KR20160016233A - System and Method for Modeling Aerodynamic Data - Google Patents

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KR20160016233A
KR20160016233A KR1020140099902A KR20140099902A KR20160016233A KR 20160016233 A KR20160016233 A KR 20160016233A KR 1020140099902 A KR1020140099902 A KR 1020140099902A KR 20140099902 A KR20140099902 A KR 20140099902A KR 20160016233 A KR20160016233 A KR 20160016233A
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aerodynamic
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surface displacement
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이창호
류동영
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한국항공우주연구원
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Abstract

The present invention relates to an aerodynamic modeling system and a method. According to the present invention, the system comprises an aerodynamic modeling part which receives a flight condition and a control horn displacement and then calculates force and the moment applied to a flight vehicle based on the received flight condition and the control horn displacement. According to the present invention, by obtaining aerodynamic data of the flight vehicle in real time with respect to the given flight condition and the control horn displacement, it is possible to calculate force and the moment applied to the flight vehicle more efficiently.

Description

공력 모델링 시스템 및 방법{System and Method for Modeling Aerodynamic Data}Technical Field [0001] The present invention relates to an aerodynamic modeling system,

본 발명은 공력 모델링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 주어진 비행 조건 및 조종면 변위에 따라 공력 데이터를 계산하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 실시간으로 구할 수 있는 공력 모델링 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aerodynamic modeling system and method, and more particularly, to an aerodynamic modeling system and method that can calculate aerodynamic data according to a given flying condition and a steering surface displacement to obtain force and moment acting on a flying body in real time.

일반적으로 항공기의 비행 시뮬레이션, 비행 제어 로직 설계 및 자동 비행을 위해서는 정확한 공력 데이터가 필요하다. 예를 들어, 항공기의 비행 시뮬레이션을 수행할 경우, 입력으로 비행 변수나 제어 변수가 주어지면, 공력 데이터베이스(DB)에서는 입력에 대응하는 힘(Force)과 모멘트(Moments)를 출력으로 제공할 수 있으며, 힘과 모멘트는 비행체의 6자유도 운동 방정식의 입력이 되어 비행체의 위치, 속도 및 자세 등의 상태 값을 결과로 제시할 수 있다.Generally, accurate aerodynamic data is needed for aircraft flight simulation, flight control logic design and automatic flight. For example, when a flight simulation of an aircraft is performed, given the flight variables or control variables as inputs, the aerodynamic database (DB) can provide forces and moments corresponding to the inputs as outputs , Force and moment can be input to the six degrees of freedom equations of motion, and the state values such as position, speed, and attitude of the vehicle can be presented as a result.

종래에는 각 변수들에 대응하는 공력 데이터가 공력 데이터베이스(DB)에서 테이블 형태로 저장되기 때문에 변수의 수가 많으면 공력 데이터 테이블의 크기도 커지게 되어 각 변수 별로 공력 데이터를 제한된 수로 만들어야 하는 문제점이 있었다.Conventionally, since the aerodynamic data corresponding to each of the variables is stored in the form of a table in the aerodynamic database (DB), the aerodynamic data table becomes large when the number of variables is large.

그리고, 조종 입력 값이 주어지면, 그에 해당되는 공력 데이터를 테이블 룩 업(Look-up) 방식으로 내삽하여 계산할 수 있는데, 비행체의 형상이 바뀌게 되면 새로운 공력 데이터가 필요하기 때문에 공력 데이터 테이블도 새로 만들어야 하는 문제점이 있었다.If the control input value is given, the corresponding aerodynamic data can be calculated by interpolating the table look-up method. If the shape of the airplane changes, new aerodynamic data is required. .

게다가, 공력 테이터 테이블의 수준은 비용과 관련되어 있는데, 공력 데이터 테이블의 정확도가 떨어지면 비용은 적게 들지만 실제 비행을 하면서 튜닝을 해야 하고, 정확도가 높은 공력 데이터 테이블을 만들기 위해서는 많은 계산과 풍동 시험을 해야 하므로 비용과 시간이 많이 소모되는 문제점이 있었다.In addition, the level of the aerodynamic data table is related to the cost. If the accuracy of the aerodynamic data table is low, the cost is low. However, the aerodynamic data table must be tuned during actual flight, So that it is costly and time consuming.

