[개념 설계 보고서]

소개글

[개념 설계 보고서]에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<개념설계>
목 차
0. 개념설계 중점 사항

1. 전체 형상
1-A. 주익 형상
1-B. 상반각
1-C. 꼬리 날개
1-D. Body
1-E. Airfoil

2. Sizing
2-A. 형상 parameter
2-B. 비행 parameter
2-C. Solar cell의 효율
2-D. Motor의 효율
2-E. 검산 및 현실성 검토

3. 부품의 위치 결정

본문내용

=0.027733
● 꼬리날개의 AR비는 2.5가 되도록 선정하였다. ==>
1-D. Body
동체 의 길이는 주어진 익면적에서 최소한으로 짧게 하는 편이 무게를 확연히 줄이기 때문에 일반적으로 날개길이보다 동체가 짧은 것이 일반적.
일반적인 글라이더의 비율을 이용
주익의 길이 1.5m->동체의 길이 1.3m
● 동체 길이
● 동체의 제질일체형 카본 동체
●뛰어난 강도 착륙시 파손 위험 감소
● 최적의 압력비와, 에폭시양을 조절하면 33~36g 균일한 동체를 제작가능하다.(1.3m기준)
● 내부가 비어서 공간 배치 용의
1-E. Airfoil
● R/C에서 주로 사용되는 에어포일형상과 그와 비슷한 형상들을 후보로 정하고 그 중 에어포일 해석 툴인 XFRL5를 이용하여 가장 좋은 에어포일을 선정함.
에어포일 후보군
CLARK Y
MH32
NACA 4412
NACA 2412
SD8000
HQ2512
● XFRL5 program을 이용한 에어포일의 성능 해석
● 받음각이 0일때를 기준으로 에어포일 선정.
=>양력계수가 가장 우수한 NACA 4412를 사용하기로 결정.
2. Sizing
2-A. 형상 parameter
● 형상 PARAMETER 결정 과정
● 가정한 데이터의 경험적 자료
2-B. 비행 parameter
● 비행의 결정적 요인인 PARAMETER 결정 과정
● 등속 수평 비행시 에너지 계산
; 비행기 활공 시간을 최대한 늘이기 위해 저속비행을 목표로 설계
2-C. Solar cell의 효율
● I(sc) - short circuit current
양단의 전압이 0일때 흐르는 전류-태양전지로부터 끌어 낼 수 있는 최대 전류
● V(oc) - open circuit current
전류가 0일때 태양 전지 양단에 나타나는 전압 -태양전지로 부터 얻을 수 있는 최대 전압
● 솔라셀은 iv 커브에 의해서 형상화(characterized) 된다.
그렇다면 fill factor / Isc / Voc 값이 solar cell 의 특성을 어떻게 대변하는가? =>
● Irradiance 및 솔라셀 효율 저하 요인
#1 contest 당일의 irradiance 고려 : 밑의 그림은 위도 45도의 측정 자료로, 우리나라(위도 38도) 에서의 일사량을 비교했을 때, 대략 500 W/m^2을 예상.
#2 입사각에 따른 전류/전압 변화 : 입사각이 30도 일 때 전류가 약 10% 감소
#3 온도에 따른 변화 : 판매되는 솔라셀의 스펙은 섭씨 25도의 환경에서 측정된 값이다. contest 당일의 온도가 10도 감소한다고 보면 약 5%의 전력 상승 효과가 있다.
#4 직렬/병렬에 따라 10% 정도의 효율감소가 예상된다.
#5 그 밖의 효율 감소의 요인으로는 저항 성분에 관한 손실 재결합 손실 광학적 손실을 들 수 있다.
● 솔라셀 효율 예상
효율 예상 8%
이 내용을 바탕으로 실제 솔라셀
구매하여 수신기 등의 저항을 연결하여
조광기를 이용, 실제로 나올 수 있는
전력을 실험. 조사해야 함
2-D. Motor의 효율
- 11월중 30도의 입사각과 평균 기온의 영향을 계산해서 전압/전류 의 효율을 계산.
#입사각에 따른 전류량
전류 10% 감소 =0.28-(0.28 x 0.1)=0.252
#온도20도 감소에 따른 전류량
전류2%감소 =0.252-(0.28 x 0.02)=0.2464A
0.2464A x 56=13.8A
#입사각에 따른 전압량
전압 2% 감소= 0.503-(0.503 x 0.02)=0.493V
#평년온도에 비해 20도하강에 따른 변화량
전압10%상승=0.493+(0.503 x 0.1)=0.5433V
0.5433V x 56=30.43V
75%의 효율은 모터 제원에 명시되어 있는 최저 효율과도 일치한다. 따라서 E-MAX CF2812 모터의 효율을 75%로 예상 가능하다.
2-E. 검산 및 현실성 검토
● 에너지 계산으로부터 솔라셀의 총면적/ 가격을 산출
● 프로그램에서 지금까지 정해온 parameter 들을 입력하여 그 성능을 파악.
3. 부품의 위치 결정
- 결정된 시위 길이와 무게중심 및 공력중심을 이용 ( 엑셀파일로 무게/위치에 대한 식 마련) 하여 Static margin (0.15) 을 만족하는가
● 공력 중심 산출을 위한 프로그램 사용 예.
● 중립점은 날개의 공력중심과 꼬리날개의 공력중심의 도심 추정하는 것이다.
● 아래와 같이 엑셀 파일을 이용하여 공력중심에 따른 무게 중심이 산출 가능하고, static margin을 수시로 확인하여 0.15에서 크게 빗나가지 않도록 조정했다.
참고 문헌 ;
* 태양광발전 시스템의 일사량에 따른 전력 패턴 분석 이경섭
* Photovoltaic Efficiency Measurements ; Keith Emery / National Renewable Energy Lab
* Evaluation and Testing of the Solar Cell Measurement
System Onboard the Naval Postgraduate School
Satellite NPSAT1
/ Ensign Benson W. Lo, USNR*
Mr. Ron Phelps†
Dr. Sherif Michael‡
United States Naval Postgraduate School, Monterey, California 93943
* Roskam
* 태양전지 모듈의 전·후면 온도변화에 의한 출력에 관한 연구 / 신혜영
참고 사이트 ;
http://www.zanonia-flyers.de/
http://www.ae.uiuc.edu/m-selig/ads.html
http://www.aerodesign.de/english/profile/profile_s.htm
http://www.mh-aerotools.de/airfoils/index.htm
http://www.mh-aerotools.de/airfoils/flywing1.htm
http://www.zagi.com/
http://www.charlesriverrc.org/articles/zagithl/zagithl.htm
http://web.mit.edu/drela/Public/web/avl/

키워드

[개념 설계 보고서],   주익 형상 ,   상반각 ,   꼬리 날개 ,   Airfoil ,   형상 parameter ,   비행 parameter