kp를 증가시키며 관찰해 보아야 함을 알 수 있었다.a=38Kp=10Kp=50Kp=100Kp=300Kp=510Kp를 증가시키며 결과를 관찰해본 결과 엄밀한 연관 관계를 찾지는 못하였지만 대략적으로 Setting time과 Rise time이 Kp의 증가비율의 제곱근에 반비례 하는 경향을 관찰할 수 있었다.Overshoot의 경우 모든 구간에서 요구조건을 만족하였고 Offset에 대해 0%로 표기되어 표시하지 않았다.Rise time의 경우 Kp=300~510에서 0.167s~0.1s 값을 보여서 Rise time 요구 조건을 만족하는 Kp의 값을 찾았다.Setting time의 경우는 Kp=400~510에서 0.209s~0.157s로 만족함을 알 수 있었다. 따라서 요구조건을 모두 만족하는 조건으로 a=38, P제어기는 C(s)=Kp=510 로 설정하였다.매트랩을 이용하여 Overshoot, Setting time, Rise time의 요구조건이 모두 만족하는 것을 확인 하였지만 수업시간에 배운 근사적인 식을 통하여서도 요구 조건을 만족하는지 검증해 보기로 하였다.a=38 일 때, Close Loop의 G(s)=1/(s+3)(s+38) 이 되고, 전달함수 H(s)=Kp/s ^{2} +(a+3)s+3a 이므로 H(s)=Kp/s ^{2} +41s+108+Kp , Kp=510 이므로 H(s)=510/s ^{2} +41s+624 가 된다.전달 함수의 특성방정식은s ^{2} +2 zeta w _{n} s+w _{n} ^{2} 으로 표현되므로w _{n}=24.98 ,zeta =0.82 임을 알 수 있다.또 이는 매트렙을 통한 루트 로커스 그래프를 통해서도 알 수 있었고손으로 구한w _{n}=24.98 ,zeta =0.82 과 일치함을 확인할 수 있었다.Gain이 설정한 510이 되는 지점은 실수축 위에도 있었지만 실수축 위에서는zeta 이 1이 되므로 그래프의 모습과 맞지 않아 선택하지 않았다.수업 시간에 배운 Overshoot 구하는 식을 이용하면 요구 조건에 의해Mp=e ^{- {pi zeta } over {root {2} of {1- zeta ^{2}}}}

공학/기술| 2015.12.25| 19페이지| 1,000원| 조회(240)

