KR20120068187A - Apparatus and method for testng rotation of helicopter rotor system - Google Patents

Apparatus and method for testng rotation of helicopter rotor system Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A rotation testing device and rotation testing method of a helicopter rotor system are provided to simply and efficiently conduct a static test and a wind tunnel test of a rotor system under the same condition of an actual helicopter. CONSTITUTION: A rotation testing device and rotation testing method of a helicopter rotor system comprises a rotation balance(110), a pitch control unit(120), a driving unit(130), a fixing balance(140), a fairing mounting unit(150), and a body tilting unit(160), and a supporter(170). The rotation balance measures loads generated in a rotor system. The pitch control unit controls a pitch angle of a rotor blade of the rotor system. The driving unit supports the rotation balance and pitch control unit and supplies a driving force to a rotor rotary shaft of the rotor system. The fixing balance measures loads generated in a body including the rotor system, the pitch control unit, and the driving unit. The fairing mounting unit is comprised in one side of the fixing balance. The rotor system, the rotation balance, the pitch control unit, the driving unit, the fixing balance, the fairing mounting unit, and the body tilting unit are loaded on the supporter.

Description

헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TESTNG ROTATION OF HELICOPTER ROTOR SYSTEM}Rotation test device and rotation test method of helicopter rotor system {APPARATUS AND METHOD FOR TESTNG ROTATION OF HELICOPTER ROTOR SYSTEM}

본 발명은 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헬리콥터에 사용되는 로터 시스템 개발 및 관련 기술 개발에 필요한 로터 시스템의 회전 시험을 지상과 풍동의 내부에서 간편하게 수행할 수 있는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a rotation test apparatus and a rotation test method of a helicopter rotor system, and more particularly, it is possible to easily perform the rotation test of the rotor system required for the development of a rotor system used in a helicopter and related technologies within the ground and the wind tunnel. And a rotation test apparatus and a rotation test method of the helicopter rotor system.

일반적으로, 풍동(wind tunnel)은 항공기나 그 밖의 기계 또는 어떤 물체의 모형이 대기 중에서 움직일 때 나타나는 영향이나 공기 저항을 연구하기 위해 인공적으로 빠르고 강한 공기흐름을 일으키는 장치이다. In general, wind tunnels are artificially fast and strong airflow devices that study the effects or air resistance of aircraft, other machines, or models of objects moving in the atmosphere.

그리고, 풍동 시험(wind tunnel testing)은 구조물 등에 바람이 미치는 영향을 살피는 시험으로써, 특히 항공기 분야에 많이 적용되는 시험 방법이다. 구체적으로 설명하면, 풍동 시험이란 항공기가 대기 중을 비행하는 상태를 지상에서 재현하기 위하여 항공기 모델을 고정시키고 일정한 바람을 불어준다. 따라서, 항공기의 개발시 처녀비행 이전에 항공기에 작용하는 토크나 모멘트 등을 측정하여 비행 성능을 예측할 수 있고, 뿐만 아니라 설계시에 예상하지 못한 각종 공기 역학적 현상을 찾아내어 설계과정에 다시 반영할 수 있다.In addition, wind tunnel testing is a test for examining the effect of wind on structures and the like, and is a test method that is particularly applied to the aircraft field. Specifically, the wind tunnel test is to fix the aircraft model and blow a constant wind to reproduce the state of the aircraft flying in the air. Therefore, the flight performance can be predicted by measuring the torque and moment acting on the aircraft prior to the virgin flight during the development of the aircraft, as well as finding and reflecting various aerodynamic phenomena that were not expected at the time of design and reflecting them in the design process. have.

한편, 헬리콥터의 설계시에는 로터 시스템에 관한 회전 시험이 반드시 필요하다. 상기 로터 시스템의 회전 시험은 지상 조건 및 전진 비행 조건에서 각각 수행되고 있다. 특히, 상기의 전진 비행 시험을 위해서는 풍동을 이용하여 시험을 수행하고 있다. 상기 로터 시스템의 전진 비행 조건을 모사하기 위해서는, 상기 풍동의 내부에서 상기 로터 시스템의 회전면을 조정해야 한다.On the other hand, when designing a helicopter, a rotational test on the rotor system is essential. Rotational testing of the rotor system is carried out in ground conditions and forward flight conditions, respectively. In particular, for the forward flight test, the test is performed using the wind tunnel. In order to simulate the forward flight conditions of the rotor system, the plane of rotation of the rotor system must be adjusted inside the wind tunnel.

하지만, 기존의 회전 시험에서는 동체(胴體, fuselage)를 지상에 고정하고 제자리 비행(hover) 시험만을 주로 수행하였다. 또한, 기존의 회전 시험에서는 로터 시스템의 풍동 시험을 수행하는 경우에도 고정 피치각을 이용하여 풍력발전기와 같은 형태로 시험을 진행하였다.However, in the existing rotational test, fuselage was fixed on the ground, and only a hover test was performed. In addition, in the conventional rotational test, even when performing the wind tunnel test of the rotor system, the test was conducted in the form of a wind turbine using a fixed pitch angle.

상기와 같은 기존의 회전 시험에서는, 전진 비행 조건들 중에서 구현이 불가능한 조건이 존재하며, 특히 시험 조건에 따라 장치를 별도로 구성하여 사용하고 있다. 따라서, 기존의 회전 시험은 매우 비효율적이고 불편하므로, 이에 대한 개선이 시급한 실정이다.
In the existing rotation test as described above, there are conditions that cannot be implemented among the forward flight conditions, and in particular, the device is configured and used according to the test conditions. Therefore, the existing rotational test is very inefficient and inconvenient, and there is an urgent need for improvement.

본 발명의 실시예는, 실제 헬리콥터와 동일한 조건에서 로터 시스템의 지상 시험과 풍동 시험을 간편하고 효과적으로 수행할 수 있는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a rotation test apparatus and a rotation test method of a helicopter rotor system that can easily and effectively perform the ground test and the wind tunnel test of the rotor system under the same conditions as the actual helicopter.

또한, 본 발명의 실시예는, 로터 시스템의 지상 시험과 풍동 시험을 하나의 시험 장치로 모두 수행할 수 있는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법을 제공한다.In addition, an embodiment of the present invention provides a rotation test apparatus and a rotation test method of a helicopter rotor system capable of performing both the ground test and the wind tunnel test of the rotor system with one test device.

또한, 본 발명의 실시예는, 로터 시스템의 풍동 시험시 로터 시스템을 포함하는 동체에 발생되는 하중을 측정하여 로터 시스템의 로터 트림(rotor trim)을 실시간으로 조절할 수 있는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법을 제공한다.
In addition, the embodiment of the present invention, the rotation test apparatus of the helicopter rotor system that can adjust the rotor trim (rotor trim) of the rotor system in real time by measuring the load generated in the fuselage including the rotor system during the wind tunnel test of the rotor system And a rotation test method.

본 발명의 일실시예에 따르면, 헬리콥터에 사용되는 로터 시스템의 작동시 상기 로터 시스템에 발생되는 하중을 측정하도록 상기 로터 시스템의 하부에 구비된 회전 밸런스, 상기 로터 시스템의 로터 블레이드의 피치각을 조정할 수 있도록 상기 회전 밸런스와 연결된 피치 조정 유닛, 상기 회전 밸런스와 상기 피치 조정 유닛을 지지하기 위하여 상기 피치 조정 유닛의 하부에 구비되고 상기 로터 시스템의 로터 회전축에 구동력을 제공하도록 상기 로터 회전축과 연결된 구동 유닛, 상기 로터 시스템, 상기 피치 조정 유닛, 및 상기 구동 유닛을 포함하는 동체에 발생되는 하중을 측정하도록 상기 구동 유닛의 하부에 구비된 고정 밸런스, 상기 고정 밸런스의 일측에 구비되어 페어링이 장착되는 페어링 장착 유닛, 상기 동체를 기울일 수 있도록 상기 고정 밸런스의 하측에 구비된 동체 기울임 유닛, 및 상기 로터 시스템, 상기 회전 밸런스, 상기 피치 조정 유닛, 상기 구동유닛, 상기 고정 밸런스, 상기 페어링 장착 유닛, 및 상기 동체 기울임 유닛이 탑재되는 지지대를 포함하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치를 제공한다.According to one embodiment of the invention, the rotational balance provided on the lower portion of the rotor system, the pitch angle of the rotor blades of the rotor system to adjust the load generated in the rotor system when operating the rotor system used in the helicopter A pitch adjustment unit connected to the rotation balance so as to support the rotation balance and the pitch adjustment unit, and a drive unit connected to the rotor rotation shaft to provide a driving force to the rotor rotation shaft of the rotor system. And a fairing balance provided on one side of the fixed balance and a fairing mounted on one side of the fixed balance so as to measure a load generated on the body including the rotor system, the pitch adjusting unit, and the drive unit. Unit, the height to tilt the fuselage Helicopter including a body tilting unit provided on the lower side of the balance, and a support on which the rotor system, the rotational balance, the pitch adjustment unit, the drive unit, the fixed balance, the pairing mounting unit, and the body tilting unit are mounted. Provided is a rotation test apparatus of a rotor system.

