헬리콥터 , 한국형 헬기개발사업

목차

《 목 차 》
Ⅰ. 한국형 헬기개발사업(KHP)
1. 사업 개요
2. 사업 목표
3. 주요 작전운용성능(ROC)

Ⅱ. 헬리콥터의 비행원리
1. 양력(Lift)과 받음각(Angle of attack)
2. 양력 불균형 (Dissymmetry of Lift)
3. 헬리콥터의 비행과 해석

Ⅲ. 체계 및 계통 개발방향
1. 체계 개발
2. 계통 개발

Ⅳ. 헬기 발전 추세 및 현용 헬기
1. 국내 군용 헬기 현황
2. 헬기발전추세에 따른 KHP 위치
3. 현용 헬기 및 군용 헬기
4. 현용헬기와 한국형 헬기 비교

Ⅴ. 소음문제

Ⅵ. 결론

【 참고 자료 】
【 별 첨 】

본문내용

force)은 시간에 따라 변하는데, 회전익과 허브가 접하는 부분에 강성변화장치를 부착하여 변하는 공력과 이에 반응하는 회전익의 동적 강성이 서로 상반되는 위상을 갖도록 강성을 능동적으로 조작함으로써 로터의 진동을 억제 시키는 기술이다. 이 기술은 회전익의 적당한 위치에 질량을 부착하여 진동을 억제하는 기존의 수동적 기술과 비교하면, 추가 무게증가가 필요 없으며 특정 주파수만을 억제하는 것과 달리 넓은 범위의 주파수를 억제할 수 있고 작동기(actuator)의 작은 변형(작동력)만으로도 강성변화를 일으킬 수 있는 장점이 있다.
(3) 능동적 뒷전 플랩(Trailing Edge Flap: TEF)연구
가동을 위해서 큰 힘이 필요한 기존의 IBC 기술의 단점을 개선하고자 회전익 뒷전(trailing edge)에 플랩을 설치하고 작은 힘으로 플랩을 제어함으로써 진동을 억제 할 수 있도록 하는 개념이다. 작은 힘으로 플랩의 작동을 제어하기 위하여 가볍고 작으며 높은 에너지 밀도와 고 주파수 대역을 지니고 있는 압전 세라믹 소재를 사용한다. 또한 TEF는 별도의 장치를 필요로 하지 않는 장점이 있으나 작동기의 스트로크(stroke)를 보장할 수 있는 혁신적인 재료 및 개념을 필요로 하고 있다.
[그림 34]
(4) 깃단 공기방출/흡입법(Tip Air Mass Injection/Suction: TAMI/S)
회전익 후방에 발생하는 와류의 영향으로 고조화 (Higher harmonic)
하중이나 BVI가 발생하고 이는 공력성능을 저하시키고 소음 및 진동을 유발하는데 이와 같은 공기역학적 결함을 와류의 구조를 변화 시켜 개선하려는 연구가 진행되고 있다. 그 중 한 가지 방법으로 회전익의 끝에서 특정방향으로 공기를 뿜어 주어 와류의 핵심(core)반경을 넓히고 와류의 정점(peak)회전 속도를 감소시켜 개선시킬 수 있는데, 초기에는 큰 힘으로 공기를 뿜어주어야 했지만 최근에는 이산화(discrete)된 제트 장치의 개발로 상대적으로 작은 힘만으로도 와류의 구조변화를 일으킬 수 있을 정도로 발전하였다.
(5) 능동 감쇠 시스템(Active damping system)
전기유변(Electro Rheological, ER)유체 또는 자기유변(Magneto Rheological, MR)유체와 같은 가제어성 유체의 특성을 이용한 댐퍼를 회전익의 힌지 부근에 부착하여 진동을 능동적으로 억제하는 방법과 회전익 표피 사이에 스마트 재료를 삽입하여 진동에너지를 소산시키는 방법으로 연구가 진행되고 있다. ER 또는 MR 유체는 전기장이나 자기장이 가해짐에 따라 유체의 유변학적 거동이 크게 변화되는 물질을 지칭하며 근본적인 특징은 선형 점성액체 상태에서 전기장 또는 자기장이 가해짐에 따라 순간적인 제어가 가능한 항복강도를 갖는 반고체상태로 변할 수 있고, 또 그 반대 작용, 즉 전기장/자기장을 제거 하면 원상태로 되돌아 갈 수 있는 특성이 있다. 또한 스마트 재료는 전기를 가하면 변형을 일으키는데, 진동이 가해지는 반대 위상으로 변형이 발생하도록 하여 진동에너지를 소산시킬 수 있다.
