KR102317964B1 - Experimental educational system and analysis methods, using a simple wind tunnel, glider, webcam and computer - Google Patents

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KR102317964B1 KR1020200004169A KR20200004169A KR102317964B1 KR 102317964 B1 KR102317964 B1 KR 102317964B1 KR 1020200004169 A KR1020200004169 A KR 1020200004169A KR 20200004169 A KR20200004169 A KR 20200004169A KR 102317964 B1 KR102317964 B1 KR 102317964B1
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Abstract

글라이더, 간이 풍동, 웹캠, 컴퓨터를 이용한 비행체 안정성 교육용 실험 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 안정성 분석 시스템은 바람을 발생시키는 풍동 장치; 상기 풍동 장치와 연결 수단에 의해 연결되고, 상기 풍동 장치에 의해 발생된 바람에 의하여 모션이 변화하는 비행체; 상기 비행체의 피치 모션(pitch motion)을 분석하기 위한 영상을 촬영하는 제1 촬영 수단; 상기 비행체의 롤 모션(roll motion)과 요 모션(yaw motion)을 분석하기 위한 영상을 촬영하는 제2 촬영 수단; 및 상기 제1 촬영 수단과 상기 제2 촬영 수단에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하고, 상기 비행체에 대하여 분석된 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화에 기초하여 상기 비행체의 안정성을 분석하는 제어 수단을 포함하며, 상기 비행체는 상기 비행체의 병진 운동을 제한하면서 회전 운동 성분만 남겨놓기 위하여, 상기 연결 수단을 통해 상기 비행체의 머리 부분과 상기 풍동 장치가 연결된다.Disclosed are a glider, a simple wind tunnel, a webcam, and an experimental system for educating aircraft stability using a computer and a method therefor. Aircraft stability analysis system according to an embodiment of the present invention is a wind tunnel device for generating wind; an aircraft connected to the wind tunnel device by a connecting means and whose motion is changed by the wind generated by the wind tunnel device; a first photographing means for photographing an image for analyzing a pitch motion of the aircraft; a second photographing means for photographing an image for analyzing a roll motion and a yaw motion of the aircraft; And by analyzing the image taken by the first shooting means and the second shooting means to analyze the change in pitch motion, roll motion and yaw motion with respect to the vehicle, the analyzed pitch motion, roll motion with respect to the vehicle And control means for analyzing the stability of the vehicle based on the change in the yaw motion, wherein the vehicle is the head of the vehicle through the connecting means to limit the translational motion of the vehicle and leave only the rotational motion component The part and the wind tunnel device are connected.

Description

글라이더, 간이 풍동, 웹캠, 컴퓨터를 이용한 비행체 안정성 교육용 실험 시스템 및 그 방법 {Experimental educational system and analysis methods, using a simple wind tunnel, glider, webcam and computer}Experimental educational system and analysis methods, using a simple wind tunnel, glider, webcam and computer}

본 발명은 글라이더, 간이 풍동, 웹캠, 컴퓨터를 이용한 비행체 안정성 교육용 실험 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단순한 구조의 간이 풍동 장치와 촬영 수단을 이용하여 비행체의 피치 축, 롤 축과 요 축에 대한 안정성을 용이하게 분석할 수 있는 비행체 안정성 분석 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an experimental technique for teaching aircraft stability using a glider, a simple wind tunnel, a webcam, and a computer. It relates to an aircraft stability analysis system and method for easily analyzing stability.

모형 글라이더나 비행기를 제작하는 활동은 영재 교육 분야와 자유 탐구 분야에서 자주 다루어지는 주제이며, 고등학교 교육과정에도 기초적인 원리가 다루어지는 주제이다. 글라이더를 제작할 때는 안정성을 고려하여 설계하는 것이 바람직하지만, 글라이더를 어떻게 설계해야 안정성을 갖는지를 중고등학교 교육과정 수준에서 학생들에게 이해시키는 것은 쉽지 않다. 글라이더가 안정성을 갖는다는 것은 평형 위치에서 비행중인 글라이더에 피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw) 축에 대한 회전 변화에 대해 원래의 평형상태로 돌아오려는 성질을 갖는다는 것인데, 변화에 대한 복원력을 직접 확인시켜줄 수 있는 활동이나 자료는 찾아보기 어렵다. The activity of making model gliders or airplanes is a topic that is frequently dealt with in the field of gifted education and free exploration, and the basic principles are also covered in the high school curriculum. It is desirable to design a glider considering stability, but it is not easy for students to understand how to design a glider to have stability at the level of the secondary school curriculum. Stability of a glider is that it has the property of returning to its original equilibrium state in response to changes in rotation about the pitch, roll, and yaw axes of the glider in flight from its equilibrium position. It is difficult to find activities or data that can directly confirm the resilience of

영재 학생들에게 비행기의 안정성에 대해 교육할 수 있는 교육 자료를 제작하기 위하여 비행기의 안정성을 보여줄 수 있는 기존 기술들은 주로 안정성이 깨진 경우 글라이더가 어떻게 활공하는지를 보여주는 안정성과 관련된 개념들에 대한 것이거나 이론적인 개념을 교육하는 방향으로 제시되는 것이 대부분이다. 현재 제시되고 있는 방법들로도 글라이더의 안정성을 설명할 수 있지만, 글라이더의 세 축에 대한 변화를 주었을 때 평형상태로 돌아오는 것을 직접 실험적으로 보여줄 수 있다면 학생들이 안정성의 개념을 보다 쉽고 직접적으로 이해하는데 도움이 될 수 있을 것이다. 또한, 글라이더나 비행체를 통제되지 않은 환경에서 단순히 날리는 것 보다는 통제된 환경에서 실험을 보여주는 것이 안정성을 더 체계적으로 교육하는데 적합할 것이다. 통제된 환경의 작은 공간에서 비행 상태를 연구하고 확인하는 방법으로는 풍동 실험이 이상적이다. In order to produce educational materials that can educate gifted students about the stability of an airplane, the existing technologies that can show the stability of an airplane are mainly about stability-related concepts showing how a glider glides when stability is broken or theoretical Most of them are presented in the direction of educating the concept. Although the currently proposed methods can explain the stability of the glider, it will help students to understand the concept of stability more easily and directly if it is possible to directly experimentally show that the glider returns to the equilibrium state when the three axes of the glider are changed. this could be In addition, rather than simply flying a glider or vehicle in an uncontrolled environment, showing experiments in a controlled environment would be appropriate to more systematically educate safety. A wind tunnel experiment is an ideal way to study and verify flight conditions in a small space in a controlled environment.

하지만 실제 대학 및 산업 현장에서 사용되는 풍동 실험 장치는 중고등학교 현장에서 사용하기에는 부피를 많이 차지하고 가격이 비싸서 활용성이 떨어지고, 많은 학교에서 사용하기에는 현실적으로 어렵다.However, the wind tunnel test apparatus used in actual universities and industrial sites takes up a lot of volume and is expensive to use in the field of secondary and high schools.

