KR101472388B1 - Aerodynamic Characteristics and performance Prediction Device of Light Armed Helicopter with External Weapon Systems - Google Patents

Aerodynamic Characteristics and performance Prediction Device of Light Armed Helicopter with External Weapon Systems Download PDF

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KR101472388B1 KR1020130050027A KR20130050027A KR101472388B1 KR 101472388 B1 KR101472388 B1 KR 101472388B1 KR 1020130050027 A KR1020130050027 A KR 1020130050027A KR 20130050027 A KR20130050027 A KR 20130050027A KR 101472388 B1 KR101472388 B1 KR 101472388B1
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Abstract

본 발명은 현재 사용중인 헬기의 추세 분석을 통해 동체 크기를 결정한 후 소요제기자의 요구도를 충족하면서 개조 무장헬기의 유해항력이 최소화 되도록 반복설계를 수행하여 형상을 최적화하는 헬기사이징 해석모듈과; 상기 개조 무장헬기의 기본 동체 항력을 설정된 방식으로 예측하고 받음각 변화에 따른 무장/비무장 형상의 항력특성을 비교하여 동체항력특성을 산출하는 공력특성예측모듈과; 상기 개조 무장헬기의 중량 및 항력면적 증감에 따른 주요 성능지수의 변화를 분석한 후 그 결과를 산출하는 성능분석모듈을 포함하는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 해석을 통해 소형 무장헬기의 외부무장 및 주요 외무 장착물 형상에 따른 공력특성과 주요 성능지수의 변화를 분석하고 예측하므로써, 개조를 통한 무장헬기 개발시 개조대상헬기의 성능저하 수준을 정확히 파악하여 구매자의 요구성능에 충족할 수 있는 개조대상 기본헬기를 선정하고 개조범위도 정밀하게 예측 할 수 있으므로 그에 따라 무장헬기의 개조효율을 극대화시키는 효과가 있다.The present invention relates to a helicopter sizing analysis module for optimizing a shape by repeatedly designing a harmful drag of a modified armed helicopter to be minimized while determining a size of a body through trend analysis of a currently used helicopter and satisfying requirements of a requester; An aerodynamic characteristic prediction module for predicting the basic body drag of the modified armed helicopter in a predetermined manner and comparing the drag characteristics of the armed / unarmed shape according to the change in angle of attack; There is provided an aerodynamic characteristic and performance prediction device for a light armored helicopter according to an external weapon including a performance analysis module for analyzing a change in a major performance index according to a change in weight and a drag strength area of the retrofitted armed helicopter.
The present invention analyzes and predicts changes in aerodynamic characteristics and major performance indices according to the shape of the external arming and main foreign objects of the small arming helicopter as described above, It is possible to precisely predict the range of modification and to select the base helicopter to be modified so as to meet the performance required by the buyer, thereby maximizing the efficiency of the modification of the armed helicopter.

Description

외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치{Aerodynamic Characteristics and performance Prediction Device of Light Armed Helicopter with External Weapon Systems}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an aerodynamic characteristic and a performance predicting device for a light armored helicopter,

본 발명은 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치에 관한 것으로, 특히 해석을 통해 소형 무장헬기의 외부무장 및 주요 외무 장착물 형상에 따른 공력특성과 주요 성능지수의 변화를 분석하여 개조헬기에 반영하므로써, 무장헬기의 개조효율을 극대화시키는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치에 관한 것이다.The present invention relates to an aerodynamic characteristic and a performance predicting device for a light armored helicopter according to an external armed force, and particularly, by analyzing the aerodynamic characteristics and the change of a major performance index according to the external arming and major external installation shapes of the small armed helicopter The present invention relates to a device for predicting aerodynamic characteristics and performance of a light armored helicopter according to an external armed force, which maximizes the efficiency of reconstruction of an armed helicopter by reflecting it on a modified helicopter.

일반적으로 기동헬기는 무장병력 및 주요장비 공수를 주 임무로 수행하는 헬기이고, 반면에 무장헬기는 기동헬기 형태의 헬기에 공격용 무장을 장착하여 전투임무를 수행할 수 있도록 한 헬기이다. 그리고 상기와 같은 무장헬기는 수송용이나 정찰헬기를 개조해서 무기를 장착하여 엄호임무를 수행하는 헬기로 보통 성능이 입증된 민수용 또는 군용 기동헬기를 개조해서 제작한다. 또한 상기 무장헬기는 설계 당시부터 공격임무를 주임무로 하여 설계된 공격헬기에 비해 공격능력 및 생존성은 낮지만 개발 비용 및 기간 측면에서 유리하며, 평시에 다양한 목적으로 활용할 수 있는 장점이 있다. 한국에서는 최근 500MD와 AH-1S와 같은 육군의 노후헬기를 한국내개발 무장헬기로 대체하기위한 탐색개발 사업을 수행하는 등 무장헬기에 대한 관심이 높아지고 있다. 이때, 상기와 같은 무장헬기는 임무 성격에 따라 기총, 공대지미사일, 로켓 등과 같은 다양한 외부 무장시스템을 운용하기 때문에 기동헬기를 무장헬기로 개조할 경우 주요 성능지수의 변화가 예상된다. 이에 더하여, 상기와 같은 무장헬기는 성능이 제한된 기본헬기(민수 또는 군용수송 헬기)를 무장헬기로 개조할 때 장착되는 무장종류에 따라 기체 중량이 증가하며 이로 인한 성능저하는 피할 수 없는데, 미사일, 로켓, 기총 등을 동체 외부에 장착할 때는 항력증가로 인해 추가적인 성능저하가 나타날 수 있고, 경우에 따라서는 외부 무장 및 무장지지대 후류와 동체와의 공력간섭으로 인한 조종성 문제도 나타날 수도 있다. 따라서, 상기와 같이 개조를 통한 무장헬기 개발시에는 이러한 성능저하 수준을 정확히 파악해야 군의 요구 성능을 충족할 수 있는 개조대상 기본헬기를 선정 할 수 있으며 개조범위도 예측 할 수 있다.In general, a maneuvering helicopter is a helicopter that performs armed forces and major equipment operations on a main mission, while an armed helicopter is a helicopter that can carry out combat missions with an attacking helicopter. And the above-mentioned armed helicopter is a helicopter that is equipped with a weapon for carrying or reconnaissance helicopter, and is made by modifying civilian or military maneuver helicopter which is usually proven as a normal performance. In addition, the armed helicopter is advantageous in terms of development cost and duration although its attack ability and survivability are lower than that of an attack helicopter designed as an attack mission since its design. In Korea, there is a growing interest in armed helicopters such as the search and development project to replace the army's old-age helicopters, such as the 500MD and AH-1S, with development armored helicopters in Korea. At this time, since the armed helicopter operates various external arming systems such as a gun, an air-to-ground missile, and a rocket depending on the nature of the mission, the major performance index is expected to be changed when the helicopter is converted into an armed helicopter. In addition, the above-mentioned armed helicopter increases the weight of the gas according to the type of armed weapon mounted when the basic helicopter (civil or military transport helicopter) having limited performance is converted into the armed helicopter, When rockets, guns, etc. are mounted outside the fuselage, additional performance degradation may occur due to increased drag and, in some cases, steering problems due to aerodynamic interference with the wings of the external and armed support and the fuselage. Therefore, at the development of the armed helicopter through the modification as described above, it is possible to accurately select the performance degradation level and to select the modification target base helicopter that can meet the required performance of the military, and the range of the modification can be predicted.

