KR20050080536A - 저진동 복합보 및 그 복합보가 구비된 블레이드 구조 - Google Patents

저진동 복합보 및 그 복합보가 구비된 블레이드 구조 Download PDF

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KR20050080536A
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Abstract

본 발명은 헬기, 풍차, 항공기 등의 블레이드에 관한 것으로, 하나의 라미나에 -θ, 0 및 +θ중 하나의 섬유각이 길이를 따라 일정하게 형성된 적어도 하나의 일종 라미나와; 이 일종 라미나와 조합되어 적층되고 하나의 라미나에 -θ와 +θ의 두 가지 섬유각이 길이를 따라 일정간격을 두고 번갈아 형성된 적어도 하나의 이종 라미나로 이루어진 것을 특징으로 한다. 그에 따라, 본 발명은 헬기, 풍차, 항공기 등의 블레이드 안에 장착되는 복합보의 동적 허브작용 하중을 낮추어 궁극적으로 블레이드로부터 허브를 통해 해당기기의 동체로 전달되는 진동을 현저히 줄일 수 있게 한다.

Description

저진동 복합보 및 그 복합보가 구비된 블레이드 구조{COMPOSITE BEAM FOR REDUCING VIBRATION AND BLADE STRUCTURE WITH THE BEAM}
본 발명은 헬기, 풍차, 항공기 등의 블레이드에 관한 것으로, 특히 블레이드 내에 마련되는 보(spar)의 적층 라미나중 소정 라미나에 길이를 따라 지그재그 형태로 섬유각을 다르게 형성하여, 블레이드가 공기유체 속에서 회전될 때 발생되는 동적 허브작용 하중을 근본적으로 낮춤으로써 궁극적으로 그 블레이드로부터 허브를 통해 해당기기의 동체로 가해지는 동적 허브작용 하중에 의한 동체의 진동을 현저히 줄일 수 있도록 한 저진동 복합보 및 그 복합보가 구비된 블레이드 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 헬기, 풍차, 항공기 등의 허브(1)에는 도 1에 도시된 바와 같이 유연보(2)가 마련되며, 이 유연보의 자유단에는 지지체 역할을 하는 중공형태의 보(3)와, 이 보의 주변을 유선형 형태로 둘러싸서 공기의 저항을 최소한으로 줄이는 외피물(4)로 이루어진 블레이드(5)가 리벳 등과 같은 패스너를 통해 고정되어 있다.
여기에서, 상기 보(3)의 일측부와 외피물(4)의 후측 모서리 사이의 내부공간에는 벌집형코어(6)가 충진되어 있고, 그 보(3)의 타측부와 외피물(4)의 전측 모서리 사이의 내부 공간에는 평형추(7)가 설치되어 있으며, 상기 외피물(4)의 전측 곡면부 외면에는 공기유체의 충격으로부터 표면을 보호하는 내마모성캡(8)이 부착되어 있다(도 2 참조).
한편, 상기 보(3)는 그래파이트, 화이버글래스, 에폭시, 아라미드 섬유 등으로부터 선택되는 적어도 하나의 복합재료로 이루어진 여러 개의 라미나(3a)로 이루어져 있으며, 그 결과 상기 보(3)는 금속재료에 비해 높은 비강성(specific stiffness)(동일 중량당 강성) 및 비강도(specific strength) 특성을 나타낸다.