한국공개특허 제1999-0086322호 (공개일 1999. 12. 15.)Korean Patent Publication No. 1999-0086322 (published December 15, 1999)

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 주어진 비행 조건 및 조종면 변위에 대한 비행체의 공력 데이터를 실시간으로 계산하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 보다 효율적으로 구할 수 있는 공력 모델 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an aerodynamic model system and method capable of more efficiently obtaining force and moment acting on a flying body by calculating aerodynamic data of a flying object with respect to a given flying condition and a control surface displacement in real time .

또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.Further, the present invention includes other objects that can be achieved from the construction of the present invention described later, in addition to the objects explicitly mentioned.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공력 모델링 시스템은 비행 조건 및 조종면 변위를 입력 받고, 상기 입력 받은 비행 조건 및 조종면 변위를 이용하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 공력 모델링부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an aerodynamic modeling system for receiving an input of a flight condition and a steering surface displacement, And a modeling unit.

상기 공력 모델링부는, 상기 비행 조건 및 상기 조종면 변위와 함께 상기 비행체의 형상 데이터 및 상기 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 입력 받아 상기 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산할 수 있다.The aerodynamic modeling unit may calculate the force and moment acting on the airplane based on the shape data of the airplane and the viscous flow analysis data of the airfoil of the airplane together with the flight condition and the steering surface displacement.

상기 공력 모델링부는, 상기 비행 조건, 상기 조종면 변위, 상기 비행체의 형상 데이터 및 상기 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 미리 정해진 공력 함수에 적용하여 상기 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산할 수 있다.The aerodynamic modeling unit applies the viscous flow analysis data of the flight condition, the control surface displacement, the shape data of the air vehicle, and the wing airfoil of the air vehicle to a predetermined aerodynamic function to determine forces and moments acting on the air vehicle Can be calculated.

상기 미리 정해진 공력 함수는 양력선 방법(lifting-line method)을 기초로 구해질 수 있다.The predetermined aerodynamic function may be obtained based on a lifting-line method.

상기 비행 조건은, 상기 비행체의 속도, 받음각(angle of attack) 및 사이드슬립각(sideslip angle) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The flight condition may include at least one of a speed, an angle of attack, and a side slip angle of the air vehicle.

상기 조종면 변위는, 에일레론(aileron) 변위, 엘리베이터(elevator) 변위 및 러더(rudder) 변위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The steering surface displacement may include at least one of an aileron displacement, an elevator displacement, and a rudder displacement.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공력 모델링 방법은 비행 조건 및 조종면 변위를 입력 받는 단계, 그리고 상기 입력 받은 비행 조건 및 조종면 변위를 이용하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of modeling an aerodynamic force, the method comprising: receiving a flight condition and a steering surface displacement; calculating a force and a moment acting on the aircraft using the received flight condition and the steering surface displacement; .

본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체는 상기한 방법 중 어느 하나를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다.A computer-readable medium according to another embodiment of the present invention records a program for causing a computer to execute any one of the above methods.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공력 모델링 시스템 및 방법에 따르면, 주어진 비행 조건 및 조종면 변위에 대한 비행체의 공력 데이터를 실시간으로 계산하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 보다 효율적으로 구할 수 있는 장점이 있다. 즉, 기존의 테이블 형태로 이루어진 공력 데이터베이스를 사용하는 것에 비해 정확도가 높은 공력 데이터를 제공할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the aerodynamic modeling system and method according to the embodiment of the present invention, it is possible to calculate force and moment acting on the air vehicle more efficiently by calculating the aerodynamic data of the air vehicle with respect to a given flight condition and the steering surface displacement in real time have. That is, there is an advantage that the aerodynamic data having high accuracy can be provided as compared with the conventional aerodynamic database using the table format.

그리고, 입력되는 변수들 간의 커플링(Coupling) 효과가 고려된 공력 데이터의 계산이 가능한 장점이 있다.Further, there is an advantage that the aerodynamic data can be calculated considering the coupling effect between the input variables.

게다가, 비행체의 형상이 바뀌어도 비행체의 형상에 대한 입력 값만 변경시키면 되기 때문에 시간과 비용이 절감되는 장점이 있다.In addition, even if the shape of the airplane changes, it is advantageous to save time and money because only the input value to the shape of the airplane needs to be changed.

한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.On the other hand, the effects of the present invention are not limited to those described above, and other effects that can be derived from the constitution of the present invention described below are also included in the effects of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공력 모델링 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공력 모델링 시스템의 동작 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.
1 is a block diagram of an aerodynamic modeling system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an operation of an aerodynamic modeling system according to an embodiment of the present invention.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공력 모델링 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of an aerodynamic modeling system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 공력 모델링 시스템(100)은 공력 모델링부(120) 및 비행체 상태 산출부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the aerodynamic modeling system 100 may include an aerodynamic modeling unit 120 and a flight state calculating unit 140.