그러면, 상기와 같은 종래 무장헬기의 개조방법은 도 1에 도시된 바와같이 장착되는 무장종류에 따른 기체 중량과 탑승인원정보 등을 토대로 개조대상 기본헬기를 선정하는 제1 단계(S1)와;The method for modifying the conventional armored helicopter as described above includes a first step (S1) of selecting a base helicopter to be modified based on the weight of the aircraft and the number of passengers according to the type of the mounted arm as shown in FIG. 1;

상기 제1 단계(S2)후에 개조대상 기본헬기를 요구된 무장종류와 탑승좌석 등의 정보를 근거로 개조절차 및 위치 등을 설계하는 제2 단계(S2)와;A second step S2 of designing an alteration procedure and a location based on the information of the arming type, the boarding seat, etc. required for the base chopper to be modified after the first step S2;

상기 제2 단계(S2)후에 설계된 개조도면에 의거 개조대상 기본헬기를 개조하여 무장헬기로 제작하고 시험하는 제3 단계(S3)를 포함하여 구성된다.And a third step (S3) of modifying the object base helicopter based on the modified drawing designed after the second step (S2) and fabricating and testing the object helicopter with the armed helicopter.

한편, 상기와 같은 종래 무장헬기의 개조방법을 좀 더 구체적으로 설명하면, 실제 소요를 제기한 구매자들이 요구하는 사양 예컨대, 임무성격에 따라 기총, 공대지미사일, 로켓 등과 같은 다양한 외부 무장종류에 따른 기체 중량과 탑승인원정보 등을 토대로 개조대상 기본헬기를 선정한다. 그리고 상기와 같이 개조대상 기본헬기가 선정되면 요구된 무장종류와 탑승좌석 등의 정보를 근거로 개조대상 기본헬기에 대해 개조절차 및 위치 등을 설계한다. 또한, 상기와 같이 개조절차 및 위치 등에 대한 개조도면이 완료되면, 그 설계된 개조도면에 의거 개조대상 기본헬기를 개조하여 무장헬기로 제작한 다음 그 성능을 시험하고 그 결과를 반영하여 최종 완성한다.The conventional method of modifying the conventional armored helicopter will be described in more detail with reference to various types of external weapons such as guns, air-to-ground missiles, rockets, and the like depending on the specifications required by the purchasers, Select the base chopper to be converted based on the weight and information on the passengers. When the base chopper to be modified is selected as described above, the modification procedure and position are designed for the base chopper to be modified based on the information of the required arming type and boarding seat. In addition, when the modification drawings for the modification procedure and the location are completed as described above, the basic helicopter to be modified is modified according to the designed modified drawings, and is made into an armed helicopter. Then, the performance of the modified helicopter is tested and the result is finally reflected.

그러나, 상기와 같은 종래 무장헬기의 개조방법은 무장헬기 개발시 그 개조대상헬기의 성능을 파악할 수 있는 구체적인 절차가 마련되어 있지않아 헬기구매자의 요구성능에 충족할 수 있는 무장헬기의 개발이 어려웠으며, 또한, 개조되는 무장헬기의 안정성이 확보되지 않은 상태에서 개조되기 때문에 개조된 무장헬기의 조종안정성도 상당히 저하된다는 문제점이 있었다.However, in the conventional method of modifying the armed helicopter, there is no specific procedure to grasp the performance of the modified helicopter when developing the armed helicopter. Therefore, it is difficult to develop an armed helicopter capable of meeting the performance requirements of the purchaser of the helicopter, In addition, since the modified armed helicopter is remodeled without being secured, the handling stability of the modified armed helicopter is significantly reduced.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기위해 발명된 것으로, 개조를 통한 무장헬기 개발시 그 개조대상헬기의 성능저하 수준을 정확히 파악하여 구매자의 요구성능에 충족할 수 있는 개조대상 기본헬기를 선정하고 개조범위도 정밀하게 예측할 수 있는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a remodeled helicopter capable of accurately grasping the degradation level of the helicopter to be remodeled, The object of the present invention is to provide a device for predicting the aerodynamic characteristics and performance of a light-duty helicopter according to an external weapon capable of selecting a helicopter and accurately estimating a range of modification.

본 발명의 또 다른 목적은 기본헬기 해석을 통해 외부 무장 및 무장지지대 후류와 동체와의 공력간섭으로 인한 조종성문제를 미리 예측하여 개조헬기에 최대한 반영하여 최적의 개조 무장헬기를 획득할 수 있는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치를 제공하는데 있다.It is a further object of the present invention to provide a method and apparatus for predicting a handling problem due to aerodynamic interference with a wake of an external arming and arming support and a fuselage through a base helicopter analysis, And to provide an apparatus for predicting aerodynamic characteristics and performance of a light-duty helicopter according to the present invention.

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 현재 사용중인 헬기의 추세 분석을 통해 동체 크기를 결정한 후 소요제기자의 요구도를 충족하면서 개조 무장헬기의 유해항력이 최소화 되도록 반복설계를 수행하여 형상을 최적화하는 헬기사이징 해석모듈과;In order to achieve the above object, according to the present invention, the size of the fuselage is determined through the trend analysis of the current helicopter, and the repeated design is performed so as to minimize the harmful drag of the modified armed helicopter while satisfying the requirement of the requester, A helicopter sizing interpretation module;

상기 개조 무장헬기의 기본 동체 항력을 설정된 방식으로 예측하고 받음각 변화에 따른 무장/비무장 형상의 항력특성을 비교하여 동체항력특성을 산출하는 공력특성예측모듈과;An aerodynamic characteristic prediction module for predicting the basic body drag of the modified armed helicopter in a predetermined manner and comparing the drag characteristics of the armed / unarmed shape according to the change in angle of attack;

상기 개조 무장헬기의 중량 및 항력면적 증감에 따른 주요 성능지수의 변화를 분석한 후 그 결과를 산출하는 성능분석모듈을 포함하는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치를 제공한다.There is provided an aerodynamic characteristic and performance prediction device for a light armored helicopter according to an external weapon including a performance analysis module for analyzing a change in a major performance index according to a change in weight and a drag strength area of the retrofitted armed helicopter.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 해석을 통해 소형 무장헬기의 외부무장 및 주요 외무 장착물 형상에 따른 공력특성과 주요 성능지수의 변화를 분석하고 예측하므로써, 개조를 통한 무장헬기 개발시 그 개조대상헬기의 성능저하 수준을 정확히 파악하여 구매자의 요구성능에 충족할 수 있는 개조대상 기본헬기를 선정하고 개조범위도 정밀하게 예측 할 수 있으므로 그에 따라 무장헬기의 개조효율을 극대화시키는 효과가 있다.According to the present invention, by analyzing and analyzing the aerodynamic characteristics and the change of the major performance index according to the external weapon of the small arming helicopter and the shape of the major external installation, when the armed helicopter is developed through the modification, , It is possible to precisely predict the range of the modified base chopper, which can meet the performance requirements of the buyer, thereby maximizing the remodeling efficiency of the armed helicopter.