MatLab, 항공우주제어, PT제어기, rootlcus

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한국형 경항공기 개발방안

한국형 비행체 개발방안우리나라는 총면적 99,720km ^{2} 중 삼림 면적이 63,320km ^{2} 로 약 65%를 차지하고 강의 유역면적이 90,320km ^{2}로 면적에 비해 산과 강이 차지하는 비중이 매우 높은 지리적 특징을 가지고 있다.이러한 산, 강의 비중이 높은 지리적 특징으로 인해 교통 조건이 잘 갖추어 지지않은 곳으로의 지상 교통 수단을 통한 접근은 도로나 교량의 개발이 없이는 거의 불가능하고, 가능한 경우에도 경로를 돌아가게 되어 접근성이 매우 떨어진다. 또한 도로나 공항의 건설의 경우에도 산을 개간하고 강을 잇는 작업이 필연적으로 필요하여 비용이 많이 든다. 그렇다고 이러한 수요가 부족한 지역을 위해서 도로나 공항을 건설하는 것은 국가적으로 예산의 효율적 사용이 아니고 평지 면적이 절대적으로 부족한 우리나라의 특징상 지리적 자원의 비효율적 사용이다.또한 최근 재난 방지 대책에 대한 관심이 높아짐에 따라 큰 규모의 위급, 재난상황 발생시 긴급으로 강, 산을 가로질러 최대한 빠르게 구조작업에 착수 할 수 있는 수단이 요구 되고 있다.이러한 문제를 해결하기 위해 우리조는 한국형 수륙양용 소형 항공기를 생각해 보았다. 이 수륙양용 소형 항공기는 3t급 중량의 항공기로 주요 임무는 사람, 자원의 수송이며 동시에 긴급, 재난 상황시 구조적인 임무도 수행하는 것을 목표로 한다.수륙양용인 점을 십분 활용하여 지리적으로 주요한 강에 수상 정거장을 만들고 운영함으로써 경제적 비용과 지리 자원을 최대한 아낀다.이러한 항공기의 개발은 교통 요건이 안좋은 곳의 접근성을 높일 수 있을 뿐만아 니라 산간, 수상, 해상 등의 지상 접근이 어려운 곳의 긴급상황 발생시 각 거점 정거장에 있는 항공기를 활용하여 구조, 소방의 가장 신속히 도착하여 초동 대처를 하는데 이용될 수있다.예상 성능 및 재원한국형 소형 수륙양용 항공기최대탑승인원8~12명전장15m전폭20m높이7m익면적70m ^{2}Aspect ratio8.2공허중량3000kg연료 탑재량1000 kg엔진Pratt & Whitney CanadaPW123AF Turboprop2,380 shp (1,775 kW)순항속도350km/h실속속도126km/h항속거리3000km상승률8.1m/s이륙거리500m착륙거리500m수상비행 성능수심 1.5m 이상이 한국형 수륙양용 소형 항공기(이하 KN)의 컨셉이 소형기인 만큼 전장, 전폭, 높이를 다음과 같이 생각해보았다. 이는 세스나 172와 CL-415의 중간크기로 약 10명정도의 수송과 빠른 이착륙, 최소한의 공간차지에 적당한 크기라고 생각했다. 또한 주로 수송과 구조의 작업을 펼치므로 순항속도를 350km/h 정도로 설정하고 AR을 크게 하여 고속보다 안정적인 양력 공곱을 목표로 한다.익형Airfoil은 Cessna 172의 NACA 2412를 사용한다. 최대 캠버가 시위선의 2%이고, 그 위치가 시위선의 40%에, 그리고 최대두께비가 12%인 Airfoil로 양력에 따른 항력 변화가 완만하고 상당히 높은 양력계수와 부드러운 실속진입의 공력특성을 가지고 있어서 기체 중량이 가벼운 KN에 적합하다.조종면 및 고양력장치조종면은 Be-200와 비슷하게 설정하였는데 특별히 기동이나 pitching, rolling, yawing에 대한 급선회가 필요하지 않기 때문에 Ailerons은 wing의 총면적의 약 3%, 러더는 T자형 꼬리날개의 수직미익에 존재하고 총 Tail면적의 25.6%를 차지하고 있다. 두 부분의 single-slotted flaps과 세 부분의 full-span leading-edge slat를 설정하여 양력에 도움을 준다. spoiler를 장착하여 착륙시 안전성을 더하기로 했다.또한 KN은 비교적 저속으로 운영하기 위한 항공기이므로 고속에서 항력특성을 고려하지 않아도 되므로 수직형 꼬리날개에 swept back을 주지 않기로 하였다.날개는 고익기의 형태를 사용하기로 하였는데 수상에서 이착륙할 가능성이 높기 때문에 날개가 물에 닿지 않게 하기위해 고익기를 선택 하였다.또한 sideslip 상태에서 안전성과 공력특성을 고려해 후퇴각을 10deg의 후퇴각을 주기로 하였다.엔진엔진은 Cessna172, CL-415가 사용하고있는 Turboprop엔진을 사용하기로 하였는데 그 중에서도 Pratt & Whitney Canada 사의 PW123AF 엔진을 사용하기로 하였다. 이는 KN은 주로 저속에서 비행할 것이기 때문에 Turboprop 엔진 정도의 추력이면 충분하고 연료 효율이 Turbofan engine보다 좋은 Turboprop engine을 사용하였다.@http://www.pwc.ca/en/engines/pw123afPratt & Whitney Canada 사의 PW123AF 엔진은 CL-415가 사용하고 있는 엔진으로 세계에서 가장 적은 연료소비, 탄소배출을 하고 내구도도 뛰어나 국가 공공사업을 위해 쓰일 KN의 컨셉에 적합하다. 또 Cessna172보다는 무겁고 CL-415 보다는 가볍고 속도는 Cessna172와 CL-415보다 조금더 높다는 KN의 특성을 감안하여 Cessna 172의 Lycoming IO-360-L2A 보다는 강한 PW123AF 엔진을 사용하였고, CL-415는 2개를 사용하는데 비해 KN의 중량은 4분의 1정도 이므로 1개의 엔진을 사용하기로 하였다.IntakeKN은 주로 저속 비행을 하기 때문에 공기 유로벽면의 흐름이 박리하지 않도록 유로단면을 완만하게 확대하여 최대의 정압상승을 얻을 수 있도록 설계한다. 최대의 확대각은 직선 디퓨저에서 10° 전후를 준다. 또한 충격파에 대한 영향이 적으므로 유지, 보수, 설계가 효율적인 고정형 Intake를 사용하기로 하였다.Intake의 위치는 Over-wing으로 정하였는데 KN은 수륙양용으로 Intake를 통해 이물질이 들어갈 가능성이 높기 때문이다. 높은 위치에 위치한 Intake는 고 받음각에서 공기흡입률이 떨어지지만 KN은 수송, 구조를 주목적으로 하므로 고받음각 기동을 할 일이 거의 없다.내부공간@http://jtdigest.narod.ru/dig1_05/be200/ris2_big.htm세미 모노코크 구조KN의 내부공간 Cessna 172와 유사한 구조로 고안했다. 수송이 주 임무인 만큼 중량대비 내부공간을 크게 하기 위해 Semi-monocoque 구조를 사용하도록 한다. Semi-monocoque 구조는 설계시 다소 복잡하고 가격이 높지만 지속적인 안정성과 내부 공간이 넓은 장점이 있다.내부 공간의 높이는 2m 이고 폭은 2m, 길이는 6m 로 총 부피 24m ^{3}로 대부분을 승객을위한 객실공간으로 쓰고 짐을 놓을 수 있는 baggage로 사용하고 소방 기능을 위한 탱크를 설치하기로한다. 하지만 KN은 Be-200이나 CL-415 보다는 훨씬 작은 중량과 크기이기 때문에 물탱크의 크기는 약 1t정도를 넘지 못할것이며 두 가지 기종에 비해 작고 초동 대처 정도의 용도로만 사용할 수 있을 것으로 생각된다.재료KN은 소형, 경항공기를 지향하므로 재료를 선정함에 있어서 가장 중요한 부분을 중량대비 강도로 설정하였다. 중량대비 강도가 좋고 부식에도 강한 알루미늄 합금을 주로 사용하기로 한다.그 중에서도 Cessna172, Cl-415에 쓰인 2024와 7075을 사용하는데2024는 대부분에 쓰이는 알루미눔 합금으로 초두랄루민이다. 비중이 2.8로 철강의 1/3 정도로 중량대비 강도가 매우 좋다.7075의 경우에는 현재 알루미늄 합금중 가장 강한 강도를 가지고 있는 합금으로 특히 더 높은 강도가 요구되는 부분에 사용하도록 한다.높은 내열성, 비탄성, 비강도가 필요한 부분에는 Be-200에 사용된 폴리머 복합재를 사용하기로 하는데 폴리머 복합재는 탄소섬유를 강화 섬유로 사용한 복합재이다.비행 조종 계통비행 조종 계통은 조종면(aileron, rudder, spoiler, elevator, flaps)등을 조종간의 힘을 전기적 신호로 변화시켜 전선을 통해 신호를 조종면에 전달하는 fly-by-wire 시스템을 사용한다. fly-by-wire 시스템은 조종사의 조종입력 없이도 항공기의 안정성을 자동으로 높여 비행안정성에 기여한다. KN은 비행이 잦고 고속, 고기동보다는 안정적인 운항이 최우선 과제로 하고, 화제 발생 지역등의 상공의 불안정한 공기층에서도 조종 안정성과 편리성을 확보하여야 하므로 Fly-by-wire 시스템을 사용하기로 한다.PlayloadCl-415의 Water Scooping 과 Firefighting 시스템을 장착하여 비행과 동시에 물을 퍼올릴 수 있는 기능 뿐만 아니라 직선기동이 아닌 상태에서도 물을 올릴수 있어 초동 대처에 목적이 있어 최대한 재난 현장으로 빠르게 가야하는 KN에 적합하다. 또한 물을 퍼올리는 동안에 여전히 비행 모드 상태를 유지해 조종성을 높인다.또 Firefighting System은 화재 진압을 위한 새로운 기술로 물과 함께 화학물질을 섞어 특별한 거품을 만드는데 이 거품은 물의 drop 면적을 2배로 확장시켜 줄 뿐만 아니라 화염의 의한 연기를 줄여 가시거리를 확장하고 미연소 식물과 구조물에 화염에대 대한 추가적 보호작용을 하여 물을 소량밖에 싣을 수 없는 KN의 물을 최대 효용으로 사용할 수 있게 할 것이다.항공 전자 장비, 레이더KN의 Avionics는 Cessna 172가 사용하는 G1000을 장착한다. G1000은 네비게이션, 항공 트래픽, 기상 조건, 항공기 자세, GPS, 연료, 통신등의 KN에 필요한 모든 기능들이 통합되어진 장비로 PDF, MFD로 조종 편리성도 높일 수 있다.