그러나 종래에는, 다수 개의 라미나로 이루어진 보의 각 라미나가 하나의 일정한 섬유각 패턴을 갖는 형태로 이루어져 있었기 때문에 블레이드가 회전될 때마다 큰폭의 동적 허브작용 하중이 발생해 그 블레이드로부터 유연보의 허브를 통해 해당기기의 동체로 그대로 전달됨으로써 해당기기의 동체가 심하게 떨리게 되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 헬기, 풍차, 항공기 등의 블레이드 안에 장착되는 보의 라미나중 소정 라미나에 길이를 따라 지그재그 형태로 섬유각을 다르게 번갈아 형성하여 복합보의 동적 허브작용 하중을 현저히 낮출 수 있도록 하는 저진동 복합보를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 블레이드의 외피물 내에 저진동 복합보를 장착하여 궁극적으로 블레이드로부터 허브를 통해 해당기기의 동체로 전달되는 진동을 현저히 줄일 수 있도록 하는 블레이드 구조를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 저진동 복합보는 하나의 라미나에 -θ, 0 및 +θ중 하나의 섬유각이 길이를 따라 일정하게 형성된 적어도 하나의 일종 라미나와; 이 일종 라미나와 조합되어 적층되고 하나의 라미나에 -θ와 +θ의 두 가지 섬유각이 길이를 따라 일정간격을 두고 번갈아 형성된 적어도 하나의 이종 라미나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 저진동 복합보가 구비된 블레이드 구조는 하나의 라미나에 -θ, 0 및 +θ중 하나의 섬유각이 길이를 따라 일정하게 형성된 적어도 하나의 일종 라미나와, 이 일종 라미나와 조합되어 적층되고 하나의 라미나에 -θ와 +θ의 두 가지 섬유각이 길이를 따라 일정간격을 두고 번갈아 형성된 적어도 하나의 이종 라미나로 이루어진 보와; 적어도 상기 보의 상면과 하면을 긴밀하게 둘러싸고 익형(단면모양)이 유선형으로 이루어진 적어도 한 층의 외피물과; 상기 외피물의 전측 모서리에 부착되어 유체의 강한 충격으로부터 표면을 보호하는 내마모성캡으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도 3 내지 도 22를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 사각형 저진동 복합보와 그 복합보를 구비한 블레이드 구조를 보여주는 개략 부분확대 단면 사시도이고, 도 4는 도 3의 블레이드 구조의 개략 평면도와 측면도이다.
본 발명에 따른 저진동 복합보(9)는 도 3 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 하나의 라미나에 -θ, 0 및 +θ중 하나의 섬유각이 길이를 따라 일정하게 형성된 적어도 하나의 일종 라미나(10)와;
이 일종 라미나와 조합되어 적층되고 하나의 라미나에 -θ와 +θ의 두 가지 섬유각이 길이를 따라 일정간격을 두고 번갈아 형성된 적어도 하나의 이종 라미나(11)로 이루어진 구조로 이루어져 있다.
여기에서, 상기 보(9)의 폭방향 종단면 형태는 사각형(9a), D자형(9b), 타원형(9c), 유선형(9d), I자형(9e)중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 I자형 보(9e)는 상하부 지지부분(9ee)이 내측을 향해 일정곡률을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다(도 13 참조). 또한, 상기 이종 라미나(11)의 -θ와 +θ간의 경계점은 굽힘 2차모드의 변곡점과 노드점에 형성되는 것이 바람직하다(도 16 내지 도 18 참조).
상기 이종 라미나(11)는 각 구간의 경계면이 열접착 또는 접착제 등에 의해 일체로 고정된 후 인접한 두 개의 라미나(10 또는 11) 사이 또는 인접한 라미나(10 또는 11)와 외피물(4) 사이에 배치되어 오토클레이브 오븐(도시되지 않음) 내에서 열과 압력에 의해 그 인접한 라미나 또는 외피물과 함께 상호 일체로 고정된다(도 5, 도 7, 도 9, 도 11 및 도 13 참조).
그 결과, 상기 이종 라미나(11)의 각도 변경지점에 발생될 수 있는 비균일성을 사전에 제거할 수 있게 되며, 설령 이종 라미나가 라미나적층물의 최외부 또는 라미나적층물의 최내부에 위치하는 경우에도 아래의 실시예에 따른 블레이드의 외피물(4)에 의해 둘러싸여 견고하게 고정되기 때문에 그러한 비균일성은 제거될 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 저진동 복합보가 구비된 블레이드 구조는 하나의 라미나에 -θ, 0 및 +θ중 하나의 섬유각이 길이를 따라 일정하게 형성된 적어도 하나의 일종 라미나(10)와, 이 일종 라미나와 조합되어 적층되고 하나의 라미나에 -θ와 +θ의 두 가지 섬유각이 길이를 따라 일정간격을 두고 번갈아 형성된 적어도 하나의 이종 라미나(11)로 이루어진 보(9)와;
적어도 상기 보(9)의 상면과 하면을 긴밀하게 둘러싸고 익형이 유선형으로 이루어진 적어도 한 층의 외피물(4)과;
상기 외피물(4)의 전측 모서리에 부착되어 유체의 강한 충격으로부터 표면을 보호하는 내마모성캡(8)으로 이루어져 있다(도 3 내지 도 13 참조).