공력 모델링부(120)는 비행 조건 및 조종면 변위를 입력 받고, 입력 받은 비행 조건 및 조종면 변위를 이용하여 비행체에 작용하는 힘(Force)과 모멘트(Moments)를 계산할 수 있다. 여기서, 비행 조건은 비행체의 속도, 받음각(angle of attack) 및 사이드슬립각(sideslip angle) 중 적어도 하나를 포함하는데, 받음각은 항공기의 주익(비행기 동체의 좌우로 뻗은 날개)이 바람 방향에 대하여 기울여져 있는 각도를 말한다. 조종면 변위는 에일레론(aileron) 변위, 엘리베이터(elevator) 변위 및 러더(rudder) 변위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The aerodynamic modeling unit 120 receives the flight condition and the control surface displacement, and calculates the forces and moments acting on the aircraft using the received flight condition and the control surface displacement. Here, the flight condition includes at least one of a speed, an angle of attack, and a sideslip angle of a flying body, and the angle of attack is set such that the wing of the aircraft (wings extending to the right and left of the aircraft body) The angle is called the angle. The steering surface displacement may include at least one of an aileron displacement, an elevator displacement, and a rudder displacement.

공력 모델링부(120)는 비행 조건 및 조종면 변위와 함께 비행체의 형상 데이터 및 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 입력 받아 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산할 수 있다. The aerodynamic modeling unit 120 may calculate the force and moment acting on the flying body by receiving the shape data of the flying body and the viscous flow analysis data of the flying wing airfoil of the flying body together with the flight condition and the steering surface displacement.

여기서, 비행체의 형상 데이터는 비행체의 물리적인 형상을 나타낸 데이터이다. 한편 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)은 비행체의 3차원 날개의 한 단면으로 2차원 형상을 의미한다. 즉 하나의 날개는 스팬 방향으로 단면 형상이 다른 몇 개의 익형으로 구성할 수 있다. 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터는 날개를 구성하는 2차원 익형의 점성 유동 해석 데이터로서 만일 날개가 단면 익형을 3개 사용한다면 3개 익형의 점성유동해석데이터를 갖고 있어야 한다. 비행체의 형상 데이터와 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil) 점성 유동 해석 데이터는 사전에 생성되어 저장부(도시하지 않음)에 저장될 수 있다.Here, the shape data of the flying body is data representing the physical shape of the flying body. On the other hand, Wing Airfoil means a two-dimensional shape of a section of a three-dimensional wing of an air vehicle. That is, one wing can be composed of several wings having different sectional shapes in the span direction. The viscous flow analysis data of the flight wing airfoil is the viscous flow analysis data of the two-dimensional airfoil constituting the wing. If the wing uses three cross-section airfoils, it should have three viscoelastic flow analysis data. The shape data of the flying body and the wing airfoil viscous flow analysis data of the flying body can be generated in advance and stored in a storage unit (not shown).

보다 자세하게는, 공력 모델링부(120)는 비행 조건, 조종면 변위, 비행체의 형상 데이터 및 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 미리 정해진 공력 함수에 적용하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산할 수 있으며, 공력 계산 프로그램으로 구현할 수 있다.More specifically, the aerodynamic modeling unit 120 applies the viscous flow analysis data of the flight condition, the steering surface displacement, the shape data of the flying body, and the wing airfoil of the airplane to a predetermined aerodynamic function, And can be implemented by an aerodynamic calculation program.

미리 정해진 공력 함수는 하기의 [수식 1]과 같이 나타낼 수 있다.A predetermined aerodynamic function can be expressed as [Equation 1] below.

[수식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Fx, Fy, Fz, 는 각각 x 방향 힘, y 방향 힘, z 방향 힘이고, L, M, N은 각각 x축 모멘트, y축 모멘트, z축 모멘트이다.Here, Fx, Fy and Fz are forces in the x direction, forces in the y direction, forces in the z direction, and L, M and N are the x axis moments, y axis moments and z axis moments, respectively.