본 발명의 실시예들은, 단순한 구조의 간이 풍동 장치와 촬영 수단을 이용하여 비행체의 피치 축, 롤 축과 요 축에 대한 안정성을 용이하게 분석할 수 있는 비행체 안정성 분석 시스템 및 그 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a vehicle stability analysis system and method capable of easily analyzing the stability of the pitch axis, the roll axis and the yaw axis of the vehicle using a simple wind tunnel device and a photographing means having a simple structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 안정성 분석 시스템은 바람을 발생시키는 풍동 장치; 상기 풍동 장치와 연결 수단에 의해 연결되고, 상기 풍동 장치에 의해 발생된 바람에 의하여 모션이 변화하는 비행체; 상기 비행체의 피치 모션(pitch motion)을 분석하기 위한 영상을 촬영하는 제1 촬영 수단; 상기 비행체의 롤 모션(roll motion)과 요 모션(yaw motion)을 분석하기 위한 영상을 촬영하는 제2 촬영 수단; 및 상기 제1 촬영 수단과 상기 제2 촬영 수단에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하고, 상기 비행체에 대하여 분석된 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화에 기초하여 상기 비행체의 안정성을 분석하는 제어 수단을 포함하며, 상기 비행체는 상기 비행체의 병진 운동을 제한하면서 회전 운동 성분만 남겨놓기 위하여, 상기 연결 수단을 통해 상기 비행체의 머리 부분과 상기 풍동 장치가 연결된다.Aircraft stability analysis system according to an embodiment of the present invention is a wind tunnel device for generating wind; an aircraft connected to the wind tunnel device by a connecting means and whose motion is changed by the wind generated by the wind tunnel device; a first photographing means for photographing an image for analyzing a pitch motion of the aircraft; a second photographing means for photographing an image for analyzing a roll motion and a yaw motion of the aircraft; And by analyzing the image taken by the first shooting means and the second shooting means to analyze the change in pitch motion, roll motion and yaw motion with respect to the vehicle, the analyzed pitch motion, roll motion with respect to the vehicle And control means for analyzing the stability of the vehicle based on the change in the yaw motion, wherein the vehicle is the head of the vehicle through the connecting means in order to limit the translational motion of the vehicle and leave only the rotational motion component The part and the wind tunnel device are connected.

상기 풍동 장치는 바람 발생 장치와 정류 격자를 포함하며, 상기 정류 격자는 상기 바람 발생 장치와 상기 비행체 사이에 배치될 수 있다.The wind tunnel device may include a wind generator and a rectification grid, and the rectification grid may be disposed between the wind generator and the aircraft.

상기 비행체는 주날개에 대한 위치 변화가 가능하고, 상기 주날개의 시위선(chord line)에 대한 각도 변화가 가능할 수 있다.The aircraft may be changeable in position with respect to the main wing, and the angle may be changed with respect to the chord line of the main wing.

상기 제어 수단은 상기 비행체의 평형위치에 대한 각도변화를 미급감쇠함수 모델과 임계감쇠함수 모델 중 적어도 하나의 모델로 근사하여 분석함으로써, 상기 비행체의 안정성을 분석할 수 있다.The control means may analyze the stability of the vehicle by approximating the angular change with respect to the equilibrium position of the vehicle with at least one of a slight attenuation function model and a critical attenuation function model.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 비행체 안정성 분석 시스템은 바람을 발생시키는 바람 발생 장치와 정류 격자를 포함하는 간이 풍동 장치; 상기 간이 풍동 장치와 연결 수단에 의해 연결되고, 상기 간이 풍동 장치에 의해 발생된 바람에 의하여 모션이 변화하는 모형 비행체; 상기 모형 비행체의 측면 동영상을 촬영하는 제1 촬영 수단; 상기 모형 비행체의 후면 동영상을 촬영하는 제2 촬영 수단; 및 상기 제1 촬영 수단과 상기 제2 촬영 수단에 의해 촬영된 동영상을 분석하여 상기 모형 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하고, 상기 모형 비행체에 대하여 분석된 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화에 기초하여 상기 모형 비행체의 안정성을 분석하는 제어 수단을 포함하며, 상기 모형 비행체는 상기 모형 비행체의 병진 운동을 제한하면서 회전 운동 성분만 남겨놓기 위하여, 상기 연결 수단을 통해 상기 모형 비행체의 머리 부분과 상기 간이 풍동 장치가 연결된다.Vehicle stability analysis system according to another embodiment of the present invention is a simple wind tunnel device including a wind generating device and a rectification grid for generating wind; a model aircraft connected to the simple wind tunnel device by a connection means, and whose motion is changed by the wind generated by the simple wind tunnel device; a first photographing means for photographing a side video of the model vehicle; a second photographing means for photographing a rear video of the model aircraft; And by analyzing the moving picture taken by the first shooting means and the second shooting means to analyze the changes in the pitch motion, roll motion and yaw motion for the model vehicle, the analyzed pitch motion for the model vehicle, and control means for analyzing the stability of the model vehicle based on changes in roll motion and yaw motion, wherein the model vehicle uses the connecting means to limit the translational motion of the model vehicle while leaving only the rotational motion component. The head of the model aircraft is connected to the simple wind tunnel device through the

본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 안정성 분석 방법은 간이 풍동 장치에 연결된 비행체의 피치 모션을 분석하기 위한 제1 영상과 상기 비행체의 롤 모션과 요 모션을 분석하기 위한 제1 영상을 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 영상과 제2 영상의 분석을 통해 상기 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하는 단계; 및 상기 비행체에 대하여 분석된 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화에 기초하여 상기 비행체의 안정성을 분석하는 단계를 포함하며, 상기 비행체는 상기 비행체의 병진 운동을 제한하면서 회전 운동 성분만 남겨놓기 위하여, 상기 비행체의 머리 부분과 상기 풍동 장치가 연결된다.The vehicle stability analysis method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: receiving a first image for analyzing a pitch motion of a vehicle connected to a simple wind tunnel device and a first image for analyzing a roll motion and a yaw motion of the vehicle; analyzing changes in pitch motion, roll motion and yaw motion with respect to the vehicle through the analysis of the received first and second images; and analyzing the stability of the vehicle based on changes to the analyzed pitch motion, roll motion and yaw motion with respect to the vehicle, wherein the vehicle restricts the translational motion of the vehicle while leaving only the rotational motion component For this, the head of the aircraft and the wind tunnel device are connected.

상기 간이 풍동 장치는 바람을 발생시키는 바람 발생 장치와 정류 격자를 포함하며, 상기 정류 격자는 상기 바람 발생 장치와 상기 비행체 사이에 배치될 수 있다.The simple wind tunnel device may include a wind generator generating wind and a rectification grid, and the rectification grid may be disposed between the wind generator and the aircraft.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 안정성 분석 방법은 상기 비행체의 주날개에 대한 위치 또는 상기 주날개의 시위선(chord line)에 대한 각도를 변화시키는 단계를 더 포함하고, 상기 변화를 분석하는 단계는 상기 주날개에 대한 위치 변화 또는 상기 시위선에 대한 각도 변화 상태에서 상기 수신된 제1 영상과 제2 영상의 분석을 통해 상기 주날개에 대한 위치 변화 또는 상기 시위선에 대한 각도 변화에 따른 상기 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석할 수 있다.Furthermore, the vehicle stability analysis method according to an embodiment of the present invention further comprises the step of changing the position with respect to the main wing of the vehicle or the angle with respect to the chord line of the main wing, and analyzing the change The step of changing the position of the main wing or the angle change with respect to the chord line through the analysis of the received first image and the second image in the state of change of position with respect to the main wing or the change of angle with respect to the chord line It is possible to analyze changes in pitch motion, roll motion and yaw motion with respect to the flying vehicle.

상기 안정성을 분석하는 단계는 상기 비행체의 평형위치에 대한 각도변화를 미급감쇠함수 모델과 임계감쇠함수 모델 중 적어도 하나의 모델로 근사하여 분석함으로써, 상기 비행체의 안정성을 분석할 수 있다.In the step of analyzing the stability, the stability of the vehicle can be analyzed by approximating the angular change with respect to the equilibrium position of the vehicle with at least one of a slight attenuation function model and a critical attenuation function model.

본 발명의 실시예들에 따르면, 단순한 구조의 간이 풍동 장치와 촬영 수단을 이용하여 비행체의 피치 축, 롤 축과 요 축에 대한 안정성을 용이하게 분석할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to easily analyze the stability of the pitch axis, the roll axis and the yaw axis of the aircraft by using a simple wind tunnel device and a photographing means having a simple structure.