공학/기술| 2015.12.25| 8페이지| 1,500원| 조회(114)

항공기, 비행기, 경항공기 레포트, 경항공기 개발방안, 항공기레포트, 경항공기 개..

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중국 고대시 두보, 왕지환, 왕건 감상문

江南逢李義年(강남봉이구년) - 두보(杜甫)강남에서 이구년을 만나다.岐王宅裏尋常見(기왕택리심상견)崔九堂前幾度聞(최구당전기도문)正時江南好風景(정시강남호풍경)落花時節又逢君(낙화시절우봉군)기왕의 저택에서 자주 그대를 보았고최구의 집에서 노래 몇 번 들었지요.바야흐로 이 강남의 풍경은 화사한데꽃 지는 시절에 그대를 또 만나게 되었구료.이 시는 중국 당나라의 시성으로 일컬어지는 두보의 작품이다. 칠언절구로 되어있는 정형시로, 1,2,4구의 마지막 글자, 즉 '견(見)·문(聞)·군(君)'으로 운을 맞추었고 4·3으로 끊어 운율을 형성할 수 있다. 제목 ‘강남봉이구년은 강남에서 이구년을 만나다.’ 라는 뜻으로 두보가 노년에 강남에서 당대 최고의 명창 이구년을 만난 감상을 시로 적어 넣은 것이다.시 첫 행과 둘째 행은 과거 영화롭던 시절 이구년을 명문가나 귀족의 집에서 만나던 것을 표현하고 있으며 이구년을 만나 시를 쓰게된 배경과 계기를 짐작할 수 있게 한다.셋째 행은 이구년을 만난 당시의 공간적 배경을 제시하는데 그 배경이 마치 화려했던 과거시절처럼 화사한 분위기를 띄고있어 과거 시절을 떠올리게 하는 매개역할을 한다.그리고 마지막 넷째 행에서 진정 두보의 감상이 나오는데 이구년을 만난 현재를 꽃 지는 시절로 표현하며 앞의 1, 2, 3행 즉 화자의 과거시절과 대비를 이루게 하고 화자의 감상을 간접적으로 느낄 수 있게 하였다.그렇다면 바로 화자가 느낀 그 감상이란 어떤 느낌이었을까? 그것은 그 나이까지 살아보지 않은 사람이라면 쉽사리 짐작도 하기힘든 어떠한 수많은 감정들이 교차되는 오묘한 느낌이 아닐까 싶다. 화려했던 시절에대한 향수일 수도, 어느새 노년이 되어버린 데에 대한 억울함일 수도, 인생의 무상함일 수도, 어쩌면 그저 좋았던 과거의 인연을 다시 만난데에 대한 기쁨일 수도 있다.당나라 최고의 시인으로 시성이라는 칭호를 가지고 있는 두보도 세월의 흐름속에서는 결국 나이를 먹고 약해져가는 한사람일 뿐이었고 그러한 감정을 직접적으로 제시하지 않고 매우 함축적인 전개와 시어로 표현하여 화자의 감정을 강요하지 않고 읽는 사람으로 하여금 자신을 되돌아보고 자신의 감상을 끌어낼 수 있게 하였다. 화자의 감정을 강하게 공감시키기보다 오히려 감상자의 마음에서 시적인 감동을 끌어내어 누가 읽더라도 감동을 주고 마음을 움직이게 하는 바로 이런 것이 한시의 색다른 매력이자 두보가 시성으로 일컬어지는 이유가 무엇인지 느끼게 해주는 부분이었다.또 한편으로 내가 노년이 된 그 어느날 이 시를 다시 한번 읽게 되었을 때 조금 더 아름다운 일들을 추억할 수 있고, 조금 더 덜 후회할 수 있도록, 두보와 같이 덤덤한 어조로 자신의 과거를 떠올릴 수 있는 그러한 삶을 살기위해 노력해야겠다.新嫁娘(신가낭) - 왕건(王建)시집 온 새댁의 시三日入廚下(삼일입주하)洗手作羹湯(세수작갱탕)未?姑食性(미암고식성)先遣小姑嘗(선견소고상)시집 와 사흘 만에 부엌에 들어,세수 하고 국을 끓이네.시어머니 식성을 알지 못해,시누이더러 먼저 국 맛보도록 하는구나.신가낭은 中唐(중당)의 시인 왕건(王建)의 시로 5언절구로 이루어져 있으며 압운은 房, 湯, 嘗 자로 평성 ‘陽(양)’ 평운이다.예전 중국에선 여자가 새로 시집을 가면, 사흘 동안은 집안(시댁)의 분위기를 파악하고 집안일을 익히고 찾아오는 일가친척들과 인사를 나누며 보내고 사흘이 지나서야 비로소 부엌에 출입시키고 부엌일을 시작하였다 한다. 요즈음 같은 시대에도 며느리가 시어머니의 눈치를 보는 것은 인지상정인데 하물며 그 당시의 시어머니를 대하는 며느리의 마음은 정말 호환마마보다 더 무섭다는 말은 그럴 때 쓰지 않았을까? 그러한 시댁에서 시어머니 앞에서 처음 음식을 차리는데 짜게 먹는지, 싱겁게 먹는지, 달게 먹는지 집안의 입맛을 알지 못하여 전전긍긍하다 결국 시누이에게 간을 봐달라고 하는 새댁의 모습에서 정겨움과 안쓰러움이 동시에 느껴지며 오늘날 웃기면서 슬프다는 뜻의 신조어인 ‘웃프다‘라는 단어가 정말 잘 어울리는 시가 아닌가 싶다.오늘날 가족구성의 핵가족화가 진행되며 시어머니를 모시고 사는 며느리들의 모습을 보는 것은 흔한 일이 아니게 되었다. 시부모를 반드시 모시고 살아야 하는 경우 잘 사귀던 커플이 헤어지기도 하고 결혼이 파혼되기도 한다. 이것은 시대가 변화 탓으로 생각 할 수도 있지만 역으로 시대의 변화속에서도 변함없는 며느리들의 시어머니에 대한 두려움 탓이 아닌가 싶다. 하지만 이러한 현대사회 현상 속에서 어쩐지 모를 씁쓸함이 느껴진다. 