(6) 능동 블레이드 비틀림(Active Blade Twist, ABT)
높은 탄성(elastic) 시스템을 요구하는 큰 세장비(aspect ratio) 형태의 회전익으로 인하여 운용 중에 비정상적인 공기역학적 반응을 일으키고 그 결과로 발생하는 소음/진동을 블레이드 형상을 능동적으로 비틀리게하고 그 비틀림 정도를 조절함으로써 줄일 수 있고 공기역학적 성능을 향상시킬 수 있다.
[그림 35]
하지만 블레이드 전체를 twist하기 위해서 상당한 힘이 요구되며 그래서 많은 압전 재료가 블레이드에 필요하다. 때문에 블레이드 전체의 중량(weight)과 강성(stiffness)을 상당히 증가시킬 수 있는 단점이 있다.
3. 앞으로의 개선방향
헬리콥터의 운영 시에 BVI(Blade-Vortex Interaction)소음은 가장 심각한 문제이다. 소음 발생의 원인에 대해 많은 연구 성과가 있어 왔으며 다양한 블레이드의 형상연구와 능동제어 방법들 역시 많이 연구되어오고 있다. 현재 여러 연구와 분석을 통해 소음의 발생과 감소를 위한 가장 중요한 변수로는 rotor wakes와 blade aeroelastic deflection이 여겨지고 있지만 wake의 움직임과 블레이드에 끼치는 영향을 분석하기 위해선 로터 wake에 대한 광범위한 실험 데이터와 수치해석 시뮬레이션이 필요하다. 그리고 좀 더 확실한 rotor wakes에 대한 모델링이 필요할 것이다. 헬리콥터는 높은 동적 응력, 낮은 비행 안정성, 공기역학적 불안정성(instability), 엄청난 소음수준, 높은 진동하중 등 개선되어야 할 많은 사항들을 지니고 있다. 고정익기와 비교하면 제한된 비행범위(flight envelope), 열악한 조정 환경, 진동으로 인한 부품의 낮은 피로수명, 낮은 탑승감, 높은 운용비용(operating cost)을 감당해야 한다. 이러한 원인은 헬기의 구조적 문제, 즉, 엔진, 몸체, 동력전달장치, 로터시스템으로 구성되어 서로 연계되는 복잡한 구조 및 기계시스템과 로터 시스템이 감당해야할 비정상적이고 복잡한 공기역학적 환경이다. 이러한 결점을 극복하기 위하여 많은 수동 또는 능동 장치(active device) 및 수동-능동 복합시스템(hybrid-system)들이 개발되고 혁신적으로 수정된 설계개념을 도입하기도 하는 등 수많은 연구들이 대학, 기업체 연구소에서 진행되고 있다. 이러한 노력의 결과로 조금씩 문제점들이 개선되어 가고 있는 상황으로 성능개선이나 운용비용의 절감 등에 상당한 진척을 보여주고 있다.
Ⅴ. 결론
구성품
UH-60P
Super Lynx 100
한국형 헬기
로터 허브 형태
전관절형
무힌지형
무힌지형 혹은 무베어링
엔진제어장치
기계식 제어장치
기계식 제어장치
FADEC 적용
자동비행
조종장치
3축
3축
4축
생존장비
RWR, IRCM Chaff/Flare
RWR, IRCM Chaff/Flare
RWR, LWR, MWR, IRCM, Caff/Flare
임무컴퓨터
미장착
미장착
장착
Glass Cockpit
미적용
미적용
적용

키워드

헬리콥터,   헬기,   한국형 헬기개발사업,   KHP