상기 회전 밸런스의 상부에는 상기 로터 시스템과 연결되는 로터 시스템 연결부가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 로터 시스템 연결부는 상기 로터 시스템과의 연결 구조에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.The upper portion of the rotation balance may be provided with a rotor system connecting portion connected to the rotor system. Here, the rotor system connection portion may be formed in a shape corresponding to the connection structure with the rotor system.

상기 회전 밸런스에는 상기 로터 시스템의 작동시 상기 로터 시스템에 발생하는 하중을 측정하도록 상기 로터 회전축과 연결된 하중 감지부가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 하중 감지부는 다축 로드셀 형상으로 형성될 수 있다.The rotation balance may be provided with a load sensing unit connected to the rotor shaft to measure the load generated in the rotor system when the rotor system is operating. Here, the load sensing unit may be formed in a multi-axis load cell shape.

예를 들면, 상기 회전 밸런스는, 상기 로터 시스템과 연결되는 로터 시스템 연결부가 구비된 제1 회전 밸런스, 및 상기 제1 회전 밸런스의 하부에 장착되고 상기 로터 시스템의 작동시 상기 로터 시스템에 발생하는 하중을 측정하도록 상기 로터 회전축과 연결된 하중 감지부가 내부에 구비된 제2 회전 밸런스를 구비할 수 있다.For example, the rotational balance may include a first rotational balance having a rotor system connecting portion connected to the rotor system, and a load mounted to the lower portion of the first rotational balance and generated in the rotor system when the rotor system is operated. It may have a second rotational balance provided inside the load sensing unit connected to the rotor rotation shaft to measure the.

그리고, 상기 제1 회전 밸런스는 다양한 종류의 로터 시스템과 연결될 수 있도록 상기 로터 시스템과 상기 제2 회전 밸런스 사이에 교체가 가능하게 구비될 수 있다.The first rotational balance may be interchangeably provided between the rotor system and the second rotational balance so as to be connected to various types of rotor systems.

상기 고정 밸런스에는 상기 동체에 발생되는 다양한 방향의 하중을 측정할 수 있도록 7개의 단축 로드셀로 구성된 하중 감지부가 구비될 수 있다. The fixed balance may be provided with a load sensing unit consisting of seven single-axis load cells to measure the load in various directions generated in the body.

상기 페어링 장착 유닛은 상기 페어링에 발생되는 하중을 측정할 수 있도록 상기 고정 밸런스와 단축 로드셀로 연결될 수 있다.The pairing mounting unit may be connected to the fixed balance and the single-axis load cell to measure the load generated in the pairing.

상기 동체 기울임 유닛은, 상기 고정 밸런스를 회전 가능하게 지지하도록 상기 고정 밸런스와 상기 지지대에 연결된 힌지 부재, 및 상기 고정 밸런스와 상기 지지대 사이에 구비되고 상기 고정 밸런스가 상기 힌지 부재를 중심으로 회전하도록 상기 고정 밸런스에 회전력을 제공하는 회전력 제공 부재를 포함할 수 있다.The fuselage tilting unit may include a hinge member connected to the fixed balance and the support to rotatably support the fixed balance, and between the fixed balance and the support, wherein the fixed balance rotates about the hinge member. It may include a rotational force providing member for providing a rotational force to the fixed balance.

상기 지지대는 상기 로터 시스템의 회전면을 상기 로터 시스템의 회전 직경보다 2배 이상 높게 배치시킬 수 있도록 상하 방향으로 위치가 조절될 수 있다.The support may be adjusted in the vertical direction so that the rotational surface of the rotor system can be disposed at least two times higher than the rotation diameter of the rotor system.

상기와 같이 구성된 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치는, 지상에서 상기 로터 블레이드의 피치각을 조정하면서 상기 로터 시스템과 상기 동체에 발생되는 하중을 측정하는 지상 시험 모드, 및 풍동의 내부에서 상기 동체를 전방으로 기울인 후 상기 로터 블레이드의 피치각을 조정하면서 상기 로터 시스템과 상기 동체에 발생되는 하중을 측정하는 풍동 시험 모드를 구비할 수 있다. The rotation test apparatus of the helicopter rotor system configured as described above is a ground test mode for measuring loads generated on the rotor system and the fuselage while adjusting the pitch angle of the rotor blades on the ground, and forwards the fuselage inside the wind tunnel. It may be provided with a wind tunnel test mode for measuring the load generated in the rotor system and the body while adjusting the pitch angle of the rotor blade after tilting.

한편, 본 실시예의 다른 측면에 따르면, 헬리콥터에 사용되는 로터 시스템의 회전 시험 장치를 지상에 배치하는 단계, 상기 로터 시스템을 작동시키는 단계, 상기 로터 시스템의 하부에 구비된 회전 밸런스를 이용하여 상기 로터 시스템에 발생되는 하중을 측정하는 단계, 상기 로터 시스템의 작동시 상기 회전 시험 장치의 동체에 구비된 고정 밸런스를 이용하여 상기 동체에 발생되는 하중을 측정하는 단계, 상기 회전 밸런스와 상기 고정 밸런스에 측정되는 하중을 이용하여 상기 로터 시스템의 지상 실험 데이터를 획득하는 단계, 상기 회전 시험 장치의 작동을 정지시킨 후 상기 회전 시험 장치를 풍동의 내부에 배치하는 단계, 상기 동체를 전방으로 기울이는 단계, 상기 로터 시스템을 작동시키는 단계, 상기 로터 시스템에 바람을 공급하기 위하여 상기 풍동을 작동시키는 단계, 상기 회전 밸런스를 이용하여 상기 로터 시스템에 발생되는 하중을 측정하는 단계, 상기 로터 시스템의 작동시 상기 고정 밸런스를 이용하여 상기 동체에 발생되는 하중을 측정하는 단계, 상기 고정 밸런스에 측정되는 하중에 따라 상기 로터 시스템의 로터 트림을 정상적으로 유지하는 단계, 및 상기 회전 밸런스와 상기 고정 밸런스에 측정되는 하중을 이용하여 상기 로터 시스템의 풍동 실험 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법을 제공한다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, the step of placing the rotation test apparatus of the rotor system used in the helicopter on the ground, operating the rotor system, using the rotation balance provided in the lower portion of the rotor system Measuring a load generated in the system, measuring a load generated in the fuselage using a fixed balance provided in the fuselage of the rotation test apparatus during operation of the rotor system, and measuring the rotational balance and the fixed balance Acquiring ground experiment data of the rotor system using the load applied, disabling the rotation test apparatus and placing the rotation test apparatus inside the wind tunnel, tilting the fuselage forward, and the rotor Operating the system, to blow air into the rotor system. Operating an air wind tunnel, measuring a load generated in the rotor system using the rotation balance, measuring a load generated in the fuselage using the fixed balance when the rotor system is operated, the fixing Maintaining the rotor trim of the rotor system normally in accordance with the load measured in the balance, and obtaining wind tunnel test data of the rotor system using the load measured in the rotational balance and the fixed balance. Provides a method of rotational testing of the system.

상기 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법은, 상기 로터 시스템을 작동시키는 단계 이전에 실시되고 상기 로터 시스템의 회전 속도, 상기 로터 시스템의 로터 블레이드의 피치각, 상기 풍동의 풍속, 또는 상기 동체의 기울임 각도 중 적어도 하나를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method for testing the rotation of the helicopter rotor system is carried out before the step of operating the rotor system, the rotational speed of the rotor system, the pitch angle of the rotor blades of the rotor system, the wind speed of the wind tunnel, or the tilt angle of the fuselage. The method may further include setting at least one.