누군가의 눈치를 본다는 것 그리고 누군가에게 맞춘다는 것은 그 사람에게 잘 보이고 싶다는 것이고 그러한 마음과 노력 속에서 진정한 사랑이 움트고 남이었던 사이가 비로소 하나의 가족이 되는 과정일진데 그러한 눈치와 불편을 덜기 위해 차라리 멀리 지낸다는 것은 과거에서 현대로 나아가며 정말 우리가 발전하고 있는 것이 맞는지 재고하게 한다.단순한 일상생활을 간단한 시구들로 표현한 시이지만 이러한 평범하게 새댁이 사흘 동안 시댁 눈치를 보고 국 하나를 끓이더라도 국의 간이 조금이라도 눈에 날까 걱정하는 모습 속에서 그 어떤 시 보다도 진솔하고도 끈끈한 사랑이 표현되어 감상 하는 이의 마음을 따뜻하게 해주는 시였던 것 같다.登?雀樓(등관작루) - 王之渙(왕지환)관작루에 올라白日依山盡(백일의산진)黃河入海流(황하입해류)欲窮千里目(욕궁천리목)更上一層樓(갱상일층루)해는 산에 기대었다가 사라지고,황하는 바다에 들어가려 흘러가네.멀리 천리 바깥을 더 보려고,다시 누각 한 층을 또 오르네.등관작루(登?雀樓)는 盛唐(성당) 때 시인 왕지환(王之渙)의 시로 오언절구로 되어있으며 34조를 띄고 있다.이 시는 중국 젊은이들이 가장 좋아하는 시중 하나로 지난해 박근혜 대통령이 방중 하였을 때 중국의 주석 시진핑이 선물한 시로 유명해지기도 하였다고 한다. 제목에서 알 수 있듯이 말 그대로 관작루에 오르며 느낀 감상을 시로 표현한 것인데 관작루는 중국의 유명한 4대 누각으로 3층으로 이루어져 있으며 그곳에서 바라보는 풍경이 매우 아름답다 한다.첫째 행을 살펴보면 관작루에서 바라본 해의 모습으로 석양이 지는 모습을 해가 산에 기대었다가 사라진다고 하여 풍경을 정감있게 묘사하였다둘째 행에서는 황하가 바다에 흘러들어가는 모습을 보여주는데 황하는 중국의 가중 중요한 강의 하나로 그러한 강이 바다로 유입되어 바다가 되는 과정을 보여주고 있는데 이는 모든 것이 순환하는 자연을 느끼게 해주고 조금 더 크고 넓은 곳으로 나아가고자 하는 화자의 마음을 대변하는 듯도 하다.셋째 행과 넷째 행에서는 조금 더 멀리보기위해 누각의 한 층을 더 오른다고 하며 시를 마치는데 이는 중국의 여러 젊은이들과 정상에 오른 사람들이 등관작루를 왜 좋아하는지 짐작할 수 있게 하는 부분이다. 조금 더 멀리보기위해 한 층을 더 오르는 것은 당연한 것이지만 다시 말해 조금 더 멀리 보기위해서는 한 층을 더 오르는 수밖에는 없음을 환기시키며 많은 야심 있는 젊은이들의 마음에 큰 반향을 일으키는 구절일 것이다.가벼운 마음가짐으로 읽으면 그저 관작루에 오르며 바라본 아름다운 풍경을 읇은 시 이지만 황하가 흘러 바다가 되어가듯 꿈을 향해 부단히 달려가는 사람들이 이 시를 감상했을 땐 한층 더 올라갔을 때 또 어떤 아름다운 풍경이 더 있을지 궁금증을 자극하고 의지를 복돋아 주는 시가 아닌가 싶다. 많은 젊은이 들이 등관작루를 감상하고 자신이 가장 좋아하는 시로 꼽는 다는 것은 세상에 그만큼 포부 있는 젊은이 들이 많다는 반증일 것이다. 그러한 생각이 들면서 나도 같은 시대를 살아가는 젊은이로써 높은 곳에 올라 아름다운 풍경이 보고 싶고, 큰 바다로 나아가고 싶다는 마음이 일었고 관작루의 정상에서는 정말 어떤 풍경이 펼쳐질지 궁금한 마음이 들었다.『장자(莊子)·외편(外篇)』「천지(天地)」 중(中)자공(子貢)이 초(楚)나라를 유람하다가 진(晉)나라로 돌아갈 때 한수(漢水)의 남쪽을 지나가게 되었다. 그 때 한 노인을 만나니 그 노인은 바야흐로 밭이랑을 일구려고 우물을 파서 물을 퍼다 붓고 있었다. 그런데 힘은 많이 드나 효과는 매우 적었다. 그래서 자공이 물었다. “여기 기계가 있는데 하루에 백 이랑에 물을 댈 수 있습니다. 힘은 적게 들고 효과는 클 것이니 써보지 않겠습니까?” 그 밭이랑을 일구던 노인이 자공을 쳐다보고 물었다. “어떻게 하는 것인가?” “그것은 나무를 파서 기계를 만든 것인데 뒤쪽은 무겁고 앞쪽은 가벼워 물을 끌어당기는 것이 물이 흐르듯 하고 빠르기가 넘치는 홍수 같습니다. 그 이름을 용두레(?)라고 합니다.”밭일은 하던 노인은 불끈 낯빛을 붉혔다가 곧 웃음을 띠고 말했다. “내가 스승에게 들은 것이지만 기계라는 것은 반드시 기계로서의 기능이 있게 마련이네. 기계의 기능이 있는 한 반드시 효율을 생각하게 되고, 효율을 생각하는 마음이 자리 잡으면 본성을 보전할 수 없게 된다네. 본성을 보전하지 못하게 되면 생명이 자리를 잃고 생명이 자리를 잃으면 도(道)가 깃들지 못하는 법이네. 내가 (기계를) 알지 못해서가 아니라 부끄러이 여겨서 기계를 사용하지 않을 뿐이네.” 자공이 뻘겋게 부끄러워져 고개를 숙이고 대답을 못했다. 이윽고 그 밭이랑 일구는 노인이 물었다. “자네는 어떤 자인가?” “공자의 제자입니다.” “그 자는 많이 아는 체하고, 성인을 자처하고, 백성들을 죽이고, 홀로 거문고를 타면서 슬픈 듯이 노래하며, 천하에 명성을 팔고 다니는 자가 아닌가! 자네도 그런 생각을 버리고 심신의 속박에서 벗어나야 비로소 도(道)에 가까이 다가갈 수가 있겠네. 제 몸 하나도 간수하지 못하는 주제에 어느 여가에 천하를 다스린단 말인가? 내가 하는 일을 어리석다 하지 말고 그만 가보시게.”