여기에서, 상기 보(9)의 폭방향 종단면 형태는 사각형(9a), D자형(9b), 타원형(9c), 유선형(9d), I자형(9e)중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 각 사각형 보(9a)와 타원형 보(9c)는 외피물(4)의 내부 양측에 일정 내부공간을 형성하도록 그 외피물 안에 배치되고 상기 외피물(4)의 전측 내부공간에는 평형추(7)가 마련되며, 반대편 내부공간에는 충전재(12)가 채워진 구조로 이루어져 있다(도 4와 도 5 및 도 8과 도 9 참조).
상기 D자형 보(9b)는 그 D자형 보의 라운드진 부분이 상기 외피물(4)의 전측 모서리 내측과 긴밀하게 마주하도록 배치되고 반대편 내부공간에는 충전재(12)가 채워진 구조로 이루어져 있다(도 6과 도 7 참조).
상기 유선형 보(9d)는 외피물(4)의 내부공간에 상호 긴밀하게 배치되고 그 유선형 보(9d)의 내부에는 충전재(12)가 채워진 구조로 이루어져 있다(도 10과 도 11 참조).
상기 I자형 보(9e)는 외피물(4)의 내부공간 2개소에 상호 마주하도록 각각 배치되고 그 각 I자형 보(9e)의 상하부 지지부분(9ee)은 외피물(4)의 내면과 긴밀하게 마주하며, 그 외피물과 두 I자형 보(9e) 사이의 내부공간에는 충전재(12)가 채워진 구조로 이루어 있다(도 12와 도 13 참조).
상기 각 충전재(12)는 벌집형코어(6)와 포움형코어(6a)중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 바와 같은 보(9)의 각 라미나(10,11)는 높은 비강성과 비강도 특성을 갖는 그래파이트, 화이버글래스, 에폭시, 아라미드 섬유 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 복합재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
다른 한편, 상기 이종 라미나(11)는 인접한 일종 라미나(10) 또는 외피물(4)에 의해 감싸져 상호 일체로 고정되기 때문에 작업자가 의도하지 않은 한 소정 설계조건 하의 어떤 충격에도 분리되지 않게 된다.
[실시예]
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저진동 복합보와 종래 기술에 따른 복합보를 헬기나 풍차 등의 블레이드에 각각 적용하여 해당 블레이드를 회전운동시켰을 때 발생되는 각 블레이드의 진동운동의 차이를 알아보기 위해 다음과 같은 실험을 하였다.
먼저, 종래 기술에 따른 무연계 복합보(하나의 라미나에 섬유각이 0° 와 90°중 어느 하나로 이루어진 라미나 적층물)와 연계 1 복합보(하나의 라미나에 섬유각이 -θ 와 +θ중 어느 하나로 이루어진 라미나 적층물)를 마련하고, 아울러 상기 무연계 복합보와 연계 1 복합보와 대비되도록 본 발명에 따른 연계 2 복합보(하나의 라미나에 -θ와 +θ의 두 가지 섬유각이 길이를 따라 일정간격을 두고 번갈아 형성된 라미나 적층물)를 마련하여 하였다(도 14 내지 도 16 참조).
여기에서, 상기 연계 2 복합보를 구성하는 소정 이종 라미나(11)를 Ⅰ구간, Ⅱ구간, Ⅲ구간으로 나누고, 그 Ⅰ구간과 인접하는 Ⅱ구간, 그리고 그 Ⅱ구간과 인접하는 Ⅲ구간의 섬유각을 서로 다르게 형성하였다.