상기 동체를 전방으로 기울이는 단계에서는 상기 동체를 설정 기울임 각도로 기울일 수 있다. 상기 로터 시스템을 작동시키는 단계에서는, 상기 로터 시스템의 로터 블레이드를 설정 피치각으로 조정할 수 있고, 상기 로터 시스템을 상기 설정 회전 속도로 작동시킬 수 있다. 상기 풍동을 작동시키는 단계에서는 상기 풍동의 풍속을 설정 풍속까지 점진적으로 증가시킬 수 있다.In the tilting of the body forward, the body may be tilted at a set tilt angle. In the step of operating the rotor system, the rotor blades of the rotor system can be adjusted to a set pitch angle, and the rotor system can be operated at the set rotation speed. In the operation of the wind tunnel, the wind speed of the wind tunnel may be gradually increased to a set wind speed.

상기 회전 시험 장치를 배치하는 단계에서는, 상기 로터 시스템의 회전면을 상기 로터 시스템의 회전 직경보다 2배 이상 높게 배치시킬 수 있도록 상기 로터 시스템의 높이를 조절할 수 있다. In the step of placing the rotation test device, the height of the rotor system can be adjusted so that the rotational surface of the rotor system can be disposed more than twice as high as the rotation diameter of the rotor system.

상기 로터 시스템의 로터 트림을 정상적으로 유지하는 단계에서는, 상기 고정 밸런스에 측정된 하중과 설정 하중을 실시간으로 비교할 수 있고, 상기 측정 하중이 상기 설정 하중보다 크게 검출되면 상기 측정 하중이 상기 설정 하중의 이하로 측정될 때까지 상기 로터 블레이드의 피치각을 조정하여 상기 로터 트림을 정상적으로 유지할 수 있다.
In the step of maintaining the rotor trim of the rotor system normally, the load measured in the fixed balance can be compared with the set load in real time, and if the measured load is detected larger than the set load, the measured load is less than or equal to the set load. The rotor trim may be maintained normally by adjusting the pitch angle of the rotor blade until measured as.

본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법은, 실제 헬리콥터와 동일한 조건에서 로터 시스템의 지상 시험과 풍동 시험을 간편하고 효과적으로 수행할 수 있다.The rotation test apparatus and the rotation test method of the helicopter rotor system according to an embodiment of the present invention, it is possible to easily and effectively perform the ground test and wind tunnel test of the rotor system under the same conditions as the actual helicopter.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법은, 로터 시스템의 지상 시험과 풍동 시험을 하나의 시험 장치로 모두 수행할 수 있다. 따라서, 로터 시스템의 기술 개발 과정을 효과적으로 단축시킬 수 있다.In addition, the rotation test apparatus and the rotation test method of the helicopter rotor system according to an embodiment of the present invention, it is possible to perform both the ground test and the wind tunnel test of the rotor system in one test device. Therefore, the technical development process of the rotor system can be shortened effectively.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법은, 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험시 로터 시스템의 구동력, 로터 블레이드(rotor blade)의 피치각 조절, 동체의 기울임, 로터 시스템과 동체 및 페어링(fairing)에 발생되는 하중 측정 등을 하나의 시험 장치에서 모두 구현할 수 있다. 따라서, 로터 시스템의 지상 시험 및 풍동 시험을 하나의 시험 장치에서 효율적으로 수행할 수 있다.In addition, the rotation test apparatus and the rotation test method of the helicopter rotor system according to an embodiment of the present invention, the driving force of the rotor system, pitch angle adjustment of the rotor blades, tilting of the body, Load measurements on rotor systems, fuselage and fairing can all be accomplished on one test unit. Therefore, the ground test and the wind tunnel test of the rotor system can be efficiently performed in one test apparatus.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법은, 로터 시스템의 풍동 시험시 로터 시스템을 포함하는 동체에 발생되는 하중을 측정하여 로터 시스템의 로터 트림(rotor trim)을 실시간으로 조절할 수 있다. 따라서, 로터 시스템의 풍동 시험시 로터 트림의 조절 방법이 적용되므로, 로터 시스템의 풍동 시험을 안전하게 수행할 수 있을 것이다.In addition, the rotation test apparatus and the rotation test method of the helicopter rotor system according to an embodiment of the present invention, the rotor trim of the rotor system by measuring the load generated in the fuselage including the rotor system during the wind tunnel test of the rotor system (rotor trim) ) Can be adjusted in real time. Therefore, since the adjustment method of the rotor trim is applied during the wind tunnel test of the rotor system, the wind tunnel test of the rotor system may be safely performed.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치 및 회전 시험 방법은, 로터 시스템에 발생되는 하중을 측정하는 회전 밸런스가 교체 가능한 구조로 배치되므로, 로터 시스템의 종류에 따라 회전 밸런스를 적절히 교체하여 하나의 회전 시험 장치에서 다양한 종류의 로터 시스템의 회전 시험을 수행할 수 있다.
In addition, the rotation test apparatus and the rotation test method of the helicopter rotor system according to an embodiment of the present invention, since the rotation balance for measuring the load generated in the rotor system is arranged in a replaceable structure, the rotation balance according to the type of the rotor system Rotational tests of various types of rotor systems can be performed on one rotational tester by appropriate replacement.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전 시험 장치의 회전 밸런스를 나타낸 분해 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 회전 시험 장치의 고정 밸런스에 대한 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법 중에서 지상 시험 방법이 도시된 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법 중에서 풍동 시험 방법이 도시된 순서도이다.1 is a block diagram showing a rotation test apparatus of the helicopter rotor system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded front view showing the rotational balance of the rotation test apparatus shown in FIG. 1.
3 is a diagram schematically showing an internal configuration of the fixed balance of the rotation test apparatus shown in FIG.
Figure 4 is a flow chart illustrating a ground test method of the rotation test method of the helicopter rotor system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart illustrating a wind tunnel test method of the rotation test method of the helicopter rotor system according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 장치(100)가 도시된 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 회전 시험 장치(100)의 회전 밸런스(110)를 나타낸 분해 정면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 회전 시험 장치(100)의 고정 밸런스(140)에 대한 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a configuration diagram showing a rotation test apparatus 100 of the helicopter rotor system 102 according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a rotation balance 110 of the rotation test apparatus 100 shown in FIG. ) Is an exploded front view, and FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an internal configuration of the fixed balance 140 of the rotation test apparatus 100 shown in FIG. 2.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 장치(100)는 회전 밸런스(110), 피치 조정 유닛(120), 구동 유닛(130), 고정 밸런스(140), 페어링 장착 유닛(150), 동체 기울임 유닛(160) 및 지지대(170)을 포함한다. 여기서, 헬리콥터 로터 시스템(102)은 헬리콥터에 사용되는 추진 장치이다. 그리고, 회전 시험 장치(100)의 동체(104)는 로터 시스템(102), 피치 조정 유닛(120), 구동 유닛(130), 및 페어링 장착 유닛(150)을 포함할 수 있다. 하지만, 회전 시험 장치(100)의 동체(104)는 회전 시험 장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 구성으로 형성될 수 있으며, 동체(104)의 개념도 다양하게 설정될 수 있다.1 and 2, the rotation test apparatus 100 of the helicopter rotor system 102 according to an embodiment of the present invention includes a rotation balance 110, a pitch adjustment unit 120, a drive unit 130, The fixed balance 140, the pairing mounting unit 150, the fuselage tilting unit 160 and the support 170. Here, the helicopter rotor system 102 is a propulsion device used in a helicopter. The body 104 of the rotation test apparatus 100 may include a rotor system 102, a pitch adjusting unit 120, a drive unit 130, and a pairing mounting unit 150. However, the body 104 of the rotation test apparatus 100 may be formed in various configurations according to the design conditions and circumstances of the rotation test apparatus 100, and the concept of the body 104 may be variously set.

회전 밸런스(110)는 로터 시스템(102)의 작동시 로터 시스템(102)에 발생되는 하중을 측정하는 장치이다. 회전 밸런스(110)는 로터 시스템(102)의 하부에 구비될 수 있다.The rotation balance 110 is a device for measuring the load generated on the rotor system 102 during the operation of the rotor system 102. The rotation balance 110 may be provided below the rotor system 102.

회전 밸런스(110)의 상부에는 로터 시스템(102)과 연결되는 로터 시스템 연결부(116)가 구비될 수 있다. 로터 시스템 연결부(116)는 로터 시스템(102)과의 연결 구조에 대응하는 형상으로 다양하게 형성될 수 있다.The upper portion of the rotation balance 110 may be provided with a rotor system connection part 116 connected to the rotor system 102. The rotor system connection part 116 may be variously formed in a shape corresponding to the connection structure with the rotor system 102.