독후감/창작| 2015.12.25| 5페이지| 1,000원| 조회(297)

두보, 왕건, 왕지환, 중국 고대시

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비행동역학 step 입력에 따른 항공기의 상태예측

서론비행동역학 뿐만이 아니라 다른 여러 전공 과목에서도 공통적으로 중요하게 배운 부분은 항공기의 안정성이었다. 그 중에서도 특히 항공기의 세로 안정성 Longitudinal stability의 중요성에 대해 자세히 공부하였는데 세로 안정성은 기본적으로 항공기의 상승과 하강을 결정하고 이에 관여하는 여러 요인들중 한가지 요인이라도 예측할수 없게 될 경우 항공기의 가장 중요한 힘인 양력이 항공기의 안정을 유지해 줄 수도, 해칠 수도 있기 때문이다.이번 텀프로젝트에서는 이러한 항공기의 세로 안정성에 중점을 두고 세로 안정성을 조절하기 위한 조종면인 Elevator의 영향을 비행동역학 시간에 학습한 식들과 여러 계수를 통하여 행렬식을 작성하고 이를 Matlab으로 프로그래밍 하고 Euler 방식과 Runge-kutta 방식의 적분을 통하여 x방향의 속도 성분의 변화, Pitch각과 받음각의 변화를 알아보고 비교, 분석을 진행해 항공기의 안정성을 알아볼 것이다.본론2-1 목표STOL(Short Take-Off and Landing)항공기의 비행 조건과 관련 안정미계수 (Stability Derivative)와 조정미계수 (Control Derivative)를 사용하여 승강타를 1초부터 3초까지 (2초간) – 3도의 스텝입력을 가했을 경우 300초 간 STOL 항공기의 종 운동 반응을 구해본다.2-2 분석 조건①운동하는 동안 항공기의 질량은 일정하다-따라서 운동하는 동안 항공기의 질량을 상수취급 할수있고 항공기가 강체라는 조건과 더불어 Moment of inercia , 가 일정하다.② 항공기는 OX축과 OZ축에 대하여 대칭이다.-따라서 Moment of inercia , 는 0이다.③ 항공기는 강체이다.-따라서 항공기 임의의 두점 사이의 거리는 항상 일정하며 그 결과 운동하는 동안 항공기의 Moment of inercia , 가 일정하다.④지구는 관성좌표계이다.-따라서 지구는 정지한것으로 가정하며 뉴턴의 법칙을 적용할 수 있다.⑤ 작은 수와 작은수의 곱은 더 작은 수 tail=외부작용=,, 은 초기 0으로 없다고 가정한다.위의 가정들을 적용하고 식을 전개하면2-3 수식 전개항공기의 Longitudinal stability 초기식은 다음과 같고이때 u는 x방향 속도 U에 비해 작은 미소 변화량이다.가정에서와 같이 ,,, 을 초기 조건을0으로 하고 무시하면으로 정리된다.이때 Elevator의 입력값을 식에 설정한다.대입값을 정리하고 상태방정식으로 변환하면으로 나타낼 수 있다.앞으로 위 식을 행렬로 나타내어 값을 구할 것인데 위의 식에는 가 없어 미분방적식을 풀어도 를 알아낼 수 없는 문제가 발생한다.따라서 로 설정하고 식을 행렬로 나타낼수 있고이때 초기 u,a, 는 0으로 한다.System matrix A는이 되고이 된다.이를 한번에 나타내면이다.이때 주어진 계수밀도=23.77e-4 slug/ft31slug = 32.2lb표 1. Stability Derivative & Control Derivative-0.1710.441-0.769-1.54-5.26-1.33-7.830-0.78-35.6-0.465-2.12을 대입하면이 된다.문제의 조건처럼 1초와 3초사이(2초동안)에 에 -3도를 입력해주며 300초 동안 관찰해본다.2-4.1 특성방정식을 통한 해석유도한 식을 라프라스 변환을 통하여 System matrix A(s)로 나타내면로 나타낼 때2-4.2 Euler method오일러 방법을 통하여 상태 방정식의 X(s)를 수치적으로 관찰해본다.오일러 방법은 미분방정식을 수치적으로 해석할 때 주로 사용하며 적분하기 어려운 함수를 무수히 많은 사각형으로 쪼개 그 사각형 넓이의 합으로써 함수의 면적을 근사하는 방식을 사용한다. 오일러 방법은 사각형의 개수가 적을경우 함수의 면적과 사각형이 매우는 면적간의 차이(오차)가 매우 커질 가능성이 있다. 이때 단순히 생각하면 더 많은 수의 사각형으로 나눌수록 좋을 것 같지만 많은 수의 작은 오차들이 발생해 오차가 늘어날 수 있다.오일러 방식을 사용하기 위해서는 현재 상태를 설정하고 다음 상태와 현방법은 고차식을 사용하는 방법도 있으나 이는 매우 복잡하기 때문에 오일러 방법과 흡사하고 간단한 Runge-kutta 방법을 사용한다. Runge-kutta 방법은 오일러 방법의 사각형의 윗변의 점을 적분하고자 하는 함수값에 적용시킴으로써 사각형의 근사를 정밀화 하고 오차를 줄인다. 이번 프로젝트에서는 4차 까지 근사하는 4차 Runge-kutta 방법을 사용한다.다음은 Runge-kutta 방법을 사용하여 구한 X(s)=[u, a, ,] 의 그래프이다.th=,dth=, dt=0.01 (u의 단위는 m/s)분석 및 결론3-1 그래프 해석먼저 항공기의 x방향 속도인 U의 미소 변화량인 u를 관찰해보면 oscillation은 있으나 그 폭이 그래프 상으로 관찰하기 어려울 정도로 매우 작았다. 원래 속도 U값이 u에 비해 매우 크기 때문에 u는 elevator 입력으로부터 거의 영향을 받지 않는다고 볼 수 있다.