상기와 같은 본 발명은 기본헬기 해석을 통해 외부 무장 및 무장지지대 후류와 동체와의 공력간섭으로 인한 조종성문제를 미리 예측하여 개조헬기에 최대한 반영하게 되므로 그에 따라 개조헬기의 조종안정성도 상당히 향상시키는 효과도 있다.The present invention as described above predicts the handling problem due to the aerodynamic interference with the wake of the external arming and arming support and the vehicle body through the basic helicopter analysis and reflects it to the modified helicopter as much as possible so that the steering stability of the modified helicopter is also significantly improved There is also.

도 1은 종래 무장헬기의 개조방법의 일례를 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치의 일례를 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명 장치에 따른 1/10 크기모델의 항력비교를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명 장치에 따른 전기체 항력예측방법을 설명하는 설명도.
도 5의 (a)는 본 발명장치에 따른 받음각 변화에 따른 무장/비무장 형상의 항력특성을 비교한 상태를 설명하는 설명도,
(b)는 본 발명장치에 따른 착륙장치 형상별 동체항력비교를 나타내는 그래프,
(c)는 본 발명장치에 따른 무장지지대 형상별 유동장특성을 나타내는 설명도,
(d)는 본 발명장치에 따른 무장조합을 나타내는 설명도.
도 6의 (a)는 본 발명장치에 따른 티렛건 장착시 주요 성능지수의 변화를 설명하는 설명도,
(b)는 본 발명장치에 따른 미사일형상에 따른 주요성능지수 변화를 설명하는 설명도,
(c)는 본 발명장치에 따른 무장지지대 형상의 주요 성능지수변화를 설명하는 설명도.1 is an explanatory view for explaining an example of a conventional method of modifying an armed helicopter;
2 is an explanatory view for explaining an aerodynamic characteristic and performance prediction apparatus of a light armored helicopter according to an external armament according to the present invention.
3 is a graph showing drag force comparisons of a one-tenth magnitude model according to the inventive device.
4 is an explanatory view for explaining an electric field drag force predicting method according to the present invention apparatus.
FIG. 5A is an explanatory view for explaining a comparison of the drag characteristics of the armed / unarmed shape according to the angle of attack angle according to the apparatus of the present invention. FIG.
(b) is a graph showing the comparison of the drag force of the landing gear according to the inventive device,
(c) are explanatory diagrams showing the flow field characteristics of the arming support shape according to the present invention apparatus,
(d) is an explanatory diagram showing an arming combination according to the inventive device.
6 (a) is an explanatory view for explaining a change in a main figure of merit when the chair according to the present invention is installed,
(b) is an explanatory view for explaining a change in major performance index according to the shape of a missile according to the present invention apparatus,
(c) is an explanatory view for explaining a change in a major figure of merit of the shape of the armed support according to the inventive device.

이하, 본 발명에 따른 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, a preferred embodiment of an aerodynamic characteristic and performance predicting device for a light armored helicopter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 본 발명에 따른 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. However, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the embodiments of the aerodynamic characteristics and performance prediction apparatus of the light-armed helicopter according to the present invention described herein. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The term " comprises " And / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements, steps, operations, and / or elements.

실시예 Example

도 2는 본 발명에 따른 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치의 일실시예를 개략적으로 설명하는 설명도이고, 도 3은 본 발명 장치에 따른 1/10 크기모델의 항력비교를 나타내는 그래프이며, 도 4는 본 발명 장치에 따른 전기체 항력예측방법을 설명하는 설명도이고, 도 5의 (a)는 본 발명장치에 따른 받음각 변화에 따른 무장/비무장 형상의 항력특성을 비교한 상태를 설명하는 설명도이며, (b)는 본 발명장치에 따른 착륙장치 형상별 동체항력비교를 나타내는 그래프이고, (c)는 본 발명장치에 따른 무장지지대 형상별 유동장특성을 나타내는 설명도이며, (d)는 본 발명장치에 따른 무장조합을 나타내는 설명도이고, 도 6의 (a)는 본 발명장치에 따른 티렛건 장착시 주요 성능지수의 변화를 설명하는 설명도이며, (b)는 본 발명장치에 따른 미사일형상에 따른 주요성능지수 변화를 설명하는 설명도이고, (c)는 본 발명장치에 따른 무장지지대 형상의 주요 성능지수변화를 설명하는 설명도이다.FIG. 2 is an explanatory view schematically illustrating an aerodynamic characteristic and performance prediction apparatus of a light-duty helicopter according to the present invention. FIG. 3 is a graph showing a comparison of drag forces FIG. 4A is an explanatory view for explaining an electric field strength predicting method according to the present invention apparatus, FIG. 5A is a graph comparing the drag characteristics of armed / unarmed shapes according to the angle of attack angle according to the apparatus of the present invention (B) is a graph showing a comparison of a drag force characteristic according to the landing gear configuration according to the present invention device, and (c) is an explanatory diagram showing a flow field characteristic according to the shape of the arming rod according to the present invention device FIG. 6A is an explanatory diagram for explaining a change in the main figure of merit when the chair according to the present invention is installed, FIG. According to the present invention apparatus (C) is an explanatory view for explaining a change in the major performance index of the shape of the arm support according to the apparatus of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치는, Referring to FIG. 2, an aerodynamic characteristic and performance prediction apparatus for a light armored helicopter according to an exemplary embodiment of the present invention includes:

현재 사용중인 헬기의 추세 분석을 통해 동체 크기를 결정한 후 소요제기자의 요구도를 충족하면서 개조 무장헬기(1)의 유해항력이 최소화 되도록 반복설계를 수행하여 형상을 최적화하는 헬기사이징 해석모듈(2)과;A helicopter sizing analysis module 2 for optimizing the shape by repeating the design so as to minimize the harmful drag of the modified armed helicopter 1 while determining the size of the body through the trend analysis of the helicopter currently in use, and;

상기 개조 무장헬기(1)의 기본 동체 항력을 설정된 방식으로 예측하고 받음각 변화에 따른 무장/비무장 형상의 항력특성을 비교하여 동체항력특성을 산출하는 공력특성예측모듈(3)과;An aerodynamic characteristic prediction module (3) for predicting a basic body drag force of the modified armed helicopter (1) in a predetermined manner and comparing the drag characteristics of armed / unarmed shapes according to a change in angle of attack to calculate a body drag characteristic;

상기 개조 무장헬기(1)의 중량 및 항력면적 증감에 따른 주요 성능지수의 변화를 분석한 후 그 결과를 산출하는 성능분석모듈(4)을 포함하여 구성된다.And a performance analysis module 4 for analyzing the change of the major performance index according to the weight and the drag strength area of the modified armed helicopter 1 and calculating the result.