본 발명의 실시예들에 따르면, 초등, 중등, 고등학교 교육 및 대학교 저학년 수준에서의 항공기 안정성, 감쇠조화진동, 3차원 다강체 모션 등 다양한 개념에 대한 교육을 직관적인 실험을 통해 보여줄 수 있으며, 다양한 교육현장에서 간단하게 응용할 수 있다. 특히 과학 및 기술 교육이 중시되고 있는 현대의 교육환경에서 초등 및 중등과정을 아울러 간단한 장치만으로 항공기의 안정성에 대해 실험적인 도구를 이용하여 개념에 대한 직관적인 교육을 할 수 있다.According to embodiments of the present invention, education on various concepts such as aircraft stability, damped harmonic vibration, and three-dimensional multi-rigid motion at elementary, middle, and high school education and university lower grade levels can be shown through intuitive experiments, and various It can be easily applied in the educational field. In particular, in the modern educational environment where science and technology education is emphasized, it is possible to provide intuitive education on concepts using experimental tools for aircraft stability with simple devices as well as elementary and secondary courses.

본 발명의 실시예들에 따르면, 매우 간단한 형태의 간이풍동 및 우드락, 웹캠만으로도 항공기의 3가지 축에 대한 안정성 뿐만 아니라 감쇠조화진동, 주축 분해(principal axis decomposition) 등 다양한 물리적, 수학적 개념 이해에 직접적으로 도움을 줄 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to directly understand various physical and mathematical concepts such as damped harmonic vibration, principal axis decomposition, etc. can help with

도 1은 글라이더의 세 축을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명을 설명하기 위해 제작된 글라이더에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명을 설명하기 위한 간이 풍동 장치에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 정류격자를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 6과 도 7은 피치 모션 분석을 설명하기 위한 예시도들을 나타낸 것이다.
도 8과 도 9는 롤 모션 분석을 설명하기 위한 예시도들을 나타낸 것이다.
도 10과 도 11은 요 모션 분석을 설명하기 위한 예시도들을 나타낸 것이다.
도 12는 주날개의 위치에 따른 피치 각도 변화를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 13은 주날개의 시위선 각도에 따른 평형상태 변화를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 14는 피치 모션에서 시간에 따른 평형점으로부터의 각도 변화와 이를 임계감쇠함수와 미급감쇠진동 함수로 피팅한 결과를 나타낸 것이다.
도 15는 롤 모션에서 시간에 따른 평형점으로부터의 각도 변화와 이를 임계감쇠함수와 미급감쇠진동 함수로 피팅한 결과를 나타낸 것이다.
도 16은 요 모션에서 시간에 따른 평형점으로부터의 각도 변화와 이를 임계감쇠함수와 미급감쇠진동 함수로 피팅한 결과를 나타낸 것이다.
1 shows an exemplary view for explaining the three axes of the glider.
Figure 2 shows an exemplary view of a glider manufactured to explain the present invention.
3 shows an exemplary view of a simple wind tunnel device for explaining the present invention.
FIG. 4 shows an exemplary view for explaining the commutation grid shown in FIG. 3 .
5 shows the configuration of a system according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 show exemplary views for explaining pitch motion analysis.
8 and 9 show exemplary views for explaining the analysis of roll motion.
10 and 11 show exemplary views for explaining yaw motion analysis.
12 shows an exemplary view for explaining the pitch angle change according to the position of the main wing.
13 shows an exemplary view for explaining the equilibrium state change according to the angle of the chord line of the main wings.
14 shows the angle change from the equilibrium point with time in the pitch motion and the results of fitting it with the critical damping function and the slight damping vibration function.
15 shows the change in angle from the equilibrium point with time in the roll motion and the results of fitting it with the critical damping function and the slight damping vibration function.
16 shows the angular change from the equilibrium point over time in the yaw motion and the results of fitting it with the critical damping function and the slightly damped vibration function.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형 태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless specifically defined explicitly.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted.

본 발명의 실시예들은, 단순한 구조의 간이 풍동 장치와 촬영 수단을 이용하여 비행체의 피치 축, 롤 축과 요 축에 대한 안정성을 용이하게 분석할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 그 요지로 한다.Embodiments of the present invention have a gist of it to provide a system that can easily analyze the stability of the pitch axis, the roll axis and the yaw axis of the aircraft using a simple wind tunnel device and a photographing means having a simple structure.

여기서, 풍동 장치는 선풍기(또는 에어 서큘레이터)와 정류격자만으로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서의 풍동 장치는 단순한 구조이지만, 가벼운 재질로 제작된 비행체 예를 들어, 글라이더를 띄우고 모션을 분석하는 데에는 충분한 풍량과 조절기능을 제공할 수 있다.Here, the wind tunnel device may consist only of a fan (or an air circulator) and a commutation grid, and although the wind tunnel device in the present invention has a simple structure, it is sufficient to float an aircraft made of a light material, for example, a glider, and analyze the motion. It can provide air volume and control function.

본 발명은 에어 서큘레이터와 같은 바람 발생 장치와 정류격자로만 이루어진 간이 풍동장치에 글라이더와 같은 비행체를 띄워서 글라이더의 세 축 즉, 피치 축(pitch axis), 롤 축(roll axis)과 요 축(yaw axis))에 대한 안정성을 분석할 수 있다. 풍동 장치에 띄울 글라이더는 주날개의 위치변화나 시위선의 각도 변화에 따른 글라이더의 상태변화를 볼 수 있도록 제작될 수 있으며, 풍동 장치와 글라이더는 연결 수단 예를 들어, 실로 연결되어 연처럼 띄워서 영상 촬영 수단을 이용한 영상 분석을 통해 비행체의 모션을 관찰할 수 있다.The present invention floats an aircraft such as a glider in a simple wind tunnel device consisting only of a wind generating device such as an air circulator and a commutation grid, so that the three axes of the glider, that is, the pitch axis, the roll axis, and the yaw axis axis))) can be analyzed. The glider to be floated on the wind tunnel device can be manufactured so that the status change of the glider can be seen according to the change in the position of the main wing or the angle of the chord line. The motion of the vehicle can be observed through image analysis using the means.

이 때, 본 발명은 동영상 분석 방법을 통하여 평형위치에 대한 각도변화를 미급감쇠함수 모델과 임계감수함수 모델(G. R. Fowls, G. L. Cassiday, Analytical Mecanics (Cengage Learning, Canada, 2005))로 근사하여 글라이더 세 축에 대한 안정성을 분석할 수 있다. 미급감쇠함수 모델 또는 임계감쇠함수 모델로 근사되는 모션은 평형 변위에 대해 평형 위치로 돌아오려는 성질을 갖는 것이므로, 일정 수준 예를 들어, 고등학교 수준에서 안정성의 설명이 가능해진다.At this time, the present invention approximates the angular change with respect to the equilibrium position with a gradual decay function model and a critical decimation function model (GR Fowls, GL Cassiday, Analytical Mecanics (Cengage Learning, Canada, 2005)) through a video analysis method to determine the glider three The stability of the axis can be analyzed. Since the motion approximated by the slight damping function model or the critical damping function model has the property of returning to the equilibrium position with respect to the equilibrium displacement, the explanation of stability becomes possible at a certain level, for example, at the high school level.

시스템에 변화가 있을 때 원래의 상태로 돌아오는 성질이 있으면 이 시스템은 안정된 평형을 이루고 있다고 한다. 변위에 대해 감쇠진동을 하는 계는 안정된 평형상태에 있다.A system is said to be in stable equilibrium if it has the property of returning to its original state when there is a change. A system with damped oscillations with respect to displacement is in a stable equilibrium state.

각도 변화의 시간(t)에 대한 미급감쇠모델의 함수는 아래 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있고, 각도 변화의 시간(t)에 대한 임계감쇠모델의 함수는 아래 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.The function of the slight attenuation model with respect to the time (t) of the angle change can be expressed as in <Equation 1> below, and the function of the critical attenuation model with respect to the time (t) of the angle change is as shown in <Equation 2> below can indicate

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112020003486816-pat00001
Figure 112020003486816-pat00001

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112020003486816-pat00002
Figure 112020003486816-pat00002

여기서, A, B와 C는 최소제곱법을 이용한 비선형 곡선 맞춤에 의해 얻어지는 상수를 의미하며,

Figure 112020003486816-pat00003
는 속력에 비례하는 감쇠항의 비례상수 c와 물체의 질량 또는 관성모멘트에 해당하는 물리량 m에 대해
Figure 112020003486816-pat00004
로 정의되는 감쇠인자(damping factor)를 의미하는데, 감쇠인자는 곡선맞춤 등으로 구할 수 있다.Here, A, B and C mean constants obtained by nonlinear curve fitting using the least squares method,
Figure 112020003486816-pat00003
is for the proportional constant c of the damping term proportional to the speed and the physical quantity m corresponding to the mass or moment of inertia of the body.
Figure 112020003486816-pat00004
It means a damping factor defined by . The damping factor can be obtained by curve fitting.