다음 항공기의 받음각인 의 경우 처음에는 elevator의 스텝 입력인 -3도 보다도 절댓값이 더 큰 4도 까지 변화한 것을 볼 수 있었고 또한 elevator의 입력이 있는동안 양의 방향으로 증가하여 받음각이 커졌으므로 elevator의 영향은 기수가 들리는 방향인 것을 예상해 볼 수 있었다. 하지만 elevator의 스텝 입력 시간이 지나자 변화폭이 급격히 줄고 dumping하여 원래 값인 0으로 dumping하여 돌아갔다.항공기의 pitch angle 는 네 가지 관찰값 중 가장 큰 변화를 보였는데 elevator는 항공기의 pitch moment를 조정하는 조정면으로, 예상대로 pitch angle인 가 가장 큰 변화를 보였다. 는 입력에 의해 10도 까지 매우 급격하게 변화하였고 다른 값들 보다 원래 상태로 돌아오는데 훨씬 긴시간이 걸렸다. 받음각과 마찬가지로 초기의 양의 값으로 증가하여 elevator에 의한 입력이 기수를 드는 방향으로 영향을 미쳤음을 알 수 있었다. 입력 이후에는 역시 dumping의 모습을 보이며 250s 정도에 원래의 값으로의 비교Dt=0.01로 설정하였을 때는 육안으로 그래프를 보고는 차이를 관찰하기가 어려워 dt=0.05, dt=0.1로 변화시켜 두 방법간의 차이를 관찰해보았다.Dt=0.05일 때 오일러 방법Dt=0.05일 때 Runge kutta 방법Dt=0.1일 때 오일러 방법Dt=0.1일 때 Runge kutta 방법앞서 dt=0.01일 때의 그래프를 살펴보면 두 그래프를 분간하기 힘들정도로 두 그래프의 모습이 매우 흡사하다. 따라서 dt의 간격을 넓히며 오차가 커지게하여 두 방법간의 차이를 관찰해 보았는데 Dt=0.05인 경우 모든 값들에 있어 두 그래프간에 조금씩 차이가 났다. 이는 비교적 큰 값이 나타나는 와 를 중점으로 관찰해 보면 오일러 방법에서 의 최대값은 7.9정도로 나타나지만 Runge kutta 방법에서는 6.4정도로 꽤나 큰 차이를 보였고 의 경우에는 시간진행에 따라 어떤 경우에는 오일러 방법의 값이 더 크고 어떤 경우에는 Runge kutta 방법의 값이 더 컸다. 두 방법 간의 오차가 발생했음을 확인할 수 있었다.Dt=0.1인 경우는 두 그래프간의 차이가 확연히 눈에 띄었는데 모든 값의 모든 구간에서 두 그래프간에 차이를 관찰 할 수 있었고 특히 오일러 방법의 경우 가 초기 구간에서 심하게 그래프가 뭉쳐지며 제대로 실험값을 얻을 수 없었다. 최대값 또한 오일러 방법의 경우 는 15, 는 9.7 정도였지만 Runge kutta 방법의 경우에는 는 6.8, 는 9 정도가 나왔다. 이는 dt=0.01인 경우의 그래프와 비교해 보면 오일러 방법은 매우 차이가 났고 Runge kutta는 그에 비해 매우 차이가 적었다. 즉 오일러 방법의 오차를 줄이기 위해 사용한 4차 Runge kutta 방법이 오일러 방법에 비해 적은 갯수의 구간으로 나눠도 훨씬 작은 오차가 나타남을 알 수 있었다.결론지금 까지 배운 것을 바탕으로 항공기의 비행 조건, 안정미계수, 조정미계수를 사용하여 항공기의 종 움직임과 안정성을 실제로 분석해 보는 텀프로젝트였다. Matlab을 통하여 제외하고는 받음각 a는 1도 이하의 변동폭을 보였고 Pitch angle 는 5도 이하의 변동폭을 보였다. 관찰한 모든 값들이 3분정도 부근에 거의 초기값으로 돌아가는 모습을 보여 중력이 작용하는 C.G 포인트 보다 주익의 양력이 작용하는 A.C가 항공기의 더 뒤쪽에 위치하여 elevator 입력에 의해 받음각이 증가해도 그 받음각에 의해 발생한 양력이 기수를 내리는 모멘트를 발생시켜 항공기의 받음각과 Pitch angle을 다시 안정하게 되돌리는 것으로 생각되었다. 따라서 STOL 항공기의 종 안정성 있다고 판단되었다.평소 비행동역학 수업을 들으며 항공기의 운동을 수치적으로 해석할 때 머리로는 이해가 되었지만 다소 복잡하기도 하고 항공기의 그러한 계수와 식들이 항공기의 운동을 설명한다는 것이 크게 와닿지 않았는데 이번 텀프로젝트를 통해 이러한 계수들을 통해 실제로 항공기의 안정성을 분석하고 예측할 수 있다는 것이 공부를 실제로 적용해 볼 수 있는 계기가 되었다. 프로젝트를 진행하며 가장 문제가 된 것은 계수값이 매우 작고 다소 복잡하여 프로그래밍 하는 과정에서 잘못 입력하는 경우가 많았는데 이 경우 작은 값의 차이에도 그때 마다 그래프가 크게 달라지는 것을 겪으며 항공기에 대한 설계와 측정이 매우 정밀해야 한다는 것을 느낄 수 있었다. 또 작은양이었지만 elevator의 입력에도 x방향 속도 변화량인 u가 생겼다는 것을 관찰하며 서로 상관없어보이는 작용도 항공기에서 모두 영향을 미칠 수 있음도 확인하는 계기가 되었다.뿐만 아니라 항공기의 운동을 분석함에 있어서 정밀한 계수와 올바른 식도 중요하지만 분석하는 방법에 있어서도 위의 분석했던 오일러 방법과 Runge kutta 방법 간의 결과 그래프 차이를 관찰한 결과, 분석하는 방법도 기본적인 정보들 못지 않게 매우 큰 역할을 차지함을 알 수 있었다.텀프로젝트의 내용이 쉽지않아 진행하는데 다소 어려움도 느꼈지만 지금까지 항공기의 안정성에 배웠던 것들을 직접 결과로써 확인하고 분석할 수 있다는 것을 확인할 수 있%1초