그리고, 미리 정해진 공력 함수는 양력선(Lifting-line) 방법을 기초로 구해질 수 있다. 여기서, 양력선 방법은 비행체 날개의 개념 설계에서 적용하기에 적합한 방법으로, 날개의 단면 익형이 얇다는 가정을 갖고 3/4 시위의 제어점에서 속도 경계 조건을 부여하는 Weissinger 방법과 3차원 와류 양력 법칙을 적용한 Phillips 방법 등을 포함할 수 있다.And, a predetermined aerodynamic function can be obtained based on a lifting-line method. Here, the lift line method is a suitable method to be applied in the conceptual design of a wing, assuming that the cross-sectional airfoil of the wing is thin, the Weissinger method which gives the velocity boundary condition at the control point of the 3/4 prototype, And a Phillips method using the same.

즉, 비행체 날개의 단면 익형에 대한 양력과 점성 항력 데이터를 양력선 방법으로 3차원 유동 해석할 때 활용함으로써 점성 효과가 고려된 비선형 해석이 가능하게 된다. 익형에 대한 점성 유동 해석은 공개된 코드로 XFOIL 또는 JAVAFOIL을 사용하거나 풍동 시험 데이터가 있으면 활용할 수 있다.In other words, the nonlinear analysis considering the viscous effect becomes possible by using the lift and viscous drag data for the cross - sectional airfoil of the flight wing with the three - dimensional flow analysis by the lift line method. The viscous flow analysis for the airfoil can be made using XFOIL or JAVAFOIL with published code or wind tunnel test data.

공력 계산 프로그램은 포트란(Fortran) 언어로 만들어진 실행 파일로 구현할 수 있으며, 비행체의 형상 데이터 및 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터는 공력 계산 프로그램에 사전에 포함되도록 구현할 수 있다.The aerodynamic calculation program can be implemented as an executable file created in Fortran language. The shape data of the flight body and the viscous flow analysis data of the flight wing airfoil of the air vehicle can be implemented so as to be included in the aerodynamic calculation program in advance.

따라서 공력 계산 프로그램은 비행 조건이나 조종면 변위를 입력 받아 비행체에 작용하는 3축 방향의 힘과 모멘트를 계산하여 출력할 수 있다.Therefore, the aerodynamic calculation program can calculate and output the force and moment in the three-axis direction acting on the air vehicle by receiving the flight condition or the steering displacement.

한편 비행체의 형상이 변경되는 경우, 공력 계산 프로그램의 소스 프로그램에서 사전에 저장되어 있는 비행체의 형상 데이터를 수정한 후 실행 파일을 다시 만들어 공력 모델에 적용할 수 있다. 그러면, 비행체의 형상이 변하여도 공력 데이터 테이블을 새로 만들 필요가 없기 때문에 보다 간단하게 변경된 새로운 비행체의 형상을 적용할 수 있다.On the other hand, if the shape of the air vehicle is changed, the shape data of the air vehicle stored in advance in the source program of the aerodynamic calculation program can be modified, and the execution file can be re-created and applied to the aerodynamic model. Thus, even if the shape of the airplane changes, it is not necessary to newly create an aerodynamic data table, so that a new shape of the airplane can be applied more easily.

비행체 상태 산출부(140)는 공력 모델링부(120)에서 구해진 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 입력 받아 비행체의 6자유도 운동 방정식에 대입하여 비행체의 위치, 속도, 자세 및 자세 미분 값 등의 상태 값을 계산할 수 있다.The aircraft state calculating unit 140 receives the forces and moments acting on the flying object obtained from the aerodynamic modeling unit 120, and substitutes the forces and moments of the flying body into the six-degree-of-freedom motion equation of the flying object to calculate the state The value can be calculated.