그리고 상기 헬기사이징 해석모듈(2)은 헬기 사이징을 로터 및 동체 사이징으로 구분하고, 사이징을 위한 초기 헬기 중량을 소형무장헬기기에 대한 소요제기자 예컨대, 군의 요구도 및 주임무 형태를 반영하여 예컨대, 약 11,000 lbs로 설정하며, 블레이드의 반경, 깃수, 코드 길이, 회전 수 등은 유사급 헬기의 사이징 추세 및 주요 형상변수를 고려한 계산을 통해 개조 무장헬기(1)의 형상을 산출한다. 이때, 상기 헬기사이징 해석모듈(2)은 초기에 현재 사용중인 헬기의 추세 분석을 통해 동체 크기를 결정하고, 이후 소요제기자 예컨대, 군 요구도를 충족하면서 유해항력이 최소화 되도록 반복설계를 수행하여 형상을 최적화 한다. The helicopter sizing analysis module 2 divides the helicopter sizing into a rotor and a fuselage sizing. The initial helicopter weight for sizing is calculated in accordance with the requirements of the military, for example, About 11,000 lbs, and the radius, the number of spikes, the cord length, the number of revolutions, and the like of the blade are calculated by considering the sizing trend of the similar-sized helicopter and the main shape parameters. At this time, the helicopter sizing analysis module 2 initially determines the size of the fuselage through trend analysis of the helicopter currently in use, and then repeats the design so as to minimize the harmful drag while satisfying the requirement of the group, for example, .

여기서, 상기 헬기사이징 해석모듈(2)에 의해 설계된 개조무장헬기는 예컨대, 동체가 전장 13500mm, 전폭 2100mm, 전고 4700mm 이고, 표적획득 장치 및 적외선 탐지장치는 노즈 상부에, 터렛건(Turret gun)은 노즈 하부에 배치하여 설계할 수 있다. 또한, 상기와 같은 개조 무장헬기(1)는 카울 전방 및 동체 하부에 전향기와 전선절단기를 배치하고, 착륙장치는 중량을 고려해 스키드형으로 선정했으며, 착륙장치 전방부 각도는 전선 충돌시 전선이 전향되어 회피 될 수 있도록 설정하고, 항력감소를 위해 페어링을 적용한다. 그리고 상기 개조 무장헬기(1)는 흡입구를 반동압식으로 하여 항력증가를 최소화 하고, 엔진 배기구는 기체 상방향으로 배출되게 하여 뜨거운 배기가스가 배출과 동시에 주로터 하강풍에 의해 주위의 찬 공기와 신속히 혼합될 수 있도록 설계한다. 더 나아가, 상기 개조 무장헬기(1)는 테일로터를 초기사이징에서 Conventional형을 고려했으나 상쇄연구를 통해 소음저감, 안전성, 조종성 등이 우수한 Ducted Fan 형 방식을 채택하였다. 이에 더하여 상기 개조 무장헬기(1)는 팬테일의 구조 특성상 수평안정판의 설치 위치가 제한되는데, 상쇄연구를 통해 팬테일 전방부의 테이붐 측면부에 수평안정판을 장착하였으나, 이 위치는 구조적으로는 유리하지만 공력적으로는 헬기 무게중심으로부터의 거리가 짧아지기 때문에 불리하므로 이를 보완하기위해 수평안정판 끝단을 윙렛으로 설계하여 조종면 성능을 보완한다.In the modified helicopter designed by the helicopter sizing analysis module 2, for example, the moving body has a total length of 13500 mm, a total width of 2100 mm, and a total height of 4700 mm. The target acquiring device and the infrared ray detecting device are arranged at the upper part of the nose, It can be designed at the bottom of the nose. In the modified armored helicopter 1, a deflector and a wire cutter are disposed in front of the cowl and the lower portion of the cowl, and the landing gear is selected as a skid type in consideration of the weight. The frontal angle of the landing gear, Set to be avoided, and apply pairing to reduce drag. In addition, the modified armed helicopter 1 minimizes the increase of the drag by making the intake port half-pressurized, and exhausts the engine exhaust in the upward direction so that hot exhaust gas is discharged rapidly It is designed to be mixed. Furthermore, although the modified armored helicopter (1) considered the conventional type in the initial sizing of the tail rotor, it adopted the ducted fan type method excellent in noise reduction, safety, and maneuverability through the offset study. In addition, in the modified armed helicopter 1, the installation position of the horizontal stabilizer is limited due to the structural characteristics of the fan tail. Although the horizontal stabilizer is mounted on the side portion of the tee boom in the front portion of the fan tail through the offset study, In order to compensate for the short distance from the center of gravity of the helicopter aerodynamically, it is disadvantageous to compensate the performance of the control surface by designing the end of the horizontal stabilizer as a winglet.