회전 밸런스(110)의 내부에는 로터 시스템(102)의 작동시 로터 시스템(102)에 발생하는 하중을 측정하도록 로터 시스템(102)의 로터 회전축(106)과 연결된 로터 시스템 하중 감지부(118)가 구비될 수 있다. 로터 시스템 하중 감지부(118)는 다축 로드셀 형상으로 형성될 수 있다.Inside the rotation balance 110, a rotor system load sensing unit 118 connected to the rotor axis 106 of the rotor system 102 to measure the load generated on the rotor system 102 during operation of the rotor system 102 is provided. It may be provided. The rotor system load detector 118 may be formed in a multiaxial load cell shape.

예를 들면, 회전 밸런스(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 로터 시스템 연결부(116)가 구비된 제1 회전 밸런스(112), 및 제1 회전 밸런스(112)의 하부에 장착되고 로터 시스템(102)의 작동시 로터 시스템(102)에 발생하는 하중을 측정하는 로터 시스템 하중 감지부(118)가 내부에 구비된 제2 회전 밸런스(114)를 구비할 수 있다. For example, the rotational balance 110 is mounted on the first rotational balance 112 with the rotor system connection 116, and underneath the first rotational balance 112, as shown in FIG. 2. The rotor system load detector 118, which measures the load generated on the rotor system 102 during operation of the 102, may have a second rotational balance 114 provided therein.

여기서, 제1 회전 밸런스(112)는 로터 시스템(102)과 제2 회전 밸런스 사이에 교체가 가능하게 구비될 수 있다. 즉, 제1 회전 밸런스(112)는 로터 시스템(102)의 종류에 따라 적정 타입으로 교체될 수 있으며, 그로 인하여 회전 시험 장치(100)에 다양한 종류의 로터 시스템(102)이 장착될 수 있다. Here, the first rotational balance 112 may be provided to be interchangeable between the rotor system 102 and the second rotational balance. That is, the first rotational balance 112 may be replaced with an appropriate type according to the type of the rotor system 102, and thus, the various types of the rotor system 102 may be mounted on the rotation test apparatus 100.

로터 시스템 연결부(116)는 로터 시스템(102)과의 연결 구조에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 일예로, 로터 시스템 연결부(116)는 로터 시스템(102)에 형성된 홈에 삽입되는 봉 형상으로 형성될 수 있으며, 로터 시스템 연결부(116) 및 로터 시스템(102)의 홈은 스플라인 단면 구조 또는 다각형 단면 구조로 형성될 수 있다. 다른 예로는, 로터 시스템 연결부(116)가 키홈과 키 등과 같은 별도의 체결 부재로 로터 시스템(102)에 연결될 수 있다.The rotor system connector 116 may be formed in various shapes according to the connection structure with the rotor system 102. For example, the rotor system connector 116 may be formed in a rod shape inserted into a groove formed in the rotor system 102, and the grooves of the rotor system connector 116 and the rotor system 102 may have a spline cross-sectional structure or a polygonal cross section. It may be formed into a structure. As another example, the rotor system connection 116 may be connected to the rotor system 102 by separate fastening members such as keyways and keys.

그리고, 로터 시스템 하중 감지부(118)는 다축 로드셀과 같은 형상으로 구성될 수 있다. 로터 시스템 하중 감지부(118)는 회전 시험 장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 2분력 하중에서 6분력 하중까지 선택적으로 감지하도록 구성될 수 있다. 2분력 하중은 추력과 토오크로 구성되고, 6분력 하중은 추력, 토오크, 측면 하중, 동체의 요잉 모멘트(yawing monemt)와 롤링 모멘트(rolling moment)로 구성된다.In addition, the rotor system load detector 118 may be configured in a shape such as a multi-axis load cell. The rotor system load detector 118 may be configured to selectively detect from a two component load to a six component load according to the design conditions and the situation of the rotation test apparatus 100. Two-component loads consist of thrust and torque, and six-component loads consist of thrust, torque, side loads, yawing monemt and rolling moment of the fuselage.

도 1을 참조하면, 피치 조정 유닛(120)은 로터 시스템(102)의 로터 블레이드(108)의 피치각을 조정하는 장치이다. 피치 조정 유닛(120)은 회전 밸런스(110)와 피치 링크로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 1, the pitch adjustment unit 120 is a device for adjusting the pitch angle of the rotor blades 108 of the rotor system 102. The pitch adjustment unit 120 may be connected to the rotation balance 110 and the pitch link.

이와 같은 피치 조정 유닛(120)은 90도 간격이나 120도 간격으로 배치될 수 있다. 피치 조정 유닛(120)의 중심에는 회전 밸런스(110)와 연결된 로터 시스템(102)의 로터 회전축(106)이 관통되게 배치될 수 있으며, 피치 조정 유닛(120)과 로터 회전축(106) 사이에는 베어링이 구비될 수 있다.Such pitch adjustment unit 120 may be arranged at intervals of 90 degrees or 120 degrees. The rotor rotation shaft 106 of the rotor system 102 connected to the rotation balance 110 may be disposed through the center of the pitch adjustment unit 120, and a bearing may be disposed between the pitch adjustment unit 120 and the rotor rotation shaft 106. It may be provided.

도 1을 참조하면, 구동 유닛(130)은 로터 시스템(102)의 로터 회전축(106)에 구동력을 제공하는 장치이다. 구동 유닛(130)은 피치 조정 유닛(120)의 하부에 구비될 수 있으며, 로터 회전축(106)과 연결될 수 있다. 상기와 같이 배치된 구동 유닛(130)은 회전 밸런스(110)와 피치 조정 유닛(120)을 지지할 수 있다. Referring to FIG. 1, the drive unit 130 is a device that provides a driving force to the rotor rotation shaft 106 of the rotor system 102. The driving unit 130 may be provided below the pitch adjusting unit 120, and may be connected to the rotor rotation shaft 106. The driving unit 130 arranged as described above may support the rotation balance 110 and the pitch adjustment unit 120.

그리고, 구동 유닛(130)은 전기 모터나 유압 모터가 사용될 수 있으며, 회전 시험 장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 감속기, 증속기, 베벨기어와 같은 미션, 또는 풀리가 추가될 수 있다. 이와 같이 감속기, 증속기, 미션, 또는 풀리가 추가되면, 모터의 용량과 장착 방향을 다양하게 변경할 수 있다. 특히, 구동 유닛(130)에 베벨기어를 사용한 미션을 장착하면, 모터의 장착 방향을 수평 또는 수직으로 변화시킬 수 있다.In addition, the driving unit 130 may use an electric motor or a hydraulic motor, and a mission such as a reducer, a speed increaser, a bevel gear, or a pulley may be added according to the design conditions and the situation of the rotation test apparatus 100. In this way, when a speed reducer, a speed increaser, a mission, or a pulley is added, the capacity and mounting direction of the motor may be variously changed. In particular, when the mission using the bevel gear is mounted on the drive unit 130, the mounting direction of the motor can be changed horizontally or vertically.

도 1 및 도 3을 참조하면, 고정 밸런스(140)는 동체(104)에 발생되는 하중을 측정하는 장치이다. 고정 밸런스(140)는 구동 유닛(130) 또는 페어링 장착 유닛(150)의 하부에 구비될 수 있다. 1 and 3, the fixed balance 140 is a device for measuring the load generated on the body 104. The fixed balance 140 may be provided below the driving unit 130 or the pairing mounting unit 150.

상기와 같은 고정 밸런스(140)에는 동체(104)에 발생되는 다양한 방향의 하중을 측정할 수 있도록 7개의 단축 로드셀(N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1)로 구성된 동체 하중 감지부(142)가 구비될 수 있다. In the fixed balance 140 as described above, a fuselage load sensing unit including seven single-axis load cells (N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1) to measure loads in various directions generated in the fuselage 104. 142 may be provided.

한편, 고정 밸런스(140)는 동체(104)에 걸리는 모든 방향의 하중을, 즉 6분력을 측정하여 회전 밸런스(110)에서 측정한 결과와 비교 분석될 수 있다. 그 중에서도, 고정 밸런스(140)의 측면 하중 및 모멘트의 측정 결과는 풍동 시험에서 로터 트림을 제어하는 데 사용되는 매우 중요한 측정값이다. On the other hand, the fixed balance 140 may be analyzed in comparison with the results measured in the rotational balance 110 by measuring the load in all directions applied to the body 104, that is, six components. In particular, the measurement results of the side loads and moments of the fixed balance 140 are very important measurements used to control the rotor trim in the wind tunnel test.