도 1은 글라이더의 세 축을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 글라이더는 수직인 3개의 축을 가지며, 각각을 가로축, 세로축, 수직축 또는 피치축, 롤축, 요축이라고 한다. 각 축에 대한 회전모션을 피치모션, 롤모션, 요모션이라고 하는데, 각 모션에 대해 원래의 상태로 돌아오려는 성질이 있으면 글라이더는 안정적이다라고 할 수 있다.1 shows an exemplary view for explaining the three axes of the glider, as shown in FIG. 1 , the glider has three vertical axes, each of which is called a horizontal axis, a vertical axis, a vertical axis or a pitch axis, a roll axis, and a yaw axis. . The rotational motions about each axis are called pitch motion, roll motion, and yaw motion. If there is a property to return to the original state for each motion, the glider can be said to be stable.

도 2는 본 발명을 설명하기 위해 제작된 글라이더에 대한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 글라이더의 몸통은 특정 물질 예를 들어, 수수깡을 특정 용지 예를 들어, A4용지로 포장하여 제작할 수 있으며, 수수깡만 사용하게 되면 벽에 충돌할 때 쉽게 부러지는 단점이 있기 때문에 A4 용지로 겉을 포장함으로써, 이러한 문제를 해결할 수 있다. 주날개와 꼬리날개는 우드락으로 제작할 수 있으며, 주날개 아랫면에는 클립을 펴서 고정하여 날개의 각도를 조정할 수 있다. 또한, 본 발명에서 글라이더는 주날개와 꼬리날개를 앞뒤로 움직일 수 있게 하기 위하여, 날개와 몸통을 결합하기 위한 사각기둥모양의 거치대도 우드락을 이용하여 별도로 제작할 수 있다. 무게중심을 조정하기 위해서 무게추 예를 들어, 문서용 집게를 사용할 수 있으며, 이를 통해 앞뒤로 위치 조정이 가능할 수 있다. 이렇게 제작된 글라이더는 풍동 장치에 연결되어 날개 위치에 따른 피치 모션 변화와 날개의 각도에 따른 롤모션 변화를 촬영 수단에 의한 촬영을 통해 비교할 수 있다.2 shows an exemplary view of a glider manufactured to explain the present invention, and as shown in FIG. 2, the body of the glider is made of a specific material, for example, millet keg, with a specific paper, for example, A4 paper. It can be made by packaging, and if only millet cans are used, it is easily broken when it collides with the wall. The main wing and tail wing can be made of wood lock, and the angle of the wing can be adjusted by fixing the clip on the lower surface of the main wing. In addition, in the present invention, the glider in the present invention, in order to be able to move the main wing and the tail wing back and forth, a cradle in the shape of a square column for coupling the wing and the body may be separately manufactured using a wood lock. In order to adjust the center of gravity, a weight, for example, tongs for documents may be used, and through which the position may be adjusted back and forth. The glider manufactured in this way is connected to the wind tunnel device, so that the change in pitch motion according to the position of the wing and the change in roll motion according to the angle of the wing can be compared through shooting by means of a photographing means.

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 간이 풍동 장치에 대한 일 예시도를 나타낸 것이고, 도 4는 도 3에 도시된 정류격자를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.Figure 3 shows an exemplary view of a simple wind tunnel device for explaining the present invention, Figure 4 is a view showing an exemplary view for explaining the commutation grid shown in FIG.

도 3과 도 4를 참조하면, 간이 풍동 장치는 바람 발생 장치 예를 들어, 선풍기 또는 에어 서큘레이터(air circulator)와 정류격자(commulator lattice)만으로 구성할 수 있으며, 정류 격자는 3D 프린터의 성능과 격자의 견고성 등의 문제를 해결하기 위하여 도 4와 같은 규격으로 제작될 수 있는데, 에어 서큘레이터의 크기와 정류 격자의 크기를 고려하여 일정 개수의 정류 격자를 결합함으로써, 간이 풍동 장치를 구성하는 정류 격자를 구성할 수 있다. 여기서, 에어 서큘레이터는 보네이도 633제품을 사용할 수 있으며, 정류격자는 한국산업표준에 제시된 규격을 따를 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the simple wind tunnel device may be composed of only a wind generating device, for example, a fan or an air circulator and a commulator lattice, and the commutation lattice is dependent on the performance and performance of the 3D printer. In order to solve problems such as the rigidity of the grid, it can be manufactured in the same standard as in FIG. 4, and by combining a certain number of rectification grids in consideration of the size of the air circulator and the size of the rectification grid, rectification constituting a simple wind tunnel device A grid can be constructed. Here, the air circulator may use a product of Bonaido 633, and the rectifier grid may follow the standards presented in the Korean Industrial Standards.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템에 대한 구성을 나타낸 것이다.5 shows the configuration of a system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 시스템은 풍동 장치, 비행체(glider), 제1 촬영 수단(webcam1), 제2 촬영 수단(webcam2) 및 제어 수단(note book)을 포함한다.Referring to FIG. 5 , the system of the present invention includes a wind tunnel device, a glider, a first photographing means (webcam1), a second photographing means (webcam2), and a control means (note book).

풍동 장치는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 바람 발생 장치와 정류 격자를 포함하고, 정류 격자는 바람 발생 장치와 비행체 사이에 배치된다.The wind tunnel device includes a wind generating device and a rectifying grid as shown in FIGS. 3 and 4 , and the rectifying grid is disposed between the wind generating device and the aircraft.

여기서, 풍동 장치는 연결 수단을 통하여 풍동 장치와 비행체를 연결할 수 있으며, 일 예로, 정류 격자와 비행체를 실로 연결하여 바람 발생 장치에 의해 발생된 바람에 의하여 비행체가 뜨게 할 수 있다.Here, the wind tunnel device may connect the wind tunnel device and the aircraft through the connecting means, for example, by connecting the rectification grid and the aircraft with a thread so that the aircraft floats by the wind generated by the wind generator.

나아가, 풍동 장치와 비행체는 풍동 장치와 비행체를 연결 수단에 의해 결합되는 과정에서 비행체의 병진 운동을 제한하면서 회전 운동 성분만 남겨놓기 위하여, 연결 수단을 통해 비행체의 머리 부분과 풍동 장치를 연결할 수 있다.Furthermore, the wind tunnel device and the vehicle may connect the head of the vehicle and the wind tunnel device through the connecting means in order to limit the translational motion of the vehicle while leaving only the rotational motion component in the process of coupling the wind tunnel device and the vehicle by the connecting means. .

제1 촬영 수단과 제2 촬영 수단은 비행체 즉, 글라이더의 모션을 동영상으로 촬영하기 위한 수단으로, 제1 촬영 수단은 비행체의 측면에서의 동영상을 촬영하며, 제2 촬영 수단은 비행체의 뒷면에서의 동영상을 촬영함으로써, 비행체의 피치 모션 변화에 대한 동영상과 비행체의 롤 모션과 요 모션에 대한 동영상을 촬영할 수 있다.The first photographing means and the second photographing means are means for photographing the motion of the vehicle, that is, the glider as a video, the first photographing means photographing a video from the side of the vehicle, and the second photographing means By shooting a video, it is possible to shoot a video about the change in pitch motion of the vehicle and a video about the roll motion and yaw motion of the vehicle.

