MRF 기법을 이용한 수직이착륙 무인항공기 추진용 로터 및 덕티드 팬의 추력해석

Abstract

본 연구에서는 수직이착륙 소형 무인항공기 추진용으로 개발된 덕티드 팬에 대한 추력해석을 수행하였다. 덕티드 팬 무인항공기는 기존의 외부 프로펠러 타입의 무인기에 비하여 중량대비 높은 추력과 높은 비행 안정성 및 안전성을 지닌다. 전산해석 결과 단일 로터는 선행된 풍동내 정지추력실험 결과와 거의 일치되는 추력결과를 나타내어 본 연구에 사용된 해석기법에 대한 신뢰성을 확보할 수 있었으며, 이를 바탕으로 덕티드 팬에 대한 해석을 수행하였다. 덕티드 팬의 전산해석 결과 설계요구추력을 상회하는 추력값을 나타내었으며, 단일 로터에 비해 크게 증가된 추력결과를 나타내었다. 이러한 추력증가는 로터면으로의 유동 유입량을 증가시키는 덕트 효과와 회전토크를 감소시키는 스테이터 효과에 기인한다. 향후 진행 예정인 덕티드 팬의 풍동내 실험을 통해 덕티드 팬 설계 및 해석기법에 대한 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.