상기 Ⅰ구간(r1)의 길이는 그 복합보의 시작점으로부터 0.2R(복합보의 길이), 섬유각 -15°; 상기 Ⅱ구간(r2)의 길이는 그 복합보의 시작점으로부터 0.8R, 섬유각 +15°; 상기 Ⅲ구간의 길이는 R의 나머지 부분, 섬유각 -15°로 형성하였고, 상기 이종 라미나(11)의 -θ와 +θ간의 경계점은 굽힘 2차모드의 변곡점과 노드점 부분에 형성하였다(도 16 내지 도 18 참조).
상기 복합보는 폭(w); 0.02R, 높이; 0.01R, 두께(t); 0.01c(익현의 길이)의 비로 제작되었으며, 상기 c는 0.08R(블레이드의 길이)이다(도 17 참조).
그런 다음, 상기 무연계 복합보와 연계 1 복합보를 각각 해당 외피물 안에 장착하여 종래 기술에 따른 블레이드를 구성하고, 아울러 연계 2 복합보를 외피물 안에 장착하여 본 발명에 따른 블레이드를 구성하였으며, 상기 각 해당 블레이드의 나머지 구성요소들에 대해서는 실험의 신뢰도를 높일 수 있도록 서로 동일한 조건으로 구성하였다.
그런 다음, 상기 각 블레이드를 진공상태에서 회전시켜 본 결과, 상기 무연계 복합보의 굽힘 1차모드와, 연계 1 복합보 및 연계 2 복합보의 비틀림 1차모드 특성이 도 19의 그래프와 같이 나타났고, 아울러 무연계 복합보의 굽힘 2차모드와, 상기 연계 1 복합보 및 연계 2 복합보의 비틀림 2차모드 특성이 도 20의 그래프와 같이 나타났다.
여기에서, 무연계나 연계 1, 그리고 연계 2 복합보에서 굽힘모드의 형상변화는 없으나 비틀림 모드는 현저하게 변화됨을 알 수 있다. 이러한 비틀림 모드의 형상변화는 1차 진동모드나 2차 진동모드에서 공통적으로 관찰되며, 기존의 무연계 복합보나 연계 1 복합보에 비해 연계 2 복합보가 진동제어에 효과적으로 이용될 수 있음을 확인할 수 있다.
한편, 상기 각 무연계 복합보, 연계 1 복합보 및 연계 2 복합보의 길이방향, 측방향 및 수직방향 전단력이 도 21의 그래프와 같이 나타났고, 아울러 상기 각 무연계 복합보, 상기 연계 1 복합보 및 연계 2 복합보의 피칭, 롤링 및 요잉 모멘트가 도 22의 그래프와 같이 나타났다.
여기에서, 본 발명에 따른 연계 2 복합보의 수직 전단력이 종래 기술에 따른 연계 1 복합보의 것 보다 약간 높은 것을 제외하고는 그 연계 2 복합보의 길이방향 및 측방향 전단력이 무연계 복합보와 연계 1 복합보의 것보다 낮았으며, 아울러 본 발명에 따른 연계 2 복합보의 요잉 모멘트가 종래 기술에 따른 연계 1 복합보의 것 보다 약간 높은 것을 제외하고는 그 연계 2 복합보의 피칭 및 롤링 모멘트가 무연계 복합보와 연계 1 복합보의 것보다 낮게 발생하였다.
즉, 본 발명에 따른 연계 2 복합보는 종래 기술에 따른 무연계 복합보와 연계 1 복합보에 비해 대체적으로 전단력과 모멘트를 낮게 발생시키기 때문에 해당기기의 블레이드에 본 발명에 따른 연계 2 복합보를 적용시키게 되면 블레이드로부터 허브를 통해 해당기기의 동체로 전달되는 동적 허브작용 하중을 현저히 줄일 수 있게 된다.