제어 수단은 제1 촬영 수단과 제2 촬영 수단에 의해 촬영된 동영상을 분석하여 비행체의 3차원 위치변화 정보를 습득한 후, 필요한 좌표계에서 분석함으로써, 비행체의 안정성 분석한다.The control means analyzes the video taken by the first and second photographing means to acquire three-dimensional position change information of the vehicle, and then analyzes it in the necessary coordinate system, thereby analyzing the stability of the vehicle.

여기서, 제어 수단은 제1 촬영 수단과 상기 제2 촬영 수단에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하고, 상기 비행체에 대하여 분석된 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화에 기초하여 상기 비행체의 안정성을 분석할 수 있다. Here, the control means analyzes the images taken by the first and second photographing means by analyzing the pitch motion, the roll motion, and the change in the yaw motion with respect to the vehicle, and the analyzed pitch motion with respect to the vehicle , the stability of the vehicle may be analyzed based on changes to the roll motion and the yaw motion.

이 때, 제어 수단은 비행체의 평형위치에 대한 각도변화를 미급감쇠함수 모델과 임계감쇠함수 모델로 근사하여 분석함으로써, 비행체의 안정성을 분석할 수 있다.At this time, the control means can analyze the stability of the vehicle by approximating the angular change with respect to the equilibrium position of the vehicle with the slight attenuation function model and the critical attenuation function model.

제어 수단은 Logger Pro 3.14와 Microsoft사의 Excel을 사용하여 분석 프로그램을 구성할 수 있으며, 위치 변화가 없는 축의 값은 무시하여 각 모션을 2차원 상에서 분석할 수 있고, 정류격자와 비행체 사이에 연결된 실의 모션도 무시하여 데이터를 추출할 수 있다.As the control means, the analysis program can be configured using Logger Pro 3.14 and Microsoft's Excel. Data can be extracted by ignoring motion as well.

나아가, 제어 수단은 피치 축 변화에 대한 감쇠 정도를 확인하기 위해서 도 6에 도시된 바와 같이 실이 고정되어 있는 부분을 원점이자 회전축으로 설정하고 도 7에 도시된 바와 같이 평형 위치에서 변화를 주고 평형 위치에 대한 각도를 측정할 수 있다. Further, the control means sets the part where the thread is fixed as the origin and the rotation axis as shown in FIG. 6 in order to check the degree of attenuation for the change of the pitch axis, and gives a change in the equilibrium position as shown in FIG. You can measure an angle to a position.

이 때, 제어 수단은 Logger Pro 3.14을 이용하는 경우 Logger Pro 3.14에서 각도를 측정하는 기능이 없기 때문에 원점에 대한 (z,y)좌표를 추출하고 역탄젠트를 적용하여 y축에 대한 각도와 평형위치의 y축에 대한 각도값의 차이로 평형위치에서 변화한 각도를 측정할 수 있다. 역탄젠트값의 계산은 Logger Pro에서 추출한 값을 엑셀을 이용하여 계산할 수 있으며, 계산한 값을 Logger Pro에서 수신하여 임계감쇠함수와 미급감쇠함수로 피팅할 수 있다.At this time, when using Logger Pro 3.14 as the control means, since there is no function to measure the angle in Logger Pro 3.14, extract the (z,y) coordinates for the origin and apply the inverse tangent to determine the angle to the y-axis and the equilibrium position. It is possible to measure the angle changed from the equilibrium position by the difference of the angle value with respect to the y-axis. The inverse tangent value can be calculated using Excel by using the value extracted from Logger Pro, and the calculated value can be received from Logger Pro and fitted with the critical attenuation function and the weak attenuation function.

또한, 제어 수단은 롤 모션에 대한 감쇠정도를 확인하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이 xz평면에서 실이 고정되어 있는 부분을 원점으로 잡고 무게 중심과 날개를 이은 선분이 무게 중심을 지나고 x축과 평형인 선과 이루는 각도를 측정할 수 있다. 여기서, 무게 중심의 위치는 주날개 앞부분에 위치할 수 있으며, 무제 중심의 위치는 주날개의 위치를 조정함으로써, 조절될 수 있다.In addition, in order to check the degree of attenuation for the roll motion, the control means takes the part where the thread is fixed in the xz plane as the origin as shown in FIG. 8, and the line connecting the center of gravity and the wing passes through the center of gravity, You can measure the angle it makes with a line that is in equilibrium with . Here, the position of the center of gravity may be located in the front part of the main wing, and the position of the untitled center may be adjusted by adjusting the position of the main wing.

또한, 제어 수단은 한쪽 날개를 아래로 눌렀다 떼면 무게 중심의 위치도 함께 변하기 때문에 무게 중심의 위치변화와 주날개의 미리 설정된 특정 부분의 위치 정보를 모두 추출함으로써, 롤 모션을 관찰할 수 있으며, 시간에 따른 특정 부분의 좌표와 무게중심 좌표의 차이를 구하면 무게중심에 대한 특정 부분의 xz평면상에서의 상대적인 위치좌표를 구할 수 있다. 이후의 과정은 피치모션을 분석할 때와 동일하기에 그 설명은 생략한다.In addition, since the control means also changes the position of the center of gravity when one wing is pressed down and released, the roll motion can be observed by extracting both the position change of the center of gravity and the position information of a preset specific part of the main wing. By finding the difference between the coordinates of a specific part and the coordinates of the center of gravity according to Since the subsequent process is the same as when analyzing the pitch motion, a description thereof will be omitted.

또한, 제어 수단은 요 축 변화에 대한 감쇠 정도를 확인하기 위해서 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 촬영된 영상 분석을 통해 두 촬영 수단의 촬영 데이터에서 원점에 대한 x좌표와 y좌표를 추출하여 분석할 수 있다. 또한, 비행체의 꼬리 부분이 머리 부분보다 아래로 내려와 있으므로, 도 11에 표시된 각도는 xy평면에 정사영된 선분의 각도가 될 수 있다. 평형상태에서 글라이더의 몸체는 거의 y축과 일치하였으며, 도 11에서와 같이 평형위치에서의 기체의 몸체와 꼬리 날개를 오른쪽으로 밀어 요모션을 발생시켰을 때 몸체 사이의 각도를 추출하기 위해 x,y 좌표를 두 개의 동영상에서 각각 추출하고, 이후의 과정은 피치 모션을 분석할 때와 동일하기에 그 설명은 생략한다. In addition, the control means extracts the x-coordinate and y-coordinate of the origin from the captured data of the two photographing means through analysis of the captured image, as shown in FIGS. 10 and 11 in order to check the degree of attenuation for the yaw axis change. can be analyzed. In addition, since the tail portion of the aircraft is lower than the head portion, the angle shown in FIG. 11 may be the angle of the line segment orthographically projected on the xy plane. In the equilibrium state, the body of the glider almost coincided with the y-axis, and when the yaw motion was generated by pushing the body and tail wing of the aircraft in the equilibrium position to the right as shown in FIG. 11, in order to extract the angle between the bodies, x,y Coordinates are extracted from each of the two moving images, and the subsequent process is the same as when analyzing the pitch motion, so a description thereof will be omitted.

도 12는 주날개의 위치에 따른 피치 각도 변화를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 글라이더를 풍동 장치에 띄우고 주날개의 위치를 변화시키면서 글라이더가 z축과 이루는 각도가 어떻게 변화하는지를 촬영하여 비교한 것이다.12 shows an exemplary view for explaining the change in pitch angle according to the position of the main wing, by shooting and comparing how the angle between the glider and the z-axis changes while the glider is floated on the wind tunnel device and the position of the main wing is changed. did it

도 12를 통해 알 수 있듯이, 날개의 위치가 꼬리쪽으로 이동할수록 각도가 증가하는 것을 알 수 있으며, 글라이더의 피치 모션은 공력 중심과 무게 중심의 위치관계와 관련이 있는 것을 알 수 있다. 주날개가 머리 방향으로 이동하면 무게 중심보다 공력 중심의 위치가 점점 앞으로 오게 되어 머리가 들리게 되고, 주날개가 꼬리 방향으로 이동하면 공력 중심의 위치가 무게 중심에 대해 점점 뒤로 이동하게 되어 머리가 앞으로 내려가게 된다. 이렇듯, 본 발명은 도 12와 같이 주날개의 위치에 따른 피치 각도 변화를 통해 공력 중심과 무게 중심의 위치관계에 따른 피치모션 변화를 학생들에게 교육할 수 있다.12, it can be seen that the angle increases as the position of the wing moves toward the tail, and it can be seen that the pitch motion of the glider is related to the positional relationship between the aerodynamic center and the center of gravity. When the main wing moves in the direction of the head, the position of the aerodynamic center is gradually moved forward with respect to the center of gravity, and the head is lifted. will go down As such, the present invention can educate students about the change in pitch motion according to the positional relationship between the aerodynamic center and the center of gravity through the pitch angle change according to the position of the main wing as shown in FIG. 12 .