한편, 상기 공력특성예측모듈(3)은 동체 항력예측 방법으로, 비정렬 격자 기반의 상용프로그램인 SC/Tetra을 사용하는 CFD 소프트웨어를 기본 동체 항력 예측에 활용한다. 이때, 상기와 같은 CFD 툴의 성능은 KUH(C4222A) 풍동시험결과를 이용해 검증하였고, 도 3에 도시된 바와같이 예컨대, -20<AoA<20 구간에서 CFD 해석값과 풍동시험(WT) 값이 거의 정확히 일치하는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 상기와 같은 항력 검증결과를 참조로 무장헬기 해석영역의 격자는 예컨대, 약 6백만 개로 구성했으며 벽면의 y+값은 10 이하가 되도록 격자를 밀집시켰다. 그리고, 상기 공력특성예측모듈(3)은 풍동모델(1/10)을 사용해 실기체(1/1)의 동체항력을 예측할 때 모델의 크기, 정밀도, 시험환경 제약 등으로 인해 발생하는 오차에 대한 보정이 필요한데, 본 발명장치(5)에서는 그러한 보정을 위해 도 4에 도시된 바와같은 전기체 항력 예측방법을 적용한다. 여기서, 상기 공력특성예측모듈(3)은 기본 동체 항력으로 주로터 및 꼬리로터를 제외한 매끈한 동체의 항력으로 1/10 크기 형상에 대해 CFD 해석을 수행하여 예측하고, 주로터 및 꼬리로터 허브 항력은 유사급 헬기의 값을 적용한다. 여기서, 상기와 공력특성예측에는 풍동 시험환경 보정항력을 사용하는데, 이러한 풍동시험에서는 비용, 모형의 강성, 시험부 크기 등이 제한되므로 레이놀즈 상사조건을 맞추기가 어렵기 때문에 풍동시험에서 산출한 항력과 실제 비행시험을 통해 역 산출한 동체 항력값을 비교해보면 차이가 발생할 수 있고, 풍동시험과 실제 비행시험의 레이놀즈 수 차이가 항력오차의 일정 부분을 차지하고 있으며, 풍동모델에서 레이놀즈수의 효과가 큰 부분은 로터허브 부분으로 알려져 있다. 따라서, 상기 공력특성예측모듈(3)은 상기와 같은 점을 고려한 무장헬기의 항력예측에서 KUH(한국형 기동헬기) 개발당시 수행한 풍동시험 및 비행시험 분석을 통해 산출한 보정값을 참조하여 설정한다. 또한, 상기 공력특성예측모듈(3)은 동체 항력예측 방법으로 표면거칠기 보정항력을 고려한다. 일반적으로 풍동모델은 실제기체와 동일하게 기체표면을 모사하지 않고 간략화 하여 제작한다. 즉, 기체표면의 리벳머리, 판의 이음부분, 벌어진 틈 등을 생략한다. 그러므로 풍동모델의 항력은 실제기체에 비해 낮을 수밖에 없다. 따라서, 상기 공력특성예측모듈(3)은 모델 간략화에 의한 항력보정은 로터허브 항력을 뺀 기본동체 항력의 약 15%를 적용한다. 더 나아가 상기 공력특성예측모듈(3)은 동체 항력예측 방법으로 엔진 보정항력을 사용한다. 이때, 상기 엔진 보정항력은 전진비행시 공기가 엔진흡입구를 통해 들어가고 배기구를 통해 배출됨에 따라 공기의 운동량 차이가 발생하게 되는데, 이때 발생하는 항력이 램항력(ram drag)이고, 이러한 램항력은 유사급 헬기 엔진의 공기유입량을 기본으로 모멘텀 이론을 통해 추정했다. 또한, 상기 공력특성예측모듈(3)은 동체 항력예측 방법으로 외부 장착물 보정항력을 사용하는데, 이러한 외부 장착물 항력은 임무 수행을 위해 외부에 장착하는 장비의 총 항력으로 KUH 시험값을 사용한다(와이어 절단장치, 각종 안테나류, FLIR, 제빙장치 등 비교적 큰 장비들만 고려함). On the other hand, the aerodynamic characteristic prediction module 3 utilizes CFD software using SC / Tetra, which is a commercial program based on an unstructured grid, as a method of predicting a body drag force, for basic body drag prediction. The performance of the CFD tool was verified using the results of the KWH (C4222A) wind tunnel test. As shown in FIG. 3, when the CFD analysis value and the wind tunnel test (WT) value were measured at -20 <AoA < It can be confirmed that they are almost exactly the same. Here, referring to the above-described drag force verification result, the grid of the armed helicopter analysis area is composed of, for example, about 6 million, and the grid is densified so that the y + value of the wall surface is 10 or less. Then, the aerodynamic characteristic prediction module 3 uses the wind tunnel model (1/10) to estimate the body drag of the actual body (1/1) In the present invention device 5, the electric field strength prediction method as shown in FIG. 4 is applied for such correction. Here, the aerodynamic characteristic prediction module 3 estimates and predicts a CFD analysis for a 1/10 size shape with a drag force of a smooth body excluding a main rotor and a tail rotor as a basic airframe drag, Apply the value of similar helicopter. Here, the wind tunnel test environment correction drag force is used for predicting the aerodynamic characteristics, and in this wind tunnel test, since the cost, the stiffness of the model, and the size of the test section are limited, it is difficult to match the Reynolds superposition condition. The difference in Reynolds number between the wind tunnel test and the actual flight test constitutes a part of the drag error, and the effect of the Reynolds number is large in the wind tunnel model Is known as the rotor hub. Therefore, the aerodynamic characteristic prediction module 3 sets the aerodynamic characteristic prediction module 3 with reference to the correction value calculated through the wind tunnel test and the flight test analysis performed at the time of development of the KUH (Korean type helicopter) in the drag prediction of the armed helicopter considering the above points . In addition, the aerodynamic characteristic prediction module 3 considers the surface roughness correction drag as a method of predicting the body drag. Generally, a wind tunnel model is produced by simulating a gas surface in the same manner as a real gas, without simulating the surface of the gas. That is, the rivet head on the surface of the gas, the joining portion of the plate, and the open gap are omitted. Therefore, the drag force of a wind tunnel model is inevitably lower than that of an actual gas. Therefore, the aerodynamic characteristic prediction module 3 applies about 15% of the basic body drag by subtracting the rotor hub drag from the drag correction by model simplification. Further, the aerodynamic characteristic prediction module 3 uses the engine correction drag force as a method of predicting the body drag force. At this time, the engine correction drag force causes a difference in momentum of air as the air enters through the engine intake port and is discharged through the exhaust port during the forward flight. The drag force generated at this time is a ram drag, We estimated the air inflow of the helicopter engine based on momentum theory. In addition, the aerodynamic characteristic prediction module 3 uses an external fixture drag force as a method for predicting a drag force. The external fixture drag force uses a KUH test value as a total drag force of an external device for performing a mission (Considering only relatively large equipment such as wire cutting equipment, various antenna types, FLIR, and deicing equipment).

한편, 상기 공력특성예측모듈(3)은 동체 항력특성을 고려하여 예측하게되는데, 이러한 동체 항력특성에는 전기체 항력특성, 착륙장치 항력특성, 무장지지대 형상별 항력특성 및 무장조합에 따른 항력특성을 고려하여 공력특성을 예측하게된다.Meanwhile, the aerodynamic characteristic prediction module 3 predicts by taking into account the characteristics of the body drag. The characteristics of the body drag include electric drag drag force, landing gear drag force characteristic, drag force characteristic according to the arm support shape, To predict the aerodynamic characteristics.