즉, 풍동 시험에서 로터 시스템(102)의 목표 전진비를 맞추기 위해 로터 시스템(102)의 회전 상태에서 풍속을 증가시키면, 로터 시스템(102)의 회전면의 전방부가 상승하게 된다. 이때, 신속하게 트림을 잡지 못하면, 로터 시스템(102)에 과도한 플랩 하중이 걸리게 되며, 그로 인하여 양력 불균형, 로터 시스템(102)의 불안정 현상, 및 로터 시스템(102)에 발생되는 하중이 설정 하중을 초과할 수 있다. 설정 하중은 로터 시스템(102)이 견딜 수 있는 하중의 최대치이다. That is, when the wind speed is increased in the rotational state of the rotor system 102 in order to meet the target advance ratio of the rotor system 102 in the wind tunnel test, the front portion of the rotating surface of the rotor system 102 is raised. At this time, if the trim is not caught quickly, excessive flap load is applied to the rotor system 102, thereby causing lift imbalance, instability of the rotor system 102, and the load generated in the rotor system 102 to reduce the set load. May exceed. The set load is the maximum load that the rotor system 102 can withstand.

만약, 로터 시스템(102)에 발생되는 하중이 설정 하중을 초과하면, 로터 시스템(102)이 파단되거나 변형되는 매우 위험한 상황이 발생될 수 있다. 그렇기 때문에, 풍동 시험에서 로터 트림의 조절은 매우 중요하며, 로터 트림을 맞추지 못하면 로터 시스템(102)의 전진비에 따른 풍동 시험 조건을 충족시킬 수 없다. 이와 같은 로터 트림의 조절 방법은, 고정 밸런스(140)에서 측정된 동체의 측면 하중과 모멘트를 설정 하중과 비교하고, 동체의 측면 하중과 모멘트가 설정 하중의 범위 내에 있는 경우에만 풍속을 상승시킬 수 있다. If the load generated on the rotor system 102 exceeds the set load, a very dangerous situation may occur where the rotor system 102 breaks or deforms. As such, adjustment of the rotor trim in the wind tunnel test is very important, and failure to fit the rotor trim may not meet wind tunnel test conditions depending on the advance ratio of the rotor system 102. The rotor trim adjustment method compares the side load and moment of the fuselage measured in the fixed balance 140 with the set load, and increases the wind speed only when the side load and the moment of the fuselage are within the range of the set load. have.

동체 하중 감지부(142)의 단축 로드셀(N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1)은 측정 하중의 방향에 따라 동체(104)의 다양한 위치에 장착될 수 있다. 도 3에는 동체 하중 감지부(142)의 단축 로드셀(N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1)의 배치 구조를 개략적으로 도시하였다. 7개의 단축 로드셀(N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1)의 조합에 따라 로터 시스템(102)으로부터 동체(104)에 전달된 다양한 하중(Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz)을 측정할 수 있으며, 이 측정 하중을 아래의 수학식 1에 기재하였다. 여기서, d는 로터 시스템(102)의 중심에서 단축 로드셀(N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1)까지의 거리이다.
Single-axis load cells (N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1) of the fuselage load detector 142 may be mounted at various positions of the fuselage 104 according to the direction of the measurement load. FIG. 3 schematically illustrates the arrangement of single-axis load cells N1, N2, N3, N4, S1, S2, and D1 of the fuselage load detector 142. Various loads (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) transmitted from rotor system 102 to fuselage 104 according to a combination of seven single-axis load cells (N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1) ) Can be measured, and this measurement load is described in Equation 1 below. Here, d is the distance from the center of the rotor system 102 to the single axis load cells N1, N2, N3, N4, S1, S2, D1.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1과 같이 측정된 하중은 로터 시스템(102)의 풍동 시험을 위해 로터 트림의 조절에 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 풍동 시험에서 측정된 하중(Fx, Fy 및 Mx, My)과 설정 하중이 실시간으로 모니터링되고, 측정 하중이 설정 하중의 범위를 벗어나는 것으로 분석되면 측정 하중이 설정 하중의 범위 안에 포함되도록 사이클릭 피치 조절(cyclic pitch control)을 수행한다.The measured load as shown in Equation 1 can be used to adjust the rotor trim for wind tunnel testing of the rotor system 102. In this embodiment, the measured loads (Fx, Fy and Mx, My) and the set load in the wind tunnel test are monitored in real time, and if the measured load is found to be out of the range of the set load, the measured load is included in the range of the set load. Perform cyclic pitch control.

도 1를 참조하면, 페어링 장착 유닛(150)은 고정 밸런스(140)의 일측에 구비될 수 있, 페어링(미도시)이 장착될 수 있다. 페어링은 동체(104)의 항력을 줄이기 위해 동체(104)의 외부에 덮이는 유선형의 커버이다.Referring to FIG. 1, the pairing mounting unit 150 may be provided at one side of the fixed balance 140, and a pairing (not shown) may be mounted. Pairing is a streamlined cover that is covered on the outside of the body 104 to reduce drag on the body 104.

상기와 같은 페어링 장착 유닛(150)은 페어링에 발생되는 하중을 측정할 수 있도록 고정 밸런스(140)와 단축 로드셀(152)로 연결될 수 있다. 따라서, 풍동 시험시 페어링에 부가되는 하중도 측정할 수 있다.The pairing mounting unit 150 as described above may be connected to the fixed balance 140 and the single-axis load cell 152 to measure the load generated in the pairing. Therefore, the load added to the fairing in the wind tunnel test can also be measured.

도 1를 참조하면, 동체 기울임 유닛(160)은 동체(104)를 전방으로 기울이는 장치이다. 동체 기울임 유닛(160)은 고정 밸런스(140)의 하측에 구비될 수 있다. 이와 같은 동체 기울임 유닛(160)은 풍동 시험을 위한 것으로써, 로터 시스템(102)의 전진 비행을 모사하기 위해서 로터 회전축(106)을 소정의 각도로 전방을 향해 기울일 수 있다. 한편, 로터 트림은 동체(104)의 기울임각과 풍동(미도시)의 풍속에 따라 달라질 수 있다.Referring to FIG. 1, the fuselage tilting unit 160 is a device for tilting the fuselage 104 forward. The body tilt unit 160 may be provided below the fixed balance 140. The fuselage tilting unit 160 is for the wind tunnel test, and may tilt the rotor rotation axis 106 forward at a predetermined angle to simulate the forward flight of the rotor system 102. On the other hand, the rotor trim may vary depending on the inclination angle of the body 104 and the wind speed of the wind tunnel (not shown).

예를 들면, 동체 기울임 유닛(160)은, 고정 밸런스(140)를 회전 가능하게 지지하도록 고정 밸런스(140)와 지지대(170)에 연결된 힌지 부재(162), 및 고정 밸런스(140)와 지지대(170) 사이에 구비되고 고정 밸런스(140)가 힌지 부재(162)를 중심으로 회전하도록 고정 밸런스(140)에 회전력을 제공하는 회전력 제공 부재(164)를 포함할 수 있다. 회전력 제공 부재(164)로는 턴버클(turnbuckle) 타입의 로드(rod) 또는 축방향으로 동작되는 작동기 등이 사용될 수 있다.For example, the fuselage tilting unit 160 may include a hinge member 162 connected to the fixed balance 140 and the support 170, and the fixed balance 140 and the support stand so as to rotatably support the fixed balance 140. 170 may be provided between the rotational force providing member 164 to provide a rotational force to the fixed balance 140 so that the fixed balance 140 is rotated about the hinge member 162. As the rotational force providing member 164, a turnbuckle rod or an axially operated actuator may be used.

도 1를 참조하면, 지지대(170)는 로터 시스템(102), 회전 밸런스(110), 피치 조정 유닛(120), 구동 유닛(130), 고정 밸런스(140), 페어링 장착 유닛(150), 및 동체 기울임 유닛(160)을 탑재하고 지지하는 부재이다. 즉, 회전 시험 장치(100)는 지지대(170)를 통해서 지상 또는 풍동의 내부에 설치된다.Referring to FIG. 1, the support 170 includes a rotor system 102, a rotation balance 110, a pitch adjustment unit 120, a drive unit 130, a fixed balance 140, a pairing mounting unit 150, and It is a member that mounts and supports the body tilt unit 160. That is, the rotation test apparatus 100 is installed inside the ground or the wind tunnel through the support 170.