다른 한편, 본 발명에 따른 연계 2 복합보가 적용된 블레이드를 헬기나 풍차 등에 장착하여 회전시킬 때 그 연계 2 복합보의 적층 라미나중 소정 라미나에 길이를 따라 지그재그 형태로 섬유각을 다르게 형성하면 블레이드의 동적 허브작용 하중도 달라지는 것을 수학적으로 설명하면 아래와 같다.
먼저, 블레이드의 지배 운동방정식은 Hamilton 원리에 입각하여 구할 수 있으며, 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
〔수학식 1〕
여기에서, 상기 t1 과 t2는 임의의 시간, 상기 각 는 블레이드의 변형율에너지 변분, 운동에너지 변분 및 공기력에 의한 가상일 변분을 나타내며, 상기 변형율에너지 변분의 수식은 다음과 같이 표현된다.
〔수학식 2〕
여기에서, 상기 R은 블레이드의 길이, 상기 A는 블레이드의 단면적, 그리고 상기 각 x,y,z은 블레이드의 좌표를 나타내고(도 1 참조), 상기 각 은 수직응력과 전단응력을 나타내며, 상기 각 은 상기 각 응력에 대응되는 변형율 성분을 나타낸다. 한편, 2차원 평면응력 상태를 가정했을 때 xy 및 xz 평면에 대한 복합보 라미나의 응력 및 변형율 관계식은 다음과 같이 표현된다.
〔수학식 3〕
〔수학식 4〕
이때, 상기 강성계수 Cij 성분들은 아래와 같이 정의된다.
〔수학식 5〕
여기에서, 상기 는 복합보 라미나의 환원강성계수를 나타내며, 그들의 각 성분은 다음과 같다.
〔수학식 6〕
여기에서, 상기 θ는 복합보 라미나의 섬유각을 나타내며, 상기Qij는 복합보 라미나의 강성계수이다. 한편, 2차 비선형도를 고려하여 얻은 변위-변형도 관계식은 다음과 같다.
〔수학식 7〕
여기에서, 상기 각 u, v, w 및 φ는 블레이드의 길이, 래그 및 플랩 변위, 그리고 비틀림 변위를 나타내고, 상기 상첨자 '은 x에 대한 적분, λT는 비틀림 워핑, θ0는 초기 비틀림각, 는 블레이드의 기하학적 비틀림각을 나타낸다.
상기 수학식 3,4와 수학식 7을 변형율에너지식 수학식 2에 대입하면 블레이드의 변위성분들로 구성된 변형율에너지식을 얻을 수 있다. 한편, 상기 수학식 1의 운동에너지 변분과 가상일의 변분은 다음과 같이 표현된다.
〔수학식 8〕
〔수학식 9〕
상기 수학식 8에서 상기 ρ는 블레이드의 밀도, 는 허브에 대한 블레이드의 임의지점의 상대속도이다. 또한, 상기 수학식 9에서 상기 각 Lu, Lv, Lw , Mψ는 인장, 래그, 플랩, 그리고 피칭 모멘트 하중을 나타낸다. 상기 수학식 2, 수학식 8 및 수학식 9를 상기 수학식 1에 대입하여 정리하면, 블레이드의 변위성분들에 의한 지배 운동방정식을 얻을 수 있게 된다. 그 지배 운동방정식에 유한요소법을 적용하여 이산화된 블레이드 지배 운동방정식을 구성하면 다음과 같은 2계 상미분 운동방정식이 얻어진다.
〔수학식 10〕
여기에서, 상기 각 M, C, K, F는 질량, 감쇠, 강성행렬 및 외력벡터를 나타내며, q는 블레이드의 일반화 좌표이다.
헬기나 풍차의 허브에는 해당 블레이드의 운동으로 인해 발생되는 공기력과 관성력에 의해 주기적인 하중이 가해지며, 이러한 허브작용 하중은 Nb 개의 블레이드에 작용하는 회전하중들을 합산하여 구해진다. 이러한 방법을 힘 합산법(Force Summation Method)이라 부르며, 그 힘 합산법을 이용하여 허브작용 하중을 회전좌표계에 대한 하중들로 표시하면 다음과 같다.
