Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Rotor Aeroelastic and Whirl Flutter Stability Analysis for Smart-UAV

스마트무인기 로터 공탄성 및 훨플러터 안정성 해석

  • Published : 2006.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Tiltrotor aircraft can fly about twice faster and several times further than conventional helicopters. These aircraft provide advantages preventing compressibility of advancing side and stall of retreating side of blades because they take forward flight with tilting rotor systems. However, they have limit on forward flight speed because of the aeroelastic instability known as whirl flutter. First, the parametric study on the aeroelastic stability of the isolated rotor system has been performed in this paper. And the effects of pitch-link stiffness, gimbal spring constant, and precone angle on the whirl flutter stability of Smart-UAV have been investigated through CAMRAD II analysis.

틸트로터 항공기는 기존의 헬리콥터에 비해 두 배 정도 빠르고 비행 가능 영역은 수배에 이른다. 로터시스템을 틸팅(tilting)하여 전진비행하기 때문에 기존 헬기 블레이드에서 발생되는 전진면의 압축성 효과와 후퇴면의 실속을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 그러나 틸트로터 항공기에서는 훨플러터(whirl flutter)로 알려진 공탄성 불안정성으로 인해 최대 전진속도에 제한을 가지게 된다. 본 논문에서는 우선 로터시스템 자체의 공탄성 안정성에 대한 파라메트릭 연구를 수행하였고, 피치링크 강성, 짐발 스프링 상수, 원추각이 스마트무인기의 훨플러터 안정성에 미치는 영향을 CAMRAD II를 이용한 해석을 통해 고찰하였다.

Keywords

References

  1. Reed, W. H., 'Propeller-rotor whirl flutter: A state-of-the-art review', Journal of Sound and Vibration, Vol. 4, No. 3, 1966, pp. 526-544 https://doi.org/10.1016/0022-460X(66)90142-8
  2. Piatak, D. J., Kvaternik, R. G., Nixon, M. W., Langston, C. W., Singleton, J. D., Bennett, R. L., and Brown, R. K., 'A Parametric Investigation of Whirl-Flutter Stability on the WRATS Tiltrotor Model', AHS Journal, Vol.47, No.2, 2002, pp. 134-144
  3. Acree, C. W., Peyran, R. J. and Johnson, W., 'Rotor Design Options for Improving Tiltrotor Whirl-Flutter Stability Margins', AHS Journal, Vol. 46, No. 2, 2001, pp. 87-95
  4. Singh, R., Gandhi, F. and Hathaway, E., 'Wing-Flaperon and Swashplate Control for Whirl-Flutter Stability Augmentation of a Soft-Inplane Tiltrotor', Proceedings of the 31th European Rotorcraft Forum, Florence, Italy, Sept. 13-15, 2005
  5. Acree, C. W., 'Impact of Technology on Heavy Lift Tiltrotors', Proceedings of the 62nd AHS Annual Forum, Phoenix, AZ, May 9-12, 2006
  6. Johnson, W., CAMRAD II Comprehensive Analytical Model of Rotorcraft Aerodynamics and Dynamics, Johnson Aeronautics, 2005
  7. 이주영, 김도형, 김유신, 이명규, 황창전, 김재무, '스마트무인기 로터 구조동역학 해석', 한국항공우주학회 2004년도 추계학술발표회 논문집, pp. 629-632
  8. 김도형, 이명규, 황창전, '틸트로터 훨플러터 안정성 기초 연구', 한국항공우주학회 2005년도 춘계학술발표회 논문집, pp. 393-396