항공기 질량산정

by 항공대장기체공무인기제작 posted Oct 28, 2016 Views 26363 Replies 2
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안녕하세요 항공대학교에 재학중인 학생입니다. 다름이 아니라 이번에 태양광 무인항공기를 제작하는데 질량을 산정하는 과정에서 애를 먹고 있습니다. 카티아로 다 그린 다음에 부피를 구해서 질량을 산정하는 건가요? 대략적인 스케치라도 한 다음에 부피를 구해야 할까요? 스트럭쳐를 그리는 게 쉽지 않던데 날개 에어포일이 꽉차있는 형태가 아니라 뼈대형대로 되있어서 하나 하나 그리기가 까다롭던데 혹시 팁이 있나요? 비행기 설계 초반에 어떻게 해야하는 지 알고싶습니다.

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    카이리 2016.10.29 04:51 (*.48.156.152)

    제가 아는 선에서 답변을 드리자면...


    1) CATIA 를 이용한 무게 산출에 관해서

    일단 CATIA 상에서 무게를 산출하는 방법의 경우... 우선 모델링을 완료하신 다음에 해당 부분들에 대한 재료의 물성치(특히 밀도)를 다 입력해주시면 예상되는 무게를 구하실 수 있습니다. (물론 실물 제작시 이래저래 추가로 사용되는 접착제와 같은 모델링 상에 반영되지 않은 부분에 대한 오차는 감안하셔야 합니다) 하지만 이 방법의 경우 내부가 비어있는 중공형태들은 모두 반영해서 모델링을 해야하기 때문에 단순한 형상이 아닌 전체적으로 복잡한 형상이라면 꽤나 수고가 들어가기는 합니다.

    아니라면 목표로 한 형상 및 성능 그리고 체급이 비슷한 기존의 사례를 참고하셔서 대략적인 무게로 참고하시는 방법도 있습니다.


    2) CATIA 상에서 날개의 리브와 같은 반복되는 구조물을 보다 쉽게 그리는 방법에 대해서

    날개의 리브와 같은 형상이 유사할 경우 전체를 단일 파츠로 그리고 계신다면 복제해서 그리시는 방법이 있으며...

    각각의 파츠를 그리고 어셈블리 디자인에서 조립하셔서 그리신다면 리브 하나를 그리신 다음에 어셈블리 디자인 상에서 여러번 불러와서 위치만 지정하는 방법이 있습니다.

    테이퍼비 등이 있는 날개일 경우 크기가 변화되고, 에어포일 형상이 복합적이라 윙 루트부터 팁까지 꾸준히 형상이 바뀐다면 전자의 경우 복제 후 수정하시는 방법이 있으며, 후자의 경우 해당 리브를 여러번 다른 이름으로 저장 하신 이후에 거기서 형상/크기를 수정하셔서 사용하신 이후에 최종적으로 조립하시면 될 것 같습니다.


    3) 항공기 설계 초반 과정에 관해서...

    항공기 개념설계 관련을 다룬 서적이나 논문과 같은 문헌자료를 참고해보시는건 어떨까요? 관련 절차가 잘 기술되어 있는 자료가 많은 편입니다. (개인적으로는 Jan Roskam이 저술한 Airplane Design 시리즈를 추천합니다.) 참고로 개념설계시 대략적인 기체 무게 산출 방법 등에 대한 부분도 잘 기술되어있습니다. 

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    DGR 2016.11.16 04:39 (*.223.33.191)
    소형 태양광 무인기하시는거같은데
    경험상
    목표무게에 배터리 40% 기체구조 50% 나머지 10%로 분배하면 제작할때도 나름 합치되는거같습니다.
    카티아 상으로 계산하실때는 무인기 외형 그리고나서 간단히 포켓, 쉘하셔가지고 구하셔도될거에요.
    무게추정 관련해선 Andre Noth(Ph.D) 의 박사학위논문 참고하시면 좋을거같네요.
    http://www.sky-sailor.ethz.ch/docs/Thesis_Noth_2008.pdf

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