〔수학식 11〕
여기에서, 상기 βp는 초기 원추각(precone angle), ψ는 블레이드 회전면의 방위각, 상기 각 F와 M은 전단력과 모멘트 성분을 나타낸다. 상기 수학식 11에서 상첨자 m은 m번째 블레이드를 의미하고, 상첨자 H는 비회전 좌표계인 허브를 의미한다. 상기 수학식 11에서 m번째 블레이드에 대한 회전하중성분들은 다음과 같은 식으로 구해진다.
〔수학식 12〕
여기에서, 상기 각 Lu, Lv, Lw와 Mu, Mv, Mw 는 블레이드의 운동방향 u, v, w에 따른 하중 및 모멘트 성분들을 나타내며, 이들은 2차원 준정상 공기력 이론을 적용하여 구하게 된다.
일반적으로, Nb 개의 블레이드로 이루어진 로우터의 경우 Nb/rev 하중이 허브에 수직한 방향으로 전달된다. 이러한 Nb/rev 허브작용 하중들을 Fourier급수를 이용하여 고차 조화항들로 분리하면 해당기기의 동체에 전달되는 Nb/rev 허브작용 하중을 구할 수 있게 된다. 허브작용 하중에 대한 최종적인 식은 다음과 같이 표현된다.
〔수학식 13〕
여기에서, 상기 f0는 Nb/rev 허브작용 하중의 정상상태 성분을 나타내고, 상기 각 fnc 및 fns는 그 Nb/rev 동적 허브작용 하중의 여현 및 정현 성분을 나타낸다.
결론적으로, 헬기나 풍차 등의 블레이드를 구성하는 복합보의 적층 라미나중 소정 라미나의 섬유각을 그 라미나의 길이를 따라 다르게 형성하는 경우, 허브에 전달되는 Nb/rev 하중의 크기가 달라짐을 알 수 있으며, 블레이드의 설계시 이러한 특성을 이용하면 진동이 최소화된 최적의 블레이드를 제작할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 헬기, 풍차, 항공기 등의 블레이드 안에 장착되는 보의 적층 라미나중 소정 라미나에 길이를 따라 -θ인 구간과 +θ인 구간으로 섬유각을 번갈아 다르게 적층하여 복합보의 동적 허브작용 하중을 현저히 낮출 수 있게 한다.
또한, 본 발명은 블레이드의 외피물 내에 저진동 복합보를 장착하여 궁극적으로 블레이드로부터 허브를 통해 해당기기의 동체로 전달되는 진동을 현저히 줄일 수 있게 한다.
도 1은 일반적으로 헬기나 풍차 등에 적용되는 블레이드를 보여주는 개략 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 복합보와 그 복합보를 구비한 블레이드 구조를 보여주는 개략 부분확대 단면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 사각형 저진동 복합보와 그 복합보를 구비한 블레이드 구조를 보여주는 개략 부분확대 단면 사시도.
도 4는 도 3의 블레이드 구조의 개략 평면도와 측면도.
도 5는 도 4의 블레이드 구조의 개략 측면 확대도.
도 6은 본 발명에 따른 D자형 저진동 복합보와 그 복합보를 구비한 블레이드 구조를 보여주는 개략 평면도와 측면도.
도 7은 도 6의 블레이드 구조의 개략 측면 확대도.
도 8은 본 발명에 따른 타원형 저진동 복합보와 그 복합보를 구비한 블레이드 구조를 보여주는 개략 평면도와 측면도.
도 9는 도 8의 블레이드 구조의 개략 측면 확대도.
도 10은 본 발명에 따른 유선형 저진동 복합보와 그 복합보를 구비한 블레이드 구조를 보여주는 개략 평면도와 측면도.
도 11은 도 10의 블레이드 구조의 개략 측면 확대도.
도 12는 본 발명에 따른 I자형 저진동 복합보와 그 복합보를 구비한 블레이드 구조를 보여주는 개략 평면도와 측면도.
