항공역학 Vortex lattice Method (VLM) 를 이용한 평판 날개의 양력계수 계산

소개글

항공역학 Vortex lattice Method (VLM) 를 이용한 평판 날개의 양력계수 계산에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 프로그램에 대한 설명
(1) 프로그램에 사용된 변수들의 이름과 그 역할
(2) 입,출력 데이터의 이름
(3) 프로그램 코드(MATLAB 7.0)

2. 프로그램을 돌린 case 결과
(1) Aspect ratio 의 비교
(2) Sweepback angle 의 비교

3. 결 론

본문내용

C_{ L } } over { PARTIAL alpha }
를 구해본다. 그리고 위의 (1)에서 얻은 결과와 비교해 본다.
AR
sweepback angle
Cl
{ PARTIAL C_{ L } } over { PARTIAL alpha }
AR=3
S.A = 20
0.1195
3.4221
S.A = 45
0.1028
2.9461
AR=7
S.A = 20
0.1604
4.5946
S.A = 45
0.1280
3.6681
표 . 각 AR 에 대한 Sweepback angle의 데이터 비교
위의 표3에서 알 수 있듯이 같은 AR 에서 Sweepback angle (0-45dgr)이 커질수록 양력계수와 양력곡선의 기울기는 감소하며 감소하는 정도는 AR이 클수록 더 크게 감소하는 것을 알 수 있다.
3. 결 론
위에서 비교한 결과 직사각형의 날개에서는 가로세로비가 커질수록 양력곡선의 기울기가 커짐을 알 수 있다. 이 결과를 대칭 평판 에어포일에서의 기울기를 토대로 위 조건에서의 기울기를 계산하면 다음과 같다.
{ dC_{ l } } over { d alpha } =a`=` { a_{ 0 } } over { 1+a_{ 0 } / pi AR(1+ tau ) }
위 식을 이용해 AR=3(후퇴각이 없을때) 일때 양력곡선의 기울기는 3.427~ 3.695 , AR=7 일때 기울기는 4.629~4.833의 기울기를 가져야 한다. 위의 결과는 정확히 범위안에 포함되고 이것으로 데이터의 신뢰여부를 점검하였다.
각 조건에 따른 비교결과를 보면 가로세로비가 클 경우 양력이 날개 전체에 큰 차이 없이 고르게 분포하는 것이며 이때 날개 끝에서의 vortex에 의한 양력손실이 감소되어 전체적으로 양력곡선 기울기가 증가됨을 알 수 있다. 이는 실제 글라이더와 전투기의 경우를 비교한 경우 쉽게 추정해 볼 수 있다. 후퇴각이 0도에서 45도로 커질 때 양력계수와 양력곡선의 기울기는 감소하는데 후퇴각은 초음속 영역을 비행하는 항공기에 필수적임으로 양력곡선의 기울기가 감소하는 것과 충격파에 의한 영향을 고려하여 설계해야 함을 알 수 있다. 일반적인 아음속 영역에서 비행하는 항공기의 경우 가로세로비가 크고 후퇴각이 없는 항공기가 많은 것을 볼 때 위의 데이터들의 타당함을 뒷받침해주고 있고 세부 설계시 가로세로비가 크고 구조적인 문제를 고려해야 함으로 적절한 범위내에서 가로세로비를 선택해야 할 것이다.
한 학기 동안 가르쳐주셔서 감사합니다. ^^

키워드

평판 날개,   양력 계수,   항공 역학,   VLM,   Vortex lattice Method,   horseshoe vortex,   Biot savart