이때, 상기 전기체 항력특성에는 도 5의 (a)에 도시된 바와같이 무장형이 S형 무장지지대에 공대지 미사일 2발씩을 동체 좌우에 장착한 형상을 설정하였고, 받음각 0ㅀ에서 무장장착시 약 0.4m2 항력면적이 증가했으며 받음각 증가에 따라 항력차는 더욱 증가하는 추세임을 예측할 수 있으며, 고 받음각에서의 무장형의 항력증가는 무장자체보다 S형 무장지지대 형상에 의한 영향이 크다는 점을 예측할 수 있다. In this case, as shown in FIG. 5 (a), a configuration in which two air-to-ground missiles are mounted on the right and left sides of the fuselage in an armed type S-type armed support, It is predicted that the drag force increases with 0.4 m 2 drag area increase and the increase of the angle of attack, and that the increase of the drag force at the high angle of attack is more influenced by the shape of the S type arm support than the arm itself have.

또한, 상기 착륙장치 항력특성에는 도 5의 (b)에 도시된 바와같이 대표적 착륙장치 형태인 SKID형과 휠형의 항력특성을 비교한다. 이때, 상기 비교에서 고정식 휠과 SKID형의 항력크기는 거의 유사하고, 이 두 형상이 다른 형상들에 비해 큰 항력을 나타내며, 상기 SKID는 페어링을 장착할 경우 0.29m2 정도 항력면적이 감소하는 것으로 나타난다. 이것은 SKID 자체 항력을 약 50% 정도 감소시킨 수준이다. 또한 상기 착륙장치는 접이식 휠 장착 시 가장 낮은 항력을 나타내는데 휠의 수납공간설계 최적화를 통해 추가적인 항력감소 효과를 얻을 수 있음을 예측할 수 있다. 상기 착륙장치별 항력그래프의 기울기는 유사하며 착륙장치 종류에 따라 평행 이동한 형태이며, 최소항력은 대략 0ㅀ<AOA<5ㅀ 구간에서 나타난다.
As shown in FIG. 5 (b), the drag force characteristics of the landing gear system are compared with the drag characteristics of a typical landing gear type SKID type and a wheel type. At this time, in the above comparison, the drag magnitudes of the fixed wheel and the SKID type are almost similar, and the two shapes exhibit a larger drag force than the other shapes, and the SKID decreases the drag area by 0.29 m 2 when the pairing is mounted appear. This is about 50% reduction of SKID self-drag. In addition, the landing gear shows the lowest drag when the folding wheel is mounted, and it can be predicted that the additional drag reduction effect can be obtained by optimizing the design of the storage space of the wheel. The slope of the drag graph for each landing gear is similar and is in parallel with the type of landing gear, and the minimum drag appears at approximately 0 ㅀ <AOA <5 ㅀ.

한편, 상기 무장지지대 형상별 항력특성에는 헬기에 장착하는 무장지지대가 동체 구조특성 및 항공기 임무에 따라 다양한 종류가 개발되어 사용되고 있다. 따라서, 본발명 장치에 따른 공력특성예측모듈(3)에서는 대표적 형상인 Wing형, S형, Suspension형 무장지지대를 대상으로 설정한다. 이때, 상기 무장지지대 형상별 상대비교가 목적이므로 해석에서 주로터 유동은 고려하지 않았고, 무장지지대 Wing형은 구조적 측면에서는 불리하지만 공력적 측면에서는 유리한 형상이기때문에 전진비행시 Wing 자체에서 발생하는 항력도 작고 양력증가 요소로 작용하기 때문이다. 그리고 상기 Wing에 의한 양력증가는 주로터 동력을 절감하여 헬기 최고속도 향상에 도움이 되며, 상기 Wing 단면의 압력계수(Cp) 분포를 보면 Wing 상하부에서 압력차가 크게 형성되는 것을 볼 수 있음이 예측된다. 그러나 상기 Wing형 무장지지대는 수직상승 상태에서 큰 항력을 유발하므로 헬기의 수직상승성능을 감소시킬 수 있다. 반면에 상기 무장지지대 S형은 구조적 측면에서는 유리하지만 공력측면에서는 불리한데, 이러한 무장지지대 S형은 전면 단면적이 커서 전진비행시 항력증가가 크며 동체가 양의 받음각 자세일 때는 동체와의 접합부에서 소용돌이 유동이 발생하여 동체와 공력간섭을 일으킬 수 있음이 예측된다. 더 나아가, 상기 무장지지대 Suspension형은 구조물 단면이 대부분 원형으로 구성되어 있는데, 이러한 원형단면은 전진비행시 원형단면의 전후 압력차가가 커 큰 항력을 발생시킨다. 이러한 Suspension형은 일반적으로 원통형 봉이 같은 두께의 유선형 단면보다 대략 20배가 넘는 항력을 발생시키는 것으로 알려져 있기 때문에 Suspension형 지지대 설계시에는 항력감소를 위해 원형단면형상은 지양할 필요가 있음이 예측된다.On the other hand, various kinds of armed support members mounted on the helicopter are developed and used according to the structure characteristics of the fuselage and the mission of the aircraft. Therefore, in the aerodynamic characteristic prediction module 3 according to the present invention apparatus, the representative shapes Wing type, S type, Suspension type arming support are set as targets. In this case, since the purpose of the relative comparison of the arm support is to compare, the main flow is not considered in the analysis, and the armed support Wing type is disadvantageous in terms of structure but it is advantageous from the aerodynamic aspect, Because it acts as a small, incremental lift factor. It is predicted that the increase in lift by the Wing helps to improve the maximum speed of the helicopter by reducing the main power of the helicopter, and that the pressure difference (Cp) distribution of the Wing section shows a large pressure difference at the upper and lower parts of Wing . However, since the Wing-type arming support causes a large drag in the vertical rising state, the vertical rising performance of the helicopter can be reduced. On the other hand, the above-mentioned armed support S type is advantageous in terms of structure but disadvantageous in terms of aerodynamic force. Such an armed support S type has a large frontal cross-sectional area and a large increase in drag during forward flight. When the fuselage is in a positive angle of attack, It is predicted that flow will occur and cause aerodynamic interference with the fuselage. Further, the suspension support structure of the arm support suspension type has a substantially circular cross-section, and the circular cross-section generates a large drag when the forward-backward pressure difference of the circular cross section is large during forward flight. This suspension type is generally known to generate a drag force more than 20 times higher than the streamlined section of the same thickness. Therefore, it is expected that the circular section shape should be avoided in reducing the drag when designing the suspension type support.