이와 같이, 공력 모델링 시스템은 저속으로 비행하는 무인항공기에 적합한데, 저가의 무인항공기는 공력 데이터 DB를 만들기 위하여 많은 비용을 지출할 수 없기 때문이다. 이에 종래에는 상대적으로 정확도가 낮은 DATCOM 코드로 공력 데이터 테이블을 만들어 사용하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 공력 모델링 시스템은 매우 빠른 시간에 공력 데이터를 계산할 수 있는 스킴으로 만들고 GPU(Graphic Processor Unit)에 적용하여 작동하게 하며, 비행체에 탑재된 중앙처리장치(CPU)와 인터페이스하여 데이터를 주고 받을 수 있으며, DATCOM보다 훨씬 높은 정확도를 갖는 공력 데이터를 제공할 수 있다.As such, the aerodynamic modeling system is suitable for low-speed unmanned aerial vehicles, because low-cost unmanned aerial vehicles can not afford to spend a lot of money to build aerodynamic data databases. However, the aerodynamic modeling system according to the embodiment of the present invention makes a scheme capable of calculating aerodynamic data in a very short period of time, and a GPU (Graphic Processor Unit) And can exchange data with the central processing unit (CPU) mounted on the aircraft, and can provide aerodynamic data with much higher accuracy than DATCOM.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 공력 데이터를 모델링하는 과정에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of modeling aerodynamic data according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공력 모델링 시스템의 동작 과정을 보여주는 동작 흐름도를 나타낸다.2 is a flowchart illustrating an operation of an aerodynamic modeling system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 공력 모델링부(120)는 비행 조건 및 조종면 변위를 입력 받을 수 있다(S300). 여기서, 비행 조건은 비행체의 속도, 받음각(angle of attack) 및 사이드슬립각(sideslip angle) 중 적어도 하나를 포함하는데, 받음각은 항공기의 주익(비행기 동체의 좌우로 뻗은 날개)이 바람 방향에 대하여 기울여져 있는 각도를 말한다. 조종면 변위는 에일레론(aileron) 변위, 엘리베이터(elevator) 변위 및 러더(rudder) 변위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the aerodynamic modeling unit 120 can receive the flight condition and the steering surface displacement (S300). Here, the flight condition includes at least one of a speed, an angle of attack, and a sideslip angle of a flying body, and the angle of attack is set such that the wing of the aircraft (wings extending to the right and left of the aircraft body) The angle is called the angle. The steering surface displacement may include at least one of an aileron displacement, an elevator displacement, and a rudder displacement.

이때, 비행 조건 및 조종면 변위와 함께 비행체의 형상 데이터 및 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 입력 받을 수 있다.At this time, the shape data of the air vehicle and the viscous flow analysis data of the wing airfoil can be input together with the flight condition and the steering surface displacement.

그리고, 공력 모델링부(120)는 입력 받은 비행 조건 및 조종면 변위를 이용하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산할 수 있다(S310).Then, the aerodynamic modeling unit 120 may calculate the forces and moments acting on the air vehicle using the inputted flight condition and the steering surface displacement (S310).

공력 모델링부(120)는 비행 조건, 조종면 변위, 비행체의 형상 데이터 및 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 미리 정해진 공력 함수에 적용하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산할 수 있으며, 상기 수식 1로 나타낸 공력 계산 프로그램으로 구현할 수 있다.The aerodynamic modeling unit 120 may calculate the force and moment acting on the air vehicle by applying the flight condition, the control surface displacement, the shape data of the air vehicle, and the viscous flow analysis data of the flying wing airfoil of the air vehicle to a predetermined aerodynamic function. , And can be implemented by the aerodynamic force calculation program expressed by Equation (1).

다음으로, 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 입력 받아 비행체의 6자유도 운동 방정식에 대입하여 비행체의 위치, 속도, 자세 및 자세 미분 값 등의 상태 값을 계산할 수 있다.Next, the force and moment acting on the flying body are input, and the state values such as the position, speed, posture, and posture differential value of the flying body can be calculated by substituting it into the six degrees of freedom motion equation of the flying body.

본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 공력 모델링 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Embodiments of the present invention include a computer-readable medium having program instructions for performing various computer-implemented operations. The medium records a program for executing the aerodynamic modeling method described above. The medium may include program instructions, data files, data structures, etc., alone or in combination. Examples of such media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD and DVD, programmed instructions such as floptical disk and magneto-optical media, ROM, RAM, And a hardware device configured to store and execute the program. Or such medium may be a transmission medium, such as optical or metal lines, waveguides, etc., including a carrier wave that transmits a signal specifying a program command, data structure, or the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

100: 공력 모델링 시스템
120: 공력 모델링부
140: 비행체 상태 산출부
100: Aerodynamic modeling system
120: aerodynamic modeling unit
140: flight status calculation unit

Claims (13)