도 13은 주날개의 시위선 각도에 따른 평형상태 변화를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 글라이더를 풍동 장치에 띄우고 오른쪽 주날개의 시위선을 구부렸을 때 어떠한 변화가 일어나는지를 촬영한 것이다. 13 shows an exemplary view for explaining the change in equilibrium state according to the angle of the chord line of the main wing, and what changes occur when the glider is floated on the wind tunnel device and the chord line of the right main wing is bent.

도 13을 통해 알 수 있듯이, 글라이더의 오른쪽 주날개를 구부리면 롤축에 대해 시계방향으로 회전한 상태에서 평형을 이루는 것을 알 수 있으며, 롤 모션은 양쪽 날개에 작용하는 공기에 의한 압력차에 의해 결정이 되는데, 시위선이 구부러지면 해당 날개가 공기 압력을 받는 면적이 달라지게 된다. 따라서, 공기 압력을 받는 면적이 줄어들면 면적이 줄어들지 않는 날개에 비해 상대적으로 힘을 덜 받게 되어 구부러진 날개 방향으로 롤 모션을 하게 된다. 이러한 결과를 이용하면 롤 모션이 발생하는 원리를 학생들에게 설명할 수 있다.As can be seen from Figure 13, when the right main wing of the glider is bent, it can be seen that equilibrium is achieved while rotating in a clockwise direction with respect to the roll axis, and the roll motion is determined by the pressure difference by air acting on both wings However, when the chord line is bent, the area on which the corresponding wing receives air pressure changes. Accordingly, when the area to which the air pressure is applied is reduced, relatively less force is received compared to the wing whose area is not reduced, so that the roll motion is performed in the direction of the bent wing. Using these results, you can explain to students how roll motion occurs.

도 14 내지 도 16은 피치 모션, 롤 모션, 요 모션 각각에서 시간에 따른 평형점으로부터의 각도 변화와 이를 임계감쇠함수와 미급감쇠진동 함수로 피팅한 결과를 나타낸 것이며, 아래 표 1과 표 2는 각각 미급감쇠진동 임계감쇠진동 모델에서 피팅을 통해 얻은 상수 값들을 나타낸 것이다.14 to 16 show the angular change from the equilibrium point with time in each of the pitch motion, roll motion, and yaw motion and the results of fitting them with the critical damping function and the slight damping vibration function, Tables 1 and 2 below are The values of the constants obtained through fitting in the critical damped vibration model for each slight damped vibration are shown.

Figure 112020003486816-pat00005
Figure 112020003486816-pat00005

Figure 112020003486816-pat00006
Figure 112020003486816-pat00006

도 14 내지 도 16의 피팅 결과와 상기 표 1, 표 2를 통해 알 수 있듯이, 피치 회전, 롤 회전과 요 회전에 대한 각도 변화 측정값들은 임계감쇠모델 보다는 미급감쇠모델에서 RMSE 값이 더 작게 측정된 것을 알 수 있으며, 임계감쇠모델 보다는 미급감쇠모델이 간이 풍동 장치에 띄운 글라이더의 모션 분석에 더 적합한 근사모델임을 알 수 있다. 하지만, 피치와 요 모션의 경우 1~2회 정도 진동 후 평형 위치에 도달하기 때문에 임계감쇠모델과 큰 차이는 없을 수 있다. 풍동 장치에 띄운 글라이더는 피치 축, 롤 축과 요 축에 대한 각도 변화에 대해 임계감쇠에 가까운 미급감쇠진동을 한다고 설명할 수 있다. 고등학교 교육과정에서는 변화에 대해 평형상태로 돌아오는 성질이 있을 때 상태가 안정하다고 설명하므로, 이 결과를 이용하여 글라이더의 세 축에 대한 안정성을 교육할 수 있다.As can be seen from the fitting results of FIGS. 14 to 16 and Tables 1 and 2, the measured values of angular changes for pitch rotation, roll rotation, and yaw rotation have smaller RMSE values in the slight attenuation model than in the critical attenuation model. It can be seen that, rather than the critical damping model, it can be seen that the slight damping model is an approximate model more suitable for analyzing the motion of a glider floating in a simple wind tunnel device. However, in the case of pitch and yaw motion, there may not be much difference from the critical damping model because the equilibrium position is reached after 1 or 2 vibrations. It can be explained that a glider floating on a wind tunnel device has a slight damping vibration close to the critical damping with respect to the angle changes with respect to the pitch axis, roll axis, and yaw axis. The high school curriculum explains that the state is stable when it has the property of returning to an equilibrium state with respect to change, so this result can be used to educate the stability of the three axes of the glider.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 에어 서큘레이터와 정류격자로 구성된 간이 풍동 장치를 이용하여 비행체 예를 들어, 글라이더를 띄우고 주날개의 위치에 따른 피치 각도 변화와 오른쪽 날개의 시위선에 각도를 주었을 때 롤 평형 상태의 변화를 확인하고 분석할 수 있다. 즉, 주날개는 꼬리방향으로 이동할수록 꼬리부분이 올라가는 것을 알 수 있고, 시위선을 꺾은 날개의 방향으로 롤 회전을 하여 평형을 이루는 것을 알 수 있다.As such, the system according to the embodiment of the present invention uses a simple wind tunnel device composed of an air circulator and a commutation grid to float an aircraft, for example a glider, and to change the pitch angle according to the position of the main wing and the chord line of the right wing. When an angle is given, the change in roll equilibrium state can be checked and analyzed. That is, as the main wing moves in the tail direction, it can be seen that the tail part rises, and it can be seen that the chord line is rotated in the direction of the wing bent to achieve equilibrium.

또한, 본 발명의 시스템은 피치, 롤, 요 모션에 대한 안정성도 확인할 수 있으며, 각각에 대한 각도 변화의 데이터를 동영상 분석 방식으로 추출하고 임계감쇠함수와 미급감쇠함수 모델로 피팅한 결과, 임계감쇠에 가까운 미급감쇠모션으로 근사가 가능한 것을 알 수 있다.하였다. 이를 이용하면 고등학교 교육과정에 제시되는 안정성의 개념으로 비행하는 글라이더의 안정성을 실험으로 보여주고 설명할 수 있었다.In addition, the system of the present invention can also check the stability of pitch, roll, and yaw motion, and as a result of extracting the angle change data for each by a video analysis method and fitting it with the critical damping function and the slight damping function model, the critical damping It can be seen that approximation is possible with a slight damping motion close to . Using this, it was possible to demonstrate and explain the stability of a flying glider through an experiment with the concept of stability presented in the high school curriculum.

이러한 본 발명의 시스템은 산업용 풍동이나 대학 실험용 풍동에 비해 풍동장치의 제작이 간단하며 부피를 많이 차지하지 않기 때문에 교육현장에서 활용하기에도 적합하고, 오픈형 간이 풍동 실험장치와 교육용 글라이더를 이용하면 글라이더를 날려보지 않고도 통제된 상황에서 비행기의 안정성을 교육할 수 있는 여러 교육자료와 교육컨텐츠를 개발할 수 있다.The system of the present invention is suitable for use in educational fields because it is simple to manufacture a wind tunnel device and does not occupy a lot of volume compared to an industrial wind tunnel or a university experiment wind tunnel. It is possible to develop various educational materials and educational contents that can teach the stability of the airplane in a controlled situation without flying it.