이에 더하여 상기 무장조합에 따른 항력특성은 터렛건, 미사일, 70mm 로켓, Pod건 등 다양한 무장옵션에 대한 항력 영향을 분석한다. 여기서, 상기 무장조합에 따른 항력특성은, 도 6의 (d)에 도시된 바와같이 Base가 무장지지대(S형)만 부착한 비무장 형상이며, A형은 터렛건과 유도미사일 4발을 장착한 경우이며, B형 과 C형은 각각 터렛건과 70mm 로켓탄 14발, 28발을 장착한 형상이고, D형은 터렛건 없이 70mm 로켓탄 14발과 pod건을 장착한 형상인데, 상기 공력특성예측모듈(3)은 상기와 같은 각 무장 조합별 항력 분석하고 그 결과를 산출한다. 예컨대, 상기 전기체 항력은 무장조합에 따라 Base형 대비 17%∼26% 증가하며, 70mm 로켓탄 28발을 장착한 형상의 항력이 가장 크다. In addition, the drag characteristics according to the armed combination analyze drag influence on various weapon options such as turret gun, missile, 70mm rocket, Pod gun. 6 (d), the base has an unarmed shape with only an arm support (S-type), and the A-type has a turret gun and four guided missiles And type B and type C are equipped with turret gun, 14mm and 70mm rocket, respectively, and 28mm, respectively. Type D is equipped with 14mm 70mm rocket and pod gun without turret gun, (3) analyzes the drag force for each armed combination as described above, and calculates the result. For example, the electric field drag force increases by 17% to 26% with respect to the base type according to the combination of armed forces, and the drag force having the shape of 28 strokes of 70 mm rocket is the largest.

한편, 상기 성능분석모듈(4)에서는 항공기 중량 및 항력면적 증감에 따른 주요 성능지수의 변화를 분석한후 그 결과를 산출한다. 예컨대, 상기 성능분석모듈(4)에서는 항공기 중량이 100 lbs 증가함에 따라 제자리비행성능(HOGE)이 약 1,000 ft가 감소하며, 수직상승률(VROC)은 100 fpm 감소하는 것으로 예측해 볼 수 있다. 또한 상기 성능분석모듈(4)은 항력면적 1 ft2 증가 시에 수직관련 성능에는 차이가 없으나 최대순항속도(Vmax)의 경우 약 1.7kts 감소하는 것으로 예측한다. 그리고 상기 성능분석모듈(4)은 중량 증감을 제자리 비행 및 수직상승 성능에 민감하게 영향을 미침을 확인한다. 상기 무장지지대와 4기의 공대지미사일 및 20mm 터렛건을 장착할 경우 CFD해석으로 예측한 항력면적 증가량은 약 0.43m2이었다. 그러므로 상기와 같은 본 발명에 의해 사용된 무장헬기의 최대순항속도는 약 8kts정도 감소할 것으로 예상된다. 이에 더하여, 상기 성능분석모듈(4)에 의해 예측되는 주요 무장장착에 따른 성능지수의 변화를 살펴보면, 도 6의 (a)에 도시된 바와같이 터렛건 장착시 기총 자체 중량뿐 아니라 장착을 위해 기체 구조보강이 필요하므로 추가적인 중량증가 요소가 발생하고 기체 전면에 장착되어 항력증가도 상당하다는 점을 확인하였고 이에 따라 터렛건은 제자리비행성능 및 수직상승률에 상당한 영향을 미침을 확인하여 그 결과데이터를 산출한다. 또한, 상기 성능분석모듈(4)에 의해 예측되는 공대지 미사일 4발 또는 70mm 로켓탄 14발을 장착한 경우의 성능비교 결과를 도 6의 (b)에 도시된 바와같이 살펴보면, 70mm 로켓 장착시 중량감소(약 146 lbs)로 인해 HOGE, VROC 성능이 상승하지만 그 양은 크지 않음을 예측할 수 있다. 그리고 상기 상기 성능분석모듈(4)에 의해 예측되는 무장지지대 형상별 성능지수 분석 결과는 도 6의 (c)에 도시된 바와같이 Wing 형이 전체적으로 기본형(S형) 보다 약간 우수한 반면, 서스펜션 형은 기본형(S형)에 비해 항력이 커서 약 4kts 정도 최대순항속도 감소가 나타나며, 다른 성능지수는 기본형에 비해 유사하거나 약간 우수한 수준임을 예측해 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치(5)의 해석을 통해 소형 무장헬기의 외부무장 및 주요 외무 장착물 형상에 따른 공력특성과 주요 성능지수의 변화를 상기 과정과 같이 효과적으로 분석하였고, 예컨대, 일부 기본 개조헬기의 모델을 이용하여 분석한 결과, 첫째 무장장착시 항력면적 증가량은 약 0.43m2이며 이로 인해 헬기의 최대순항속도는 약 8kts정도 감소할 것으로 예상하였고, 둘째로 노즈부 장착 터렛건은 중량 및 항력면적 증가량이 커서 제자리비행성능 및 수직상승률 성능을 상당량 감소시키는 점을 확인하였으며, 셋째로 전진비행시 무장지지대 항력은 Suspension 형이 가장 커서 최대순항속도는 감소하지만 수직성능은 우수하다는 점을 예측하였다.Meanwhile, the performance analysis module 4 analyzes the change in the main performance index according to the increase or decrease in the aircraft weight and the drag strength area, and then calculates the result. For example, in the performance analysis module 4, it is predicted that the in-flight performance (HOGE) decreases by about 1,000 ft and the vertical rate of increase (VROC) decreases by 100 fpm as the aircraft weight increases by 100 lbs. Also, the performance analysis module 4 predicts that the vertical related performance is not different when the drag area is increased by 1 ft 2 , but decreases by about 1.7 kt in the case of the maximum cruise speed (Vmax). And the performance analysis module 4 confirms that the weight increase sensitively affects the in-situ flight and vertical uplift performance. When the armed support, four air-to-surface missiles and a 20-mm turret gun were installed, the predicted drag area increase by CFD analysis was about 0.43 m 2 . Therefore, the maximum cruising speed of the armed helicopter used by the present invention as described above is expected to be reduced by about 8 kts. In addition, as shown in FIG. 6 (a), when the turret gun is installed, the performance index of the main armament is predicted by the performance analysis module 4, It is confirmed that additional weight increase factor occurs due to structural reinforcement and it is mounted on the front face of the aircraft to increase the drag force. Therefore, it is confirmed that the turret gun has a considerable effect on the in-flight performance and vertical increase rate, do. 6 (b), when the performance analysis module 4 estimates the performance of four air-to-surface missiles or 14 rockets of 70 mm, (About 146 lbs), the HOGE and VROC performances can be predicted to increase but not to be large. As shown in FIG. 6 (c), the Wing type is slightly superior to the basic type (S type) as a whole, while the performance index analysis results of the armed support structures predicted by the performance analysis module (4) It can be predicted that the maximum cruising speed reduction is about 4kts because the drag is bigger than the basic type (S type), and the other figure of merit is similar or slightly better than the basic type. Therefore, through the analysis of the aerodynamic characteristics and performance prediction device 5 of the light-duty helicopter according to the present invention, the aerodynamic characteristics and the change of the main performance index according to the external arming and the shape of the major external installation of the small- As a result of analyzing using the model of some basic retrofit helicopters, for example, the increase in the drag area is about 0.43 m 2 in the first armed installation, and the maximum cruise speed of the helicopter is expected to be reduced by about 8 kts. It was confirmed that the turret gun equipped with the LoNoZ part greatly increased the weight and the area of increase of the drag area, thereby significantly reducing the in-flight performance and the vertical rate of rise. Third, in the forward flight, the maximum support cruise speed The vertical performance was predicted to be excellent.