공학/기술| 2015.12.25| 15페이지| 1,000원| 조회(281)

항공기, 비행기, 비행동역학, 비행동역학 Step

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받음각에 따른 airfoil의 공력계수 분석

에어포일이란?공력을 발생시키는 비행기의 날개를 수직으로 자른 단면을 말한다. 유선형의 형상을 갖고 있는 익형은, 유체 내에서 운동하면서 공력을 발생시키기 때문에 비행기의 날개뿐만 아니라 헬리콥터의 회전 날개의 단면이나 프로펠러의 단면 등 다양하게 활용된다. 에어포일이 유체 내에서 운동한 결과 발생되는 공력으로 양력과 항력이 있다. 하지만 날개에서 발생되는 양력과 항력은 익형 외에도 동압력(Dynamic Pressure)이나 날개의 면적 등에도 영향을 받기 때문에, 에어포일의 특성만을 분석할 때는 양력과 항력보다 양력과 항력을 동압력과 날개의 면적 값으로 나눈, 무차원 계수인 양력 계수와 항력 계수를 이용한다. 그리고 이 계수들은 에어포일의 형태 외에도 받음각, 마하 수(Mach number), 레이놀즈 수(Reynold Number) 등에 영향을 받는다. 양력계수가 크고 항력계수가 작을 수록 비행기의 연료 소모량이 줄어들어 비행기의 능력적, 경제적 이점을 가져오는데 따라서, 익형의 특성을 이해하고 각 비행기에 적합한 익형을 찾는 것은 중요한 사항이다.1.압력계수(Cp)에어포일 표면의 임의의 한 점에서의 압력에서 자유흐름(Freestream)의 압력을 뺀 값을 자유흐름의 동압력으로 나눈 무차원 값을 압력계수로 정의한다. 압력계수는 받음각이 증가할수록 윗면과 아랫면 사이에 압력차가 생기게 되는데 이것을 양력으로 볼 수 있다. 무차원 수인 양력계수는 스톨이 발생될 때까지 거의 선형적으로 증가하다 스톨 이후에는 급격히 감소하는 특징이 있다.압력계수(Cp)={압력-자유흐름압력} over {자유흐름`동압력}2.양력계수(CL)양력계수는 양력을 무차원화 한 값으로 날개로 불어오는 바람과 날개와의 각도(받음각)의 함수이다. 일정한 각도까지는 받음각이 증가하면 양력계수도 증가한다. 받음각이 어느 한도 이상으로 커지면 날개 주위의 흐름이 더 이상 날개에 붙어있지 못하고 떨어져 나가는 박리현상이 일어나게 되어 양력계수가 받음각 증가에 따라 증가하지 못하고 감소하게 되며 항력은 급작면적, 레이놀드수 등의 함수로 나타낼 수 있다. 유동에 대한 에어포일의 항력 또는 저항력의 양을 나타내는데 사용된다. 일반적으로 속도의 제곱에 비례하고 따라서 속도가 증가함에 따라 증가한다. 특징적으로 음속에 근접한 어떠한 순간부터 급격히 증가하는 양상을 보인다.4.모멘트계수(Cm)모멘트에 대한 무차원수이다. 모멘트계수는 받음각, 마하수, 레이놀드수의 함수이며, 주로 에어포일의 요잉, 피칭 모멘트를 나타내는데 사용된다.C _{m} =f( alpha ,M _{INF } ,Re)= {M} over {q _{INF } Sc}양항곡선(Drag Polatr)양력계수와 항력계수 사이의 관계를 그래프로 그린 것이다.즉, 아래의 공식을 나타내는 그래프이다.C _{D} =C _{D,min} + {(C _{L} -C _{L _{min``drag}} ) ^{2}} over {PI eAR}2. Airfoil 분석NACA 3512[code length에 따른 Cp곡선][받음각에 따른 CL, Cm, Cd 곡선][받음각에 따른 양항 곡선 및 CL, Cm 곡선]NACA 3512는 Max Camber height가 3%이고 Thickness가 12%인 에어포일이다. Angle of attack (AOA)의 각을 3도로 하였을 때 첫 번째 그림을 보면 코드길이에 따른 압력계수를 비교할 수 있는데, 에어포일의 위와 아래의 압력차로 인해 양력이 생기는 것을 알 수 있다. 또한 상단을 보면 이때의 양항 비(L/D)는 98.0, pitch moment는 -0.096 라는 것을 알 수 있다. 따라서 NACA 3512의 Airfoil는 받음각이 있어야 down force에 의해 안정성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.두 번째 그림의 받음각에 따른 CL그래프를 보면 받음각이 0°일 때도 CL이 약 0.4의 값을 가져 양력이 발생하는 것을 알 수 있다. 받음각이 증가함에 따라 CL값도 증가하지만 AOA가 15° 이상이 될 때 부터는 CL이 거의 증가하지 않는 것을 관찰 할 수 있다. 즉, AOA값이 15°이에 따른 Cp곡선][받음각에 따른 CL, Cm, Cd 곡선][받음각에 따른 양항 곡선 및 CL, Cm 곡선]NACA 4311Max Camber height가 4%이고 Thickness가 11%인 에어포일이다. Angle of attack (AOA)의 각을 3도로 하였을 때 첫 번째 그림을 보면 코드길이에 따른 압력계수를 비교할 수 있는데, 에어포일의 위와 아래의 압력차로 인해 양력이 생기는 것을 알 수 있다. 또한 상단을 보면 이때의 양항 비(L/D)는 118.3, pitch moment는 -0.087 이라는 것을 알 수 있다. 따라서 NACA 4311의 Airfoil는 받음각이 있어야 down force에 의해 안정성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.두 번째 그림의 받음각에 따른 CL그래프를 보면 받음각이 0°일 때도 CL이 약 0.5의 값을 가져 양력이 발생하는 것을 알 수 있다. 