비행 조건 및 조종면 변위를 입력 받고, 상기 입력 받은 비행 조건 및 조종면 변위를 이용하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 공력 모델링부
를 포함하는 공력 모델링 시스템.
An aerodynamic modeling unit for inputting the flight condition and the steering surface displacement and calculating a force and a moment acting on the air vehicle using the inputted flying condition and the steering surface displacement,
The aerodynamic modeling system comprising:
제 1 항에서,
상기 공력 모델링부는,
상기 비행 조건 및 상기 조종면 변위와 함께 상기 비행체의 형상 데이터 및 상기 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 입력 받아 상기 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 공력 모델링 시스템.
The method of claim 1,
The aerodynamic modeling unit,
Wherein the shape data of the air vehicle and the viscous flow analysis data of a wing airfoil of the air vehicle are input together with the flight condition and the steering surface displacement to calculate forces and moments acting on the air vehicle.
제 2 항에서,
상기 공력 모델링부는,
상기 비행 조건, 상기 조종면 변위, 상기 비행체의 형상 데이터 및 상기 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 미리 정해진 공력 함수에 적용하여 상기 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 공력 모델링 시스템.
3. The method of claim 2,
The aerodynamic modeling unit,
An aerodynamic modeling system for calculating force and moment acting on the air vehicle by applying the flight condition, the steering surface displacement, the shape data of the air vehicle, and the viscous flow analysis data of the air vehicle wing airfoil to a predetermined aerodynamic function, .
제 3 항에서,
상기 미리 정해진 공력 함수는 양력선 방법(lifting-line method)을 기초로 구해지는 공력 모델링 시스템.
4. The method of claim 3,
Wherein the predetermined aerodynamic function is obtained on the basis of a lifting-line method.
제 1 항에서,
상기 비행 조건은,
상기 비행체의 속도, 받음각(angle of attack) 및 사이드슬립각(sideslip angle) 중 적어도 하나를 포함하는 공력 모델링 시스템.
The method of claim 1,
The flight condition may include:
An aerodynamic modeling system comprising at least one of a speed, an angle of attack and a side slip angle of the air vehicle.
제 1 항에서,
상기 조종면 변위는,
에일레론(aileron) 변위, 엘리베이터(elevator) 변위 및 러더(rudder) 변위 중 적어도 하나를 포함하는 공력 모델링 시스템.
The method of claim 1,
The steering surface displacement,
An aerodynamic modeling system comprising at least one of an aileron displacement, an elevator displacement, and a rudder displacement.
비행 조건 및 조종면 변위를 입력 받는 단계, 그리고
상기 입력 받은 비행 조건 및 조종면 변위를 이용하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 단계
를 포함하는 공력 모델링 방법.
Receiving the flight condition and the steering surface displacement, and
Calculating a force and a moment acting on the air vehicle using the inputted flight condition and the steering surface displacement,
Gt; a < / RTI > aerodynamic modeling method.
제 7 항에서,
상기 입력 받은 비행 조건 및 조종면 변위를 이용하여 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 단계는,
상기 비행 조건 및 상기 조종면 변위와 함께 상기 비행체의 형상 데이터 및 상기 비행체의 날개 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 입력 받아 상기 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 것에 의해 수행되는 공력 모델링 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step of calculating force and moment acting on the flying object using the input flying condition and the steering surface displacement includes:
The aerodynamic modeling method is performed by calculating shape data of the air vehicle and viscous flow analysis data of a wing airfoil of the air vehicle along with the flight condition and the steering surface displacement and calculating force and moment acting on the air vehicle .
제 8 항에서,
상기 비행 조건, 상기 조종면 변위, 상기 비행체의 형상 데이터 및 상기 익형(Wing Airfoil)의 점성 유동 해석 데이터를 미리 정해진 공력 함수에 적용하여 상기 비행체에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 공력 모델링 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the force and moment acting on the air vehicle are calculated by applying the flight condition, the control surface displacement, the shape data of the air vehicle, and the viscous flow analysis data of the airfoil to a predetermined air force function.
제 9 항에서,
상기 미리 정해진 공력 함수는 양력선 방법(lifting-line method)을 기초로 구해지는 공력 모델링 방법.
The method of claim 9,
Wherein the predetermined aerodynamic function is obtained on the basis of a lifting-line method.
제 1 항에서,
상기 비행 조건은,
상기 비행체의 속도, 받음각(angle of attack) 및 사이드슬립각(sideslip angle) 중 적어도 하나를 포함하는 공력 모델링 방법.
The method of claim 1,
The flight condition may include:
And at least one of a speed, an angle of attack, and a side slip angle of the air vehicle.
제 7 항에서,
상기 조종면 변위는,
에일레론(aileron) 변위, 엘리베이터(elevator) 변위 및 러더(rudder) 변위 중 적어도 하나를 포함하는 공력 모델링 방법.
8. The method of claim 7,
The steering surface displacement,
An aileron displacement, an elevator displacement, and a rudder displacement.
컴퓨터에 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the method according to any one of claims 7 to 12.
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KR20230100480A (en) * 2021-12-28 2023-07-05 한국항공우주연구원 Aircraft kinematic model development system
KR20240058332A (en) 2022-10-26 2024-05-03 남한솔 System for Providing Aerodynamic Forces Predicting Model and Driving method thereof

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