1 : 개조 무장헬기 2 : 헬기사이징 해석모듈
3 : 공력특성예측모듈 4 : 성능분석모듈
5 : 공력특성 및 성능예측장치1: modified armed helicopter 2: helicopter sizing interpretation module
3: aerodynamic characteristic prediction module 4: performance analysis module
5: Aerodynamic characteristics and performance prediction device

Claims (8)

현재 사용중인 헬기의 추세 분석을 통해 동체 크기를 결정한 후 소요제기자의 요구도를 충족하면서 개조 무장헬기의 유해항력이 최소화 되도록 반복설계를 수행하여 형상을 최적화하는 헬기사이징 해석모듈과;
상기 개조 무장헬기의 기본 동체 항력을 설정된 방식으로 예측하고 받음각 변화에 따른 무장/비무장 형상의 항력특성을 비교하여 동체항력특성을 산출하는 공력특성예측모듈과;
상기 개조 무장헬기의 중량 및 항력면적 증감에 따른 주요 성능지수의 변화를 분석한 후 그 결과를 산출하는 성능분석모듈을 포함하여 구성하되;
상기 헬기사이징 해석모듈에 의해 설계된 개조무장헬기는 상쇄연구를 통해 팬테일 전방부의 테이붐 측면부에 수평안정판을 장착하되, 상기 수평안정판 끝단을 윙렛으로 설계하고,
상기 공력특성예측모듈은 동체 항력예측 방식으로 비정렬 격자 기반의 SC/Tetra을 사용하는 CFD 소프트웨어를 기본 동체 항력 예측에 활용하며,
상기 헬기사이징 해석모듈은 헬기 사이징을 로터 및 동체 사이징으로 구분하고, 헬기 사이징을 위한 초기 헬기 중량을 소형 무장헬기기에 대한 소요 제기자의 요구도 및 주임무 형태를 반영하여 설정하며, 블레이드의 반경, 깃수, 코드 길이, 회전 수를 유사급 헬기의 사이징 추세 및 주요 형상변수를 고려한 계산을 통해 개조 무장헬기의 형상을 산출하고,
상기 공력특성예측모듈은 주로터 및 꼬리로터를 제외한 동체의 항력으로 1/10 크기 형상에 대해 CFD 해석을 수행하여 예측하는 반면, 주로터 및 꼬리로터 허브 항력에 대해서는 유사급 헬기의 값을 적용하므로써, 풍동모델을 사용하여 실기체의 동체항력을 예측할 경우 모델의 크기, 정밀도, 시험환경 제약으로 인해 발생하는 오차에 대한 보정을 실행하는 것을 특징으로 하는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치.A helicopter sizing analysis module for determining a size of a fuselage through analysis of trends of current helicopters and then optimizing the shape by repeatedly designing the harmful drag forces of the modified armed helicopter to be minimized while satisfying the needs of the requester;
An aerodynamic characteristic prediction module for predicting the basic body drag of the modified armed helicopter in a predetermined manner and comparing the drag characteristics of the armed / unarmed shape according to the change in angle of attack;
And a performance analysis module for analyzing the change of the main performance index according to the weight and the drag strength area of the modified armed helicopter, and calculating the result of the analysis.
The modified armored helicopter designed by the helicopter sizing analysis module is designed such that a horizontally stabilizing plate is mounted on a side portion of a tee boom of a fan tail front portion through an offset study,
The aerodynamic characteristic prediction module utilizes CFD software using SC / Tetra based on an unstructured grid as a body drag prediction method for basic body drag prediction,
The helicopter sizing analysis module divides the helicopter sizing into a rotor and a fuselage sizing, sets the initial helicopter weight for the helicopter sizing to reflect the requirements of the manufacturer and the type of work required for the small armed helicopter, , The length of the cord, and the number of revolutions are calculated by considering the sizing trend of the similar-class helicopter and the main shape parameters,
The aerodynamic characteristics predicting module predicts CFD analysis for a 1/10 size shape by drag force of the body excluding the main and tail rotors, while applying the value of the similar class helicopter to the main and tail rotor hub drag , And a wind tunnel model is used to correct the error caused by the size, accuracy, and test environment constraints of the model when predicting the body drag of the actual airframe, the aerodynamic characteristics and performance Prediction device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 공력특성예측모듈에는 기본 동체 항력, 풍동시험환경 보정항력, 표면거칠기 보정항력, 엔진보정항력 및 외부 장착물 보정항력을 전 기체 항력예측요소로 활용하는 것을 특징으로 하는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치.The method according to claim 1,
Wherein the aerodynamic characteristic prediction module uses a basic body drag force, a wind tunnel test environment correction drag force, a surface roughness correction drag force, an engine correction drag force, and an externally mounted component correction drag force as an electric field drag prediction component, Aerodynamic Characteristics and Performance Prediction Apparatus. 제1항에 있어서,
상기 공력특성예측모듈에는 전기체 항력특성, 착륙장치 항력특성, 무장지지대 형상별 항력특성 및 무장조합에 따른 항력특성을 동체 항력특성의 요소로 활용하는 것을 특징으로 하는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치.The method according to claim 1,
Wherein the aerodynamic characteristic prediction module utilizes an electric field drag force characteristic, a landing gear drag characteristic, a drag force characteristic according to a shape of an arm support, and a drag characteristic according to an arming combination as factors of a body drag characteristic, Aerodynamic characteristics and performance prediction device. 제1항에 있어서,
상기 성능분석모듈에는 터렛건 장착시 기총 자체 중량뿐 아니라 장착을 위해 기체 구조보강이 필요하기 때문에 중량 증감이 제자리 비행 및 수직상승 성능에 상당한 영향을 미치는 요소임과 기체 전면에 장착되어 항력증가도 상당하다는 점을 확인한 후 그 결과 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 외부 무장에 따른 경무장 헬기의 공력특성 및 성능예측장치.The method according to claim 1,
Since the performance analysis module requires the reinforcement of the airframe structure for mounting the turret gun as well as the self weight of the turret when mounting the turret gun, the weight increase is a factor that significantly affects the in-situ flying and vertical raising performance. And then the resultant data is calculated. The aerodynamic characteristic and performance prediction apparatus of the light armament helicopter according to the external armament.
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