꼬리 로터의 형식 및 회전 방향을 고려한 헬리콥터 제자리 운동의 공력적 실험 연구

Abstract

항공기의 안정적인 운용을 위한 가장 중요한 요소가 항공기 안정성이다. 소형이며 비교적 지상과 가까운 고도에서 운용되는 헬리콥터는 항공 안정성이 특히 중요시 된다. 현재 각종 사고보고서를 통해 헬리콥터의 각종 사고가 알려지고 있다. 본 연구에서는 헬리콥터의 안정성에서 특히 끼치는 영향이 많은 꼬리 로터에 의한 헬리콥터의 공력을 헬리콥터 축소 모델을 이용한 호버 실험을 통해 검증한다. 본 연구에서는 축소된 헬리콥터 모델을 사용하여 꼬리 로터의 타입과 회전 방향에 대해 실험하고 그 차이를 살펴 본다. 이번 실험을 통해 우리는 고립된 주 로터 케이스와 꼬리 로터 케이스 그리고 주 로터와 꼬리 로터가 함께 도는 케이스를 각각 시험한다. 전체 축소 헬리콥터 모델에 작용하는 추력과 토크를 측정 및 비교를 통해 푸셔 타입 꼬리 로터의 경우 트랙터 타입에 비해 로터 간의 간섭효과의 영향이 크다는 사실을 확인 할 수 있었다. 수직 꼬리 날개의 존재는 주로 트랙터 타입 꼬리 로터의 추력을 감소시키는 영향을 보인다. 또한 로터의 회전 방향에 대해서 상단 후(Top Aft) 방향으로 회전하는 로터의 경우 상단 전(Top Forward) 방향 로터에 비해 효율성이 좋은 것을 알 수 있었다. 또한 모델 헬리콥터의 트림 컨디션을 통해 각 타입의 꼬리 로터의 영향과 주-꼬리 로터 간섭 효과를 알 수 있었다. 각 헬리콥터 꼬리 로터의 타입에 따른 경향성은 미래 헬리콥터 디자인에 가이드라인이 될 수 있다.