초소형 무인기 추진용 프로펠러의 전산해석 및 풍동시험

Abstract

초소형 무인기 추진용 MH-75 프로펠러는 자유와 설계기법을 이용하여 설계변수인 허브팁 비, 비틀림각 분포, 최대 캠버의 위치와 크기 그리고 시위 길이를 변화시키며 설계요구조건을 만족하도록 공력설계 되었다. MH-75 프로펠러는 주파수영역 패널법을 이용하여 설계요구조건을 만족시키고, 다양한 초소형 무인기에 적용이 가능하도록 정지추력 특성과 비행속도 및 회전수 변화에 따른 성능 특성을 예측하였다. 그리고 MH-75 프로펠러의 공력해석 결과를 검증하기 위해 프로펠러의 추력특성에 대한 풍동시험을 수행하였다. MH-75 프로펠러의 추력 성능은 설계요구조건을 만족하였으며, 저레이놀즈 수 영향을 고려하기 위한 2차원 익형 해석용 XFOIL 프로그램에 비해 3차원 효과를 고려하는 주파수영역 패널법을 이용하는 것이 비교적 풍동시험 결과와의 오차가 적음을 확인하였다.

The MH-75 propeller for the MAV propulsion is designed using a free vortex design method which considers design parameters such as the hub-tip ratio, the twist angle distribution, the maximum camber location and the chord length of the propeller blade. Aerodynamic characteristics of the MH-75 propeller are predicted by changing the flight speed using the frequency domain panel method. And, the thrust characteristics of the MH-75 propeller are measured using the balance system of the subsonic wind tunnel for the validation of numerical results. The performance characteristics of the MH-75 propeller satisfied with design requirements. Numerical results of the MH-75, which are predicted by the frequency domain panel method, are more agree with experimental results compare with XFOIL.