Static Analysis of a Small Scale Ducted-Fan UAV using Wind Tunnel Data

Q: 이 논문에서 정의한 덕티드 팬 UAV란 무엇인가?

활주로 없이 운용이 가능하며 호버링 기능을 갖추어 다양한 목적으로 활용될 수 있는 소형 무인 항공기를 의미한다. 본 연구에서는 6자유도 비선형 운동 방정식을 통해 기체, 덕트, 로터, 스테이터, 조종면에서 발생하는 힘과 모멘트를 수학적으로 모델링하여 분석하는 대상으로 정의한다.

Q: 덕티드 팬 UAV의 전진 속도 증가가 비행 특성에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 에어 스피드가 증가함에 따라 유도 속도, 로터 추력, 반 토크가 함께 증가하며 덕트의 영향력이 더욱 커진다. 특히 덕트의 압력 중심이 무게 중심보다 아래에 위치하여 기체가 전진할수록 음의 피칭 모멘트가 작용하는 특성을 보인다.

Youn-Han Choi; Jinyoung Suk; Sang-Hwee Hong

학술저널

저자정보: Youn-Han Choi (Chungnam National University) Jinyoung Suk (Chungnam National University) Sang-Hwee Hong (Korea Aerospace Research Institut)

저널정보: 한국항공우주학회 International Journal of Aeronautical and Space Sciences International Journal of Aeronautical and Space Sciences Volume.13 Number.1

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This paper discusses the mathematical modeling of a small scale ducted-fan UAV and examines its results in comparison to the wind tunnel test. A wind tunnel test is first performed, producing a substantial amount of test data. The acquired set of wind tunnel test data is then categorized and approximated as mathematical functions. Finally, the mathematically modeled forces and moments acting on the UAV are compared with the acquired wind tunnel data. The analysis involves a gradient-based algorithm and is applied to extract trim states with respect to various flight conditions. Consequently, a numerical analysis demonstrates that there exists a reasonable flight status with respect to airspeed.

#Ducted-Fan UAV #Mathematical modeling #Wind tunnel test #Gradient-based algorithm

배경 및 목적
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