받음각이 증가함에 따라 CL값도 증가하지만 AOA가 14° 이상이 될 때 부터는 CL이 거의 증가하지 않는 것을 관찰 할 수 있다. 즉, AOA값이 14°이상이 되면 실속이 되는 것을 추정해 볼 수 있다.두 번째 그림과 세 번째 그림을 보면 Cm 값이 AOA에 상관없이 음수값을 가짐에 따라 down moment가 생김을 알 수 있다. 양항곡선에서는 Cd 값이 CL 값이 커짐에 따라 증가하는 것을 알 수 있다.14.3% Joukowsky. Parms.: T=-0.11, C=0.12[code length에 따른 Cp곡선][받음각에 따른 CL, Cm, Cd 곡선][받음각에 따른 양항 곡선 및 CL, Cm 곡선]14.3% Joukowsky. Parms.: T=-0.11, C=0.12 Air Foil은 Camber 0.12, Estimated Thickness -0.11 값을 갖는 에어포일이다. Angle of attack (AOA)을 마찬가지로 3도로 주었고 두 번째 그림을 보면 이때의 코드길이에 따른 압력계수를 비교할 수 있고, 이때의 양항 비(L/D)는 114.6, pitch mome할수 있다. 즉, AOA 값이 12°이상이 되면 실속이 생김을 알 수 있다. 또한 초기부터 매우 급격하게 CL 값이 증가하는 것을 관찰할 수 있다.두 번째 그림과 세 번째 그림을 참고하면 Cm 값은 음수값을 가짐을 알 수 있고, 양항곡선에서는 Cd 값이 CL 값이 커짐에 따라 증가하는 것을 알 수 있다.20.8% Joukowsky. Parms.: T=-0.16, C=0.03[code length에 따른 Cp곡선][받음각에 따른 CL, Cm, Cd 곡선][받음각에 따른 양항 곡선 및 CL, Cm 곡선]20.8% Joukowsky. Parms.: T=-0.16, C=0.03 AIRFOIL은 Camber 0.03, Estimated Thickness -0.16 값을 갖는 에어포일이다. Angle of attack (AOA)을 마찬가지로 3도로 주었고 두 번째 그림을 보면 이때의 코드길이에 따른 압력계수를 비교할 수 있고, 이때의 양항 비(L/D)는 80, pitch moment는 -0.050의 값을 얻을 수 있었다.세 번째 그림의 받음각에 따른 CL그래프를 보면 받음각이 0°일 때 CL이 약 0.26의 양의 값을 갖는 것을 알 수 있다. 또한 받음각이 증가하면서 CL값도 증가하지만 AOA가 7.5°의 값을 가질 때부터는 CL이 거의 증가하지 않는 다는 것을 관찰 할수 있다. 즉, AOA 값이 9°이상이 되면 실속이 생김을 알 수 있다. 또한 초기부터 매우 급격하게 CL 값이 증가하는 것을 관찰할 수 있다.두 번째 그림과 세 번째 그림을 참고하면 Cm 값은 음수값을 가짐을 알 수 있고, 양항곡선에서는 Cd 값이 CL 값이 커짐에 따라 증가하는 것을 알 수 있다.3.자신의 익형을 선정, 형상을 도시하고 익형에 관한 용어를 설명하라.선택한 항공기: Cessna 172세스나사에서 1956년 출시한 모델로 안정적인 비행, 적절한 가격, 적당한 크기의 캐빈으로 세스나 172는 매우 많은 인기를 끌고 현재까지도 경비행기의 대명사로 불릴 정도로 유명한 비행기 이다. 총 4명 까지 Cd 곡선][받음각에 따른 양항 곡선 및 CL, Cm 곡선][받음각에 따른 Cl, Cd, Cm]익형의 각 위치별 용어1.시위선: 날개골의 앞전과 뒷전을 연결한 선2.시위 길이3.평균캠버선: 두께의 2등분선을 연결한 선(날개의 휘어진 정도를 나타낸 정도)4.최대캠버: 캠버중에서 길이가 가장 큰 캠버로 시위선과의 바로 나타냄5.최대두께: 날개골에서 가장 두꺼운 곳의 길이로 위치를 나타낼땐 앞전에서부터의 시위선 상의 거리로 표시6.앞전반경: 앞전에서 평균 캠버선 상에 중심을 잡고 앞전 곡선에 내접하여 그린 원의 반지름을 말하며 통산 앞전 모양을 나타냄3-1. 받음각에 따른 표면 압력 분표를 도시 및 설명하라.받음각을 -5°, -3°, 0°, 3°, 10° 로 증가시키며 변화를 관찰해 보았는데 Cp 그래프 곡선은축의 위쪽이 음수 값을 가지는데 이는 에어포일의 아랫면의 압력이 윗면의 압력보다 커 양력을 위로 발생시키는 것을 쉽게 가시화 시키기 위해서이다. 받음각이 15도 이상에서는 실속이 생겨 항공기가 실제로 순항할 때 받는 받음각은 10도 정도 까지 이므로 그에 대해서만 조사해 보았다.받음각이 증가할수록 에어포일 윗면의 Cp값의 크기가 줄어들고 윗면과 아랫면의 차이가 커지고 압력 구배 면적이 점점 줄어들었다. 또한, 양의 받음각 일 때는 받음각이 증가함에 따라 난류 경계지점이 Leading Edge쪽으로 이동한다.받음각이 0미만, 즉 음수값을 가질때는 윗면과 아랫면의 분포양상이 뒤바뀐 모습이 나타났고 Chord 값에 따른 Cp값은 큰변화를 보이지 않았다.3-2. 받음각의 변화에 따른 force and moment (양력, 항력, 모멘트)를 도시하라. C.P와 A.C를 예측하고, 공력특성과 안정성 특성을 설명하라.디자인 포일을 이용하여 얻은 표를 관찰해본 결과 Cm값은 받음각(-5°~15°)에 크게 관계없이 -0.055 정도를 나타냈다.Cl값은 -5°~-2°에서는 음의 값을 가졌지만 나머지 구간에서 모두 양의 값을 가지고 받음각이 증가함에 따라 증가하는 양상을 보였다었다.

공학/기술| 2015.12.25| 27페이지| 1,000원| 조회(901)

airfoil, 받음각, Air foil, 공력계수

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