구체적으로, 본 발명의 시스템은 에어 서큘레이터와 정류격자로 풍동을 구성하고, 이 풍동장치에 우드락으로 제작한 글라이더를 실로 띄워 주날개 위치에 따른 피치각도 변화와 시위선 곡류 변화에 따른 롤 평형 위치의 변화를 직접적으로 보여줄 수 있다. 실험 결과 주날개가 꼬리방향으로 이동할수록 꼬리 부분이 상승하였으며, 시위선을 구부리자 구부린 날개 방향으로 글라이더가 회전하여 새로운 평형을 이루는 것을 알 수 있다. 또한, 평형상태에서 피치(Pitch), 롤(Roll), 요(Yaw) 회전에 대한 각도 변화를 주었을 때 평형 상태로 복원하는 모션 과정을 촬영 수단 예를 들어, 웹캠을 이용하여 촬영하고, 글라이더의 날개 및 몸체의 모션동역학을 분석할 수 있다. 이 복원 모션 과정은 임계감쇠함수와 미급감쇠함수 모델로 근사시켜 분석할 수 있으며, 이 때의 복원 모션은 미급감쇠함수 모델로 매우 잘 설명되는 것도 확인할 수 있다. 이 결과는 간이 풍동에 띄운 글라이더가 충분한 안정성을 갖는다는 것을 의미하고, 이를 이용하며 피치(Pitch), 롤(Roll), 요(Yaw) 회전에 대한 안정성 뿐만 아니라 미금감쇠모션, 임계감쇠모션, 감쇠조화진동자에 대한 개념을 학생들에게 직접적으로 보여줄 수 있다. 더욱이, 3가지 축에 대한 회전이 커플링된 모션을 주축 분해(principal axis decomposition)를 통해 각각의 축에 대한 모션으로 분리시켜 설명할 수 있다는 수학적인 개념 또한 실험적인 면에서 직관적으로 교육이 가능하다. 마지막으로 실험에 사용한 풍동 장치는 산업용 풍동이나 대학 연구용 풍동에 비해 제작이 간단하며 부피를 많이 차지하지 않아 중고등학교 수준에서 기초적인 비행기의 안정성을 실험적으로 보여주는데 적합하다.Specifically, the system of the present invention constitutes a wind tunnel with an air circulator and a commutation grating, and floats a glider made of wood lock in this wind tunnel device with a thread, and the pitch angle change according to the position of the main wing and the roll equilibrium position according to the change in the chord curve change can be directly demonstrated. As a result of the experiment, as the main wing moved in the tail direction, the tail part rose, and when the chord line was bent, the glider rotated in the direction of the bent wing and achieved a new equilibrium. In addition, the motion process that restores the equilibrium state when the angle for pitch, roll, and yaw rotation is changed in the equilibrium state is photographed using a recording means, for example, a webcam, and the Motion dynamics of wings and body can be analyzed. This restoration motion process can be analyzed by approximating it with the critical damping function and the slight damping function model. This result means that the glider floating in the simple wind tunnel has sufficient stability, and using it, not only stability for pitch, roll, and yaw rotation, but also fine damping motion, critical damping motion, damping The concept of harmonic oscillators can be shown directly to students. Moreover, the mathematical concept that rotation about three axes can be explained by separating the coupled motion into motion about each axis through principal axis decomposition can also be intuitively taught in an experimental way. . Lastly, the wind tunnel device used in the experiment is simple to manufacture and does not occupy much volume compared to an industrial wind tunnel or a university research wind tunnel, so it is suitable for experimentally demonstrating the stability of basic airplanes at the level of middle and high school.

2009년 개정 교육과정의 고등학교 물리I과 2015년 개정 교육과정의 물리II에서는 평형이 깨졌을 때 원래 위치로 돌아오려는 복원력이 작용하여 시간이 지난 후 원래의 평형 상태로 돌아오는 경우를 안정적이라고 교육한다. 본 발명의 시스템을 통해 글라이더의 각도변화가 미급감쇠함수와 임계감쇠함수로 근사가 가능하다면, 변화에 대해 평형위치로 돌아오려는 성질을 갖는 것이므로 계가 각도 변화에 대해 안정성을 갖고 있음을 고등학교 학생들에게 설명할 수 있다.In High School Physics I of the 2009 revised curriculum and Physics II of the 2015 revised curriculum, when the equilibrium is broken, the restoring force to return to the original position acts and returns to the original equilibrium state after a period of time is taught as stable. If the angular change of the glider can be approximated by the slight damping function and the critical damping function through the system of the present invention, it is to the high school students that the system has stability against the angular change because it has the property of returning to the equilibrium position with respect to the change. can do.

또한, 교육과정 내의 개념으로 제시할 수 있는 부분은 영재학생들에게도 교육이 가능하며, 무엇보다도 풍동장치에 띄운 글라이더에 직접 회전 변화를 주고 원래의 평형 상태도 돌아오는 것을 보여줄 수 있다는 것은 안정성 교육에 의미가 있다. 특히, 본 발명을 통해 항공 분야의 안정성을 시각적으로 구현함으로써 안정성 개념의 적용 분야를 확장시킬 수 있는 좋은 소재로도 활용될 수도 있다. In addition, the part that can be presented as a concept in the curriculum can be taught to gifted students, and above all, it is meaningful for stability education to be able to show that the original equilibrium state is returned by directly changing the rotation of the glider floating on the wind tunnel device. there is In particular, by visually realizing the stability of the aviation field through the present invention, it can also be used as a good material that can expand the application field of the stability concept.

또한, 본 발명의 시스템은 에어 서큘레이터, 정류격자, 글라이더, 실만 가지고 구현할 수 있기 때문에 일선 학교에서 충분히 사용할 수 있으며, 정류격자의 경우 3D 프린터가 없는 경우에는 빨대를 가지고도 제작할 수도 있다.In addition, since the system of the present invention can be implemented with only an air circulator, a commutation grid, a glider, and a thread, it can be sufficiently used in front-line schools, and in the case of a commutation grid, it can also be produced with a straw if there is no 3D printer.

상술한 본 발명의 시스템을 이용하여 비행체의 안정성을 분석하는 과정을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 시스템을 이용하여 비행체 안정성 분석 방법을 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 비행체 안정성 분석 방법은 상술한 간이 풍동 장치에 연결된 비행체의 피치 모션을 분석하기 위한 영상과 비행체의 롤 모션과 요 모션을 분석하기 위한 영상을 촬영하는 과정, 상기 촬영된 영상의 분석을 통해 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하는 과정 및 비행체에 대하여 분석된 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화에 기초하여 비행체의 안정성을 분석하는 과정을 포함할 수 있다.The process of analyzing the stability of the vehicle may be performed using the system of the present invention described above. That is, it is possible to implement the vehicle stability analysis method using the system of the present invention. The vehicle stability analysis method according to an embodiment of the present invention is a process of photographing an image for analyzing the pitch motion of the vehicle connected to the above-described simple wind tunnel device and an image for analyzing the roll motion and yaw motion of the vehicle, the captured image The process of analyzing changes in pitch motion, roll motion, and yaw motion of the vehicle through the analysis of may include

이 때, 본 발명의 방법은 비행체의 평형위치에 대한 각도변화를 미급감쇠함수 모델과 임계감쇠함수 모델로 근사하여 분석함으로써, 비행체의 안정성을 분석할 수 있다.At this time, the method of the present invention can analyze the stability of the vehicle by approximating the angular change with respect to the equilibrium position of the vehicle with the slight attenuation function model and the critical attenuation function model.