상기와 같은 지지대(170)는 로터 시스템(102)의 회전면 및 회전 시험 장치(100)의 높이를 고려하여 배치 위치가 결정될 수 있다. 왜냐하면, 지면효과 또는 벽면효과를 없애기 위해 로터 시스템(102)의 회전면 높이를 조절할 필요가 있기 때문이다. The support 170 as described above may be disposed in consideration of the rotation surface of the rotor system 102 and the height of the rotation test apparatus 100. This is because it is necessary to adjust the height of the rotating surface of the rotor system 102 to eliminate ground effect or wall effect.

이를 위해서, 지지대(170)는 상하 방향으로 위치가 조절되도록 구성될 수 있다. 즉, 지지대(170)는 로터 시스템(102)의 회전면을 로터 시스템(102)의 회전 직경보다 2배 이상 높게 배치시킬 수 있도록 상하 방향으로 위치가 조절될 수 있다.To this end, the support 170 may be configured to adjust the position in the vertical direction. That is, the support 170 may be adjusted in the up and down direction so that the rotational surface of the rotor system 102 can be disposed at least two times higher than the rotation diameter of the rotor system 102.

전술한 바와 같이 구성된 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 장치(100)는, 지상에서 로터 블레이드(108)의 피치각을 조정하면서 로터 시스템(102)과 동체(104)에 발생되는 하중을 측정하는 지상 시험 모드, 및 풍동의 내부에서 동체(104)를 전방으로 기울인 후 로터 블레이드(108)의 피치각을 조정하면서 로터 시스템(102)과 동체(104)에 발생되는 하중을 측정하는 풍동 시험 모드를 구비할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 회전 시험 장치(100)는 하나의 장치에서 지상 시험과 풍동 시험을 모두 수행할 수 있다.
The rotation test apparatus 100 of the helicopter rotor system 102 configured as described above measures the load generated on the rotor system 102 and the fuselage 104 while adjusting the pitch angle of the rotor blade 108 on the ground. Ground test mode, and the wind tunnel test mode for measuring the load generated on the rotor system 102 and the fuselage 104 while tilting the fuselage 104 forward in the wind tunnel and adjusting the pitch angle of the rotor blades 108. It can be provided. That is, the rotation test apparatus 100 according to the present embodiment can perform both the ground test and the wind tunnel test in one apparatus.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 방법을 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 방법 중에서 지상 시험 방법이 도시된 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 방법 중에서 풍동 시험 방법이 도시된 순서도이다.Looking at the rotation test method of the helicopter rotor system 102 according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows. 4 is a flowchart showing a ground test method of the rotation test method of the helicopter rotor system 102 according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a rotation of the helicopter rotor system 102 according to an embodiment of the present invention Among the test methods, the wind tunnel test method is shown in a flowchart.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 방법은 지상 시험 모드에서의 회전 시험 방법과 풍동 시험 모드에서의 회전 시험 방법으로 구분될 수 있다. 이하, 본 실시예에 따른 회전 시험 방법은 설명의 편의를 위하여 지상 시험 방법과 풍동 시험 방법으로 구분하여 설명하기로 한다. 4 and 5, the rotation test method of the helicopter rotor system 102 according to an embodiment of the present invention may be divided into a rotation test method in the ground test mode and a rotation test method in the wind tunnel test mode. . Hereinafter, the rotation test method according to the present embodiment will be divided into a ground test method and a wind tunnel test method for convenience of description.

이와 같은 지상 시험 방법과 풍동 시험 방법은 별개로 각각 실시될 수도 있지만, 헬리콥터 로터 시스템(102)의 설계 데이터를 충분히 확보하기 위해서 지상 시험 방법과 풍동 시험 방법을 병행해야만 하며, 이하에서는 지상 시험이 실시된 이후에 풍동 시험이 실시되는 것으로 설명한다.Although such a ground test method and a wind tunnel test method may be performed separately, in order to secure enough design data of the helicopter rotor system 102, the ground test method and the wind tunnel test method must be performed in parallel, and the ground test is performed below. It is explained that the wind tunnel test is performed after the test.

먼저, 본 실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 방법 중에서 지상 시험 방법(10~17)을 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.First, the ground test method (10 to 17) of the rotation test method of the helicopter rotor system 102 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

회전 시험 장치(100)를 지상에 배치(10)하고, 로터 시스템(102)의 회전 속도와 피치각을 설정(11)한다. 이때, 지지대(170)의 높이를 조절하여 로터 시스템(102)의 회전면 높이를 로터 시스템(102)의 회전 직경보다 2배 이상 크게 만든다.The rotation test apparatus 100 is arrange | positioned 10 on the ground, and the rotation speed and pitch angle of the rotor system 102 are set 11. At this time, by adjusting the height of the support 170 to make the height of the rotation surface of the rotor system 102 more than twice the diameter of the rotation of the rotor system (102).

그리고, 피치 조정 유닛(120)이 로터 시스템(102)의 로터 블레이드(108)를 설정 피치각으로 조정(12)하고, 로터 시스템(102)이 설정 회전 속도로 구동(13)한다.Then, the pitch adjustment unit 120 adjusts 12 the rotor blades 108 of the rotor system 102 at the set pitch angle, and the rotor system 102 drives 13 at the set rotation speed.

상기와 같이 로터 시스템(102)이 구동되면, 회전 밸런스(110)가 로터 시스템(102)에 발생되는 하중을 측정(14)하고, 고정 밸런스(140)가 동체(104)에 발생되는 하중을 측정(15)한다.When the rotor system 102 is driven as described above, the rotation balance 110 measures 14 the load generated on the rotor system 102, and the fixed balance 140 measures the load generated on the body 104. (15)

회전 밸런스(110)와 고정 밸런스(140)에 의해 측정된 하중을 이용하여 헬리콥터 로터 시스템(102)에 관한 지상 시험 데이터를 획득(16)한다.The ground test data for the helicopter rotor system 102 is obtained 16 using the load measured by the rotational balance 110 and the fixed balance 140.

로터 시스템(102)의 지상 시험 데이터가 획득되면, 로터 시스템(102)의 작동을 정지(17)시킨다.Once the ground test data of the rotor system 102 is obtained, the operation of the rotor system 102 is stopped 17.

다음으로, 본 실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 방법 중에서 풍동 시험 방법(20~33)을 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.Next, the wind tunnel test methods 20 to 33 of the rotation test method of the helicopter rotor system 102 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 5.

지상 시험에 사용된 회전 시험 장치(100)를 풍동의 내부에 배치(20)하고, 로터 시스템(102)의 회전 속도와 피치각, 동체(104)의 기울임 각도, 및 풍동의 풍속을 설정(21)한다. 이때, 지지대(170)의 높이를 조절하여 로터 시스템(102)의 회전면 높이를 로터 시스템(102)의 회전 직경보다 2배 이상 크게 만든다.The rotational test apparatus 100 used for the ground test is disposed 20 inside the wind tunnel, and the rotational speed and pitch angle of the rotor system 102, the tilt angle of the fuselage 104, and the wind speed of the wind tunnel are set (21). )do. At this time, by adjusting the height of the support 170 to make the height of the rotation surface of the rotor system 102 more than twice the diameter of the rotation of the rotor system (102).

그리고, 동체 기울임 유닛(160)을 이용하여 동체(104)를 전방을 향해 설정 기울임 각도로 기울(22)이고, 피치 조정 유닛(120)이 로터 시스템(102)의 로터 블레이드(108)를 설정 피치각으로 조정(23)한다. Then, the body 104 is tilted at a set tilt angle toward the front using the body tilt unit 160, and the pitch adjusting unit 120 sets the rotor blade 108 of the rotor system 102 to a pitch. The angle is adjusted (23).

또한, 로터 시스템(102)이 설정 회전 속도로 구동(24)하고, 풍동이 구동(25)한다. 이때, 풍동의 풍속은 설정 풍속 이하의 느린 풍속이다.In addition, the rotor system 102 is driven 24 at the set rotational speed, and the wind tunnel is driven 25. At this time, the wind speed of the wind tunnel is a slow wind speed below the set wind speed.

상기와 같이 로터 시스템(102)과 풍동이 구동되면, 회전 밸런스(110)가 로터 시스템(102)에 발생되는 하중을 측정(26)하고, 고정 밸런스(140)가 동체(104)에 발생되는 하중을 측정(27)한다. 뿐만 아니라, 페어링 장착 유닛(150)은 페어링에 작용되는 항력을 측정할 수 있다. When the rotor system 102 and the wind tunnel are driven as described above, the rotation balance 110 measures the load generated by the rotor system 102 (26), and the fixed balance 140 generates the load generated on the fuselage 104. Measure (27). In addition, the pairing mounting unit 150 may measure the drag applied to the pairing.