도 13은 도 12의 블레이드 구조의 개략 측면 확대도.
도 14는 종래 기술에 따른 무연계 복합보를 보여주는 개략 도면.
도 15는 종래 기술에 따른 연계 1 복합보를 보여주는 개략 도면.
도 16은 본 발명에 따른 연계 2 복합보를 보여주는 개략 도면.
도 17은 본 발명에 따른 연계 2 복합보의 기하학적 치수관계를 보여주는 개략 도면.
도 18은 본 발명에 따른 연계 2 복합보를 회전시켰을 때 굽힘진동 2차모드를 보여주는 도면.
도 19는 종래 기술에 따른 무연계 복합보 및 연계 1 복합보와, 본 발명에 따른 연계 2 복합보의 굽힘 1차모드와 비틀림 1차모드의 특성을 보여주는 그래프.
도 20은 종래 기술에 따른 무연계 복합보 및 연계 1 복합보와, 본 발명에 따른 연계 2 복합보의 굽힘 2차모드와 비틀림 2차모드의 특성을 보여주는 그래프.
도 21은 종래 기술에 따른 무연계 복합보 및 연계 1 복합보와, 본 발명에 따른 연계 2 복합보의 길이방향, 측방향 및 수직방향 전단력의 특성을 보여주는 그래프.
도 22는 종래 기술에 따른 무연계 복합보 및 연계 1 복합보와, 본 발명에 따른 연계 2 복합보의 피칭, 롤링 및 요잉 모멘트의 특성을 보여주는 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 허브 2: 유연보
4: 외피물 5: 블레이드
6: 벌집형코어 6a: 포움형코어
7: 평형추 8: 내마모성캡
9: 보 9a: 사각형보
9b: D자형보 9c: 타원형보
9d: 유선형보 9e: I자형보
9ee: 지지부분 10: 일종 라미나
11: 이종 라미나 12: 충전재

Claims (6)

  1. 하나의 라미나에 -θ, 0 및 +θ중 하나의 섬유각이 길이를 따라 일정하게 형성된 적어도 하나의 일종 라미나와;
    이 일종 라미나와 조합되어 적층되고 하나의 라미나에 -θ와 +θ의 두 가지 섬유각이 길이를 따라 일정간격을 두고 번갈아 형성된 적어도 하나의 이종 라미나
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 저진동 복합보.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보의 폭방향 종단면 형태는 사각형, D자형, 타원형, 유선형, I자형중 어느 하나인 것인 저진동 복합보.
  3. 제2항에 있어서, 상기 I자형 보는 상하부 지지부분이 내측을 향해 일정곡률을 이루는 것인 저진동 복합보.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이종 라미나의 -θ와 +θ간의 경계점은 굽힘 2차모드의 변곡점과 노드점에 형성되는 것인 저진동 복합보.
  5. 하나의 라미나에 -θ, 0 및 +θ중 하나의 섬유각이 길이를 따라 일정하게 형성된 적어도 하나의 일종 라미나와, 이 일종 라미나와 조합되어 적층되고 하나의 라미나에 -θ와 +θ의 두 가지 섬유각이 길이를 따라 일정간격을 두고 번갈아 형성된 적어도 하나의 이종 라미나로 이루어진 보와;
    적어도 상기 보의 상면과 하면을 긴밀하게 둘러싸고 익형이 유선형으로 이루어진 적어도 한 층의 외피물과;
    상기 외피물의 전측 모서리에 부착되어 유체의 강한 충격으로부터 표면을 보호하는 내마모성캡
    으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저진동 복합보가 구비된 블레이드 구조.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보의 폭방향 종단면 형태는 사각형, D자형, 타원형, 유선형, I자형중 어느 하나인 것인 저진동 복합보가 구비된 블레이드 구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140118797A (ko) * 2013-03-28 2014-10-08 에어버스 헬리콥터스 도이칠란트 게엠베하 복합 매트릭스 재료의 바
CN115675853A (zh) * 2022-10-24 2023-02-03 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 一种具有双掠式外形的桨叶结构

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