물론, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 상기 도 1 내지 도 16의 시스템에서 설명한 모든 내용을 포함할 수 있으며, 이는 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하다.Of course, the method according to the embodiment of the present invention may include all the contents described in the system of FIGS. 1 to 16, which is apparent to those skilled in the art.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, the devices and components described in the embodiments may include a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), and a programmable logic unit (PLU). It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a logic unit, microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에서 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. can be embodied in The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. In this case, the medium may be to continuously store the program executable by the computer, or to temporarily store the program for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a single or several hardware combined, it is not limited to a medium directly connected to any computer system, and may exist distributed on a network. Examples of the medium include a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and those configured to store program instructions, including ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, examples of other media may include recording media or storage media managed by an app store that distributes applications, sites that supply or distribute other various software, and servers.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (9)

바람을 발생시키는 풍동 장치;
상기 풍동 장치와 연결 수단에 의해 연결되고, 상기 풍동 장치에 의해 발생된 바람에 의하여 모션이 변화하는 비행체;
상기 비행체의 측면에 배치된 채 상기 비행체의 피치 모션(pitch motion)을 분석하기 위한 측면 영상을 촬영하는 제1 촬영 수단;
상기 비행체의 후면에 배치된 채 상기 비행체의 롤 모션(roll motion)과 요 모션(yaw motion)을 분석하기 위한 후면 영상을 촬영하는 제2 촬영 수단; 및
상기 제1 촬영 수단과 상기 제2 촬영 수단에 의해 촬영된 영상들을 분석하여, 위치 변화가 없는 축인 상기 연결 수단의 모션을 무시하며 상기 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하고, 상기 비행체에 대하여 분석된 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화에 기초하여 상기 비행체의 안정성을 분석하는 제어 수단
을 포함하며,
상기 비행체는
상기 비행체의 병진 운동을 제한하면서 회전 운동 성분만 남겨놓기 위하여, 상기 연결 수단을 통해 상기 비행체의 머리 부분과 상기 풍동 장치가 연결되는 것을 특징으로 하는 비행체 안정성 분석 시스템.
wind tunnel device for generating wind;
an aircraft connected to the wind tunnel device by a connecting means and whose motion is changed by the wind generated by the wind tunnel device;
a first photographing means for photographing a side image for analyzing a pitch motion of the vehicle while being disposed on the side of the vehicle;
a second photographing means for photographing a rear image for analyzing a roll motion and a yaw motion of the vehicle while being disposed on the rear side of the vehicle; and
By analyzing the images captured by the first and second photographing means, the change in pitch motion, roll motion and yaw motion with respect to the aircraft is analyzed while ignoring the motion of the connecting means, which is an axis with no change in position. and a control means for analyzing the stability of the vehicle based on changes in pitch motion, roll motion and yaw motion analyzed with respect to the vehicle
includes,
the aircraft is
Aircraft stability analysis system, characterized in that the head of the aircraft and the wind tunnel device are connected through the connecting means in order to limit the translational motion of the aircraft while leaving only the rotational motion component.
제1항에 있어서,
상기 풍동 장치는
바람 발생 장치와 정류 격자를 포함하며,
상기 정류 격자는
상기 바람 발생 장치와 상기 비행체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 비행체 안정성 분석 시스템.
According to claim 1,
The wind tunnel device
including a wind generator and a commutation grid,
The rectification grid is
Vehicle stability analysis system, characterized in that disposed between the wind generating device and the vehicle.
제1항에 있어서,
상기 비행체는
주날개에 대한 위치 변화가 가능하고, 상기 주날개의 시위선(chord line)에 대한 각도 변화가 가능한 것을 특징으로 하는 비행체 안정성 분석 시스템.
According to claim 1,
the aircraft is
A vehicle stability analysis system, characterized in that a change in position with respect to the main wing is possible, and an angle change with respect to the chord line of the main wing is possible.
제1항에 있어서,
상기 제어 수단은
상기 비행체의 평형위치에 대한 각도변화를 미급감쇠함수 모델과 임계감쇠함수 모델 중 적어도 하나의 모델로 근사하여 분석함으로써, 상기 비행체의 안정성을 분석하는 것을 특징으로 하는 비행체 안정성 분석 시스템.
According to claim 1,
the control means
Vehicle stability analysis system, characterized in that by analyzing the angular change with respect to the equilibrium position of the vehicle by approximating it with at least one of a slight attenuation function model and a critical attenuation function model, to analyze the stability of the vehicle.
삭제delete 간이 풍동 장치에 연결된 비행체의 피치 모션을 분석하기 위한 측면 영상-상기 측면 영상은 상기 비행체의 측면에 배치된 제1 촬영 수단에 의해 촬영됨-과 상기 비행체의 롤 모션과 요 모션을 분석하기 위한 후면 영상-상기 후면 영상은 상기 비행체의 후면에 배치된 제2 촬영 수단에 의해 촬영됨-을 수신하는 단계;
상기 수신된 측면 영상과 후면 영상의 분석을 통해, 위치 변화가 없는 축인 상기 연결 수단의 모션을 무시하며 상기 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하는 단계; 및
상기 비행체에 대하여 분석된 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화에 기초하여 상기 비행체의 안정성을 분석하는 단계
를 포함하며,
상기 비행체는
상기 비행체의 병진 운동을 제한하면서 회전 운동 성분만 남겨놓기 위하여, 상기 비행체의 머리 부분과 상기 풍동 장치가 연결되는 것을 특징으로 하는 비행체 안정성 분석 방법.
A side image for analyzing the pitch motion of the vehicle connected to the simple wind tunnel device - the side image is taken by the first photographing means disposed on the side of the vehicle - and the rear side for analyzing the roll motion and yaw motion of the vehicle receiving an image, wherein the rear image is photographed by a second photographing means disposed on the rear of the vehicle;
analyzing the changes in pitch motion, roll motion and yaw motion with respect to the vehicle while ignoring the motion of the connecting means, which is an axis with no position change, through analysis of the received side image and rear image; and
Analyzing the stability of the vehicle based on changes to the analyzed pitch motion, roll motion and yaw motion with respect to the vehicle
includes,
the aircraft is
Aircraft stability analysis method, characterized in that the head of the aircraft and the wind tunnel device are connected in order to limit the translational motion of the aircraft while leaving only the rotational motion component.
제6항에 있어서,
상기 간이 풍동 장치는
바람을 발생시키는 바람 발생 장치와 정류 격자를 포함하며,
상기 정류 격자는
상기 바람 발생 장치와 상기 비행체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 비행체 안정성 분석 방법.
7. The method of claim 6,
The simple wind tunnel device
It includes a wind generating device for generating wind and a rectifying grid,
The rectification grid is
Vehicle stability analysis method, characterized in that disposed between the wind generating device and the vehicle.
제6항에 있어서,
상기 비행체의 주날개에 대한 위치 또는 상기 주날개의 시위선(chord line)에 대한 각도를 변화시키는 단계
를 더 포함하고,
상기 변화를 분석하는 단계는
상기 주날개에 대한 위치 변화 또는 상기 시위선에 대한 각도 변화 상태에서 상기 수신된 측면 영상과 후면 영상의 분석을 통해 상기 주날개에 대한 위치 변화 또는 상기 시위선에 대한 각도 변화에 따른 상기 비행체에 대한 피치 모션, 롤 모션과 요 모션에 대한 변화를 분석하는 것을 특징으로 하는 비행체 안정성 분석 방법.
7. The method of claim 6,
Changing the position of the vehicle with respect to the main wing or the angle with respect to the chord line of the main wing
further comprising,
Analyze the change
Through the analysis of the received side image and rear image in the state of change of position with respect to the main wing or change of angle with respect to the chord line, An aircraft stability analysis method, characterized in that it analyzes changes in pitch motion, roll motion and yaw motion.
제6항에 있어서,
상기 안정성을 분석하는 단계는
상기 비행체의 평형위치에 대한 각도변화를 미급감쇠함수 모델과 임계감쇠함수 모델 중 적어도 하나의 모델로 근사하여 분석함으로써, 상기 비행체의 안정성을 분석하는 것을 특징으로 하는 비행체 안정성 분석 방법.
7. The method of claim 6,
The step of analyzing the stability is
Air vehicle stability analysis method, characterized in that by analyzing the angular change with respect to the equilibrium position of the vehicle by approximating it with at least one of a slight attenuation function model and a critical attenuation function model, to analyze the stability of the vehicle.
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