만약, 동체(104)의 측정 하중이 설정 하중보다 작으면, 풍동의 풍속을 설정 풍속까지 일정량만큼 점진적으로 증가(30, 31)시키면서 로터 시스템(102)과 동체(104)에 걸리는 하중을 측정한다. If the measured load of the fuselage 104 is smaller than the set load, the load applied to the rotor system 102 and the fuselage 104 is measured while gradually increasing the wind speed of the wind tunnel by a predetermined amount until the set wind speed (30, 31). .

반면에, 동체(104)의 측정 하중이 설정 하중보다 크거나 같으면, 회전 시험 장치(100)의 현재 시험 조건에서 로터 시스템(102)의 로터 트림이 비정상 상태인 것으로 판단(28)하고, 로터 블레이드의 피치각을 변경하여 로터 시스템(102)의 로터 트림을 정상 상태로 조정(29)한다. 그런 다음에, 풍동의 풍속을 점진적으로 증가시키면서 로터 시스템(102)과 동체(104)에 발생되는 하중을 다시금 측정한다.On the other hand, if the measured load of the fuselage 104 is greater than or equal to the set load, it is determined 28 that the rotor trim of the rotor system 102 is in an abnormal state under the current test conditions of the rotational test apparatus 100, and the rotor blade The rotor trim of the rotor system 102 is adjusted 29 to a steady state by varying the pitch angle of. Then, the loads generated on the rotor system 102 and the fuselage 104 are again measured while gradually increasing the wind speed of the wind tunnel.

상기와 같이 로터 시스템(102)과 동체(104)에 발생되는 하중을 측정하는 과정에서 풍동의 풍속이 설정 풍속에 도달되면, 풍동의 풍속 증가를 정지시킨 상태에서 회전 밸런스(110)와 고정 밸런스(140)에 의해 측정된 하중을 이용하여 헬리콥터 로터 시스템(102)에 관한 풍동 시험 데이터를 획득(32)한다.If the wind speed of the wind tunnel reaches the set wind speed in the process of measuring the loads generated in the rotor system 102 and the body 104 as described above, the rotation balance 110 and the fixed balance ( Wind load test data regarding the helicopter rotor system 102 is obtained 32 using the load measured by 140.

로터 시스템(102)의 풍동 시험 데이터가 획득되면, 로터 시스템(102)과 풍동의 작동을 정지(33)시킨다.Once the wind tunnel test data of the rotor system 102 is obtained, the operation of the rotor system 102 and the wind tunnel is stopped 33.

한편, 본 실시예에 따른 헬리콥터 로터 시스템(102)의 회전 시험 방법에서는 성능 시험과 동특성 시험이 주요하게 이루어지며, 관련 기술에 따라 소음측정 시험, 블레이드 변형 측정 시험, 블레이드 압력 측정 시험 등이 추가로 수행될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 헬리콥터 로터 시스템(102)에 필요한 구동력, 피치 조절, 동체 기울임, 로터 시스템(102)의 하중 측정, 동체(104)의 하중 측정, 페어링 하중 측정 등을 하나의 시험 장치에서 구현할 수 있다.
On the other hand, in the rotation test method of the helicopter rotor system 102 according to the present embodiment, the performance test and the dynamic characteristics test is mainly made, and noise measurement test, blade deformation measurement test, blade pressure measurement test, etc. according to the related technology is further Can be performed. That is, in this embodiment, the driving force required for the helicopter rotor system 102, pitch adjustment, body tilt, load measurement of the rotor system 102, load measurement of the fuselage 104, pairing load measurement, etc. can be implemented in one test apparatus. Can be.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
As described above, the embodiments of the present invention have been described by specific embodiments, such as specific components, and limited embodiments and drawings, but these are provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments. Various modifications and variations can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents and equivalents of the claims, as well as the following claims, will fall within the scope of the present invention. .

100: 로터 시스템의 회전 시험 장치
102: 헬리콥터 로터 시스템
104: 동체
110: 회전 밸런스
120: 피치 조정 유닛
130: 구동 유닛
140: 고정 밸런스
150: 페어링 장착 유닛
160: 동체 기울임 유닛
170: 지지대100: rotational test device of the rotor system
102: helicopter rotor system
104: fuselage
110: rotational balance
120: pitch adjustment unit
130: drive unit
140: fixed balance
150: pairing mounting unit
160: fuselage tilting unit
170: support

Claims (15)

헬리콥터에 사용되는 로터 시스템의 작동시 상기 로터 시스템에 발생되는 하중을 측정하도록 상기 로터 시스템의 하부에 구비된 회전 밸런스;
상기 로터 시스템의 로터 블레이드의 피치각을 조정할 수 있도록 상기 회전 밸런스와 연결된 피치 조정 유닛;
상기 회전 밸런스와 상기 피치 조정 유닛을 지지하기 위하여 상기 피치 조정 유닛의 하부에 구비되고, 상기 로터 시스템의 로터 회전축에 구동력을 제공하도록 상기 로터 회전축과 연결된 구동 유닛;
상기 로터 시스템, 상기 피치 조정 유닛, 및 상기 구동 유닛을 포함하는 동체에 발생되는 하중을 측정하도록 상기 구동 유닛의 하부에 구비된 고정 밸런스;
상기 고정 밸런스의 일측에 구비되어 페어링이 장착되는 페어링 장착 유닛;
상기 동체를 기울일 수 있도록 상기 고정 밸런스의 하측에 구비된 동체 기울임 유닛; 및
상기 로터 시스템, 상기 회전 밸런스, 상기 피치 조정 유닛, 상기 구동유닛, 상기 고정 밸런스, 상기 페어링 장착 유닛, 및 상기 동체 기울임 유닛이 탑재되는 지지대;
를 포함하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
A rotational balance provided in the lower portion of the rotor system to measure the load generated on the rotor system when the rotor system used in the helicopter is operated;
A pitch adjusting unit connected to the rotational balance to adjust the pitch angle of the rotor blades of the rotor system;
A drive unit provided below the pitch adjustment unit to support the rotation balance and the pitch adjustment unit and connected to the rotor rotation shaft to provide a driving force to the rotor rotation shaft of the rotor system;
A fixed balance provided in the lower portion of the drive unit to measure a load generated on the body including the rotor system, the pitch adjustment unit, and the drive unit;
A pairing mounting unit provided at one side of the fixed balance to mount the pairing;
A body tilting unit provided below the fixed balance to tilt the body; And
A support on which the rotor system, the rotational balance, the pitch adjustment unit, the drive unit, the fixed balance, the pairing mounting unit, and the body tilting unit are mounted;
Rotation test device of the helicopter rotor system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 회전 밸런스의 상부에는 상기 로터 시스템과 연결되는 로터 시스템 연결부가 구비되며,
상기 로터 시스템 연결부는 상기 로터 시스템과의 연결 구조에 대응하는 형상으로 형성된 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
The method of claim 1,
The upper portion of the rotation balance is provided with a rotor system connecting portion connected to the rotor system,
The rotor system connection unit is a rotation test apparatus of the helicopter rotor system formed in a shape corresponding to the connection structure with the rotor system.
제1항에 있어서,
상기 회전 밸런스에는 상기 로터 시스템의 작동시 상기 로터 시스템에 발생하는 하중을 측정하도록 상기 로터 회전축과 연결된 하중 감지부가 구비되며,
상기 하중 감지부는 다축 로드셀 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
The method of claim 1,
The rotation balance is provided with a load sensing unit connected to the rotor axis of rotation to measure the load generated in the rotor system when the rotor system is operating,
The load sensing unit is a rotation test apparatus of the helicopter rotor system, characterized in that formed in the shape of a multi-axis load cell.
제1항에 있어서,
상기 회전 밸런스는,
상기 로터 시스템과 연결되는 로터 시스템 연결부가 구비된 제1 회전 밸런스; 및
상기 제1 회전 밸런스의 하부에 장착되고, 상기 로터 시스템의 작동시 상기 로터 시스템에 발생하는 하중을 측정하도록 상기 로터 회전축과 연결된 하중 감지부가 내부에 구비된 제2 회전 밸런스;
를 구비한 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
The method of claim 1,
The rotation balance is,
A first rotational balance having a rotor system connection portion connected to the rotor system; And
A second rotation balance mounted below the first rotation balance and having a load sensing unit connected to the rotor rotation shaft to measure a load generated on the rotor system when the rotor system is operated;
Rotation test device of the helicopter rotor system having a.
제4항에 있어서,
상기 제1 회전 밸런스는 다양한 종류의 로터 시스템과 연결될 수 있도록 상기 로터 시스템과 상기 제2 회전 밸런스 사이에 교체가 가능하게 구비된 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
The method of claim 4, wherein
And the first rotation balance is rotatably provided between the rotor system and the second rotation balance so as to be connected to various types of rotor systems.
제1항에 있어서,
상기 고정 밸런스에는 상기 동체에 발생되는 다양한 방향의 하중을 측정할 수 있도록 7개의 단축 로드셀로 구성된 하중 감지부가 구비된 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
The method of claim 1,
The fixed balance is a rotation test device of the helicopter rotor system having a load sensing unit consisting of seven single-axis load cells to measure the load in various directions generated in the body.
제1항에 있어서,
상기 페어링 장착 유닛은 상기 페어링에 발생되는 하중을 측정할 수 있도록 상기 고정 밸런스와 단축 로드셀로 연결된 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
The method of claim 1,
The pairing mounting unit is a rotation test device of the helicopter rotor system connected to the fixed balance and the single-axis load cell to measure the load generated in the pairing.
제1항에 있어서,
상기 동체 기울임 유닛은,
상기 고정 밸런스를 회전 가능하게 지지하도록 상기 고정 밸런스와 상기 지지대에 연결된 힌지 부재; 및
상기 고정 밸런스와 상기 지지대 사이에 구비되고, 상기 고정 밸런스가 상기 힌지 부재를 중심으로 회전하도록 상기 고정 밸런스에 회전력을 제공하는 회전력 제공 부재;
를 포함하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
The method of claim 1,
The fuselage tilting unit,
A hinge member connected to the fixed balance and the support to rotatably support the fixed balance; And
A rotational force providing member provided between the fixed balance and the support and providing a rotational force to the fixed balance such that the fixed balance rotates about the hinge member;
Rotation test device of the helicopter rotor system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 지지대는 상기 로터 시스템의 회전면을 상기 로터 시스템의 회전 직경보다 2배 이상 높게 배치시킬 수 있도록 상하 방향으로 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
The method of claim 1,
The support is a rotation test apparatus of the helicopter rotor system, characterized in that the position is adjusted in the vertical direction so that the rotation surface of the rotor system can be arranged more than twice higher than the rotation diameter of the rotor system.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치는,
지상에서 상기 로터 블레이드의 피치각을 조정하면서 상기 로터 시스템과 상기 동체에 발생되는 하중을 측정하는 지상 시험 모드; 및
풍동의 내부에서 상기 동체를 전방으로 기울인 후, 상기 로터 블레이드의 피치각을 조정하면서 상기 로터 시스템과 상기 동체에 발생되는 하중을 측정하는 풍동 시험 모드;
를 구비한 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 장치.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Rotation test device of the helicopter rotor system,
A ground test mode for measuring the load generated on the rotor system and the fuselage while adjusting the pitch angle of the rotor blades on the ground; And
A wind tunnel test mode for measuring a load generated on the rotor system and the fuselage while adjusting the pitch angle of the rotor blade after tilting the fuselage forward in the wind tunnel;
Rotation test device of the helicopter rotor system having a.
헬리콥터에 사용되는 로터 시스템의 회전 시험 장치를 지상에 배치하는 단계;
상기 로터 시스템을 작동시키는 단계;
상기 로터 시스템의 하부에 구비된 회전 밸런스를 이용하여 상기 로터 시스템에 발생되는 하중을 측정하는 단계;
상기 로터 시스템의 작동시 상기 회전 시험 장치의 동체에 구비된 고정 밸런스를 이용하여 상기 동체에 발생되는 하중을 측정하는 단계;
상기 회전 밸런스와 상기 고정 밸런스에 측정되는 하중을 이용하여 상기 로터 시스템의 지상 실험 데이터를 획득하는 단계;
상기 회전 시험 장치의 작동을 정지시킨 후 상기 회전 시험 장치를 풍동의 내부에 배치하는 단계;
상기 동체를 전방으로 기울이는 단계;
상기 로터 시스템을 작동시키는 단계;
상기 로터 시스템에 바람을 공급하기 위하여 상기 풍동을 작동시키는 단계;
상기 회전 밸런스를 이용하여 상기 로터 시스템에 발생되는 하중을 측정하는 단계;
상기 로터 시스템의 작동시 상기 고정 밸런스를 이용하여 상기 동체에 발생되는 하중을 측정하는 단계;
상기 고정 밸런스에 측정되는 하중에 따라 상기 로터 시스템의 로터 트림을 정상적으로 유지하는 단계; 및
상기 회전 밸런스와 상기 고정 밸런스에 측정되는 하중을 이용하여 상기 로터 시스템의 풍동 실험 데이터를 획득하는 단계;
를 포함하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법.
Placing a rotational test device of the rotor system used in the helicopter on the ground;
Operating the rotor system;
Measuring a load generated in the rotor system by using a rotation balance provided in the lower portion of the rotor system;
Measuring a load generated on the fuselage using a fixed balance provided on the fuselage of the rotational test apparatus during operation of the rotor system;
Acquiring ground experiment data of the rotor system using the load measured on the rotational balance and the fixed balance;
Placing the rotary test device inside the wind tunnel after stopping the operation of the rotary test device;
Tilting the fuselage forward;
Operating the rotor system;
Operating the wind tunnel to supply wind to the rotor system;
Measuring a load generated on the rotor system using the rotation balance;
Measuring the load generated on the fuselage using the fixed balance during operation of the rotor system;
Maintaining the rotor trim of the rotor system normally in accordance with the load measured on the fixed balance; And
Acquiring wind tunnel test data of the rotor system using loads measured in the rotational balance and the fixed balance;
Rotation test method of the helicopter rotor system comprising a.
제11항에 있어서,
상기 로터 시스템을 작동시키는 단계 이전에 실시되고 상기 로터 시스템의 회전 속도, 상기 로터 시스템의 로터 블레이드의 피치각, 상기 풍동의 풍속, 또는 상기 동체의 기울임 각도 중 적어도 하나를 설정하는 단계를 더 포함하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법.
The method of claim 11,
It is carried out prior to operating the rotor system and further comprises setting at least one of the rotational speed of the rotor system, the pitch angle of the rotor blades of the rotor system, the wind speed of the wind tunnel, or the tilt angle of the fuselage. Rotation test method of helicopter rotor system.
제12항에 있어서,
상기 동체를 전방으로 기울이는 단계에서는 상기 동체를 설정 기울임 각도로 기울이고,
상기 로터 시스템을 작동시키는 단계에서는 상기 로터 시스템의 로터 블레이드를 설정 피치각으로 조정하고, 상기 로터 시스템을 상기 설정 회전 속도로 작동시키며,
상기 풍동을 작동시키는 단계에서는 상기 풍동의 풍속을 설정 풍속까지 점진적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법.
The method of claim 12,
In the step of tilting the fuselage forward, tilt the fuselage at a set tilt angle,
In the step of operating the rotor system, the rotor blades of the rotor system are adjusted to a set pitch angle, the rotor system is operated at the set rotational speed,
In the step of operating the wind tunnel, the rotational test method of the helicopter rotor system, characterized in that to gradually increase the wind speed of the wind tunnel to a set wind speed.
제11항에 있어서,
상기 회전 시험 장치를 배치하는 단계에서는, 상기 로터 시스템의 회전면을 상기 로터 시스템의 회전 직경보다 2배 이상 높게 배치시킬 수 있도록 상기 로터 시스템의 높이를 조절하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법.
The method of claim 11,
In the step of placing the rotation test apparatus, the rotation test method of the helicopter rotor system to adjust the height of the rotor system to be arranged to be more than twice the rotation diameter of the rotor system of the rotor system.
제11항에 있어서,
상기 로터 시스템의 로터 트림을 정상적으로 유지하는 단계에서는, 상기 고정 밸런스에 측정된 하중과 설정 하중을 실시간으로 비교하고, 상기 측정 하중이 상기 설정 하중보다 크게 검출되면 상기 측정 하중이 상기 설정 하중의 이하로 측정될 때까지 상기 로터 블레이드의 피치각을 조정하여 상기 로터 트림을 정상적으로 유지하는 헬리콥터 로터 시스템의 회전 시험 방법.The method of claim 11,
In the step of maintaining the rotor trim of the rotor system normally, the load measured in the fixed balance is compared with the set load in real time, and when the measured load is detected to be larger than the set load, the measured load is less than or equal to the set load. Rotor testing method of a helicopter rotor system to maintain the rotor trim normally by adjusting the pitch angle of the rotor blade until it is measured.
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