2행정 기관 설계

소개

본 보고서에서는 정해진 항공기의 제원을 통해 비행에 필요한 출력을 얻고 이에 적당한 2행정 기관을 선정 및 그 과정과 결과 예측 등을 기술 하였다. 학부생의 수준에서 최대한의 결과를 도출하기 위해 여러 관련된 비슷한 자료들을 사용하여 기관의 제원을 제한된 수준에서 여러 가정과 함께 추측하는 과정을 거쳤다. 또한 program을 이용한 simulation 분석은 부족한 지식과 자료, 그리고 가정 등이 포함되어 실제와 근접한 결과는 보여주지 못하였다. 하지만 이 부족한 점은 최대한 다른 2행정 기관의 자료를 통해 비교 분석 및 이론의 확인 등의 일련의 과정을 거치면서 어느 정도 추측된 2행정 기관의 객관성을 유지하려 노력하였다.

목차

1. UAV의 필요 마력(HP) 산출
2. 2행정 기관의 선정
3. 실린더실과 크랭크실에서의 압력(P), 온도(T)의 변화를 예측
4. 결론

본문내용

1. UAV의 필요 마력(HP) 산출
먼저 위의 제원을 가진 UAV가 등속도 수평비행 할 수 있는 조건을 생각해 보자.
등속도 수평비행에서 추력(T)과 항력(D)의 관계는 다음과 같다.
추진효율 이고 (P는 마력, V는 비행속도) 추진효율이 100%일 때 필요 동력(마력)은
이며 항력 (S는 날개 면적)과 등속 수평비행에서 를 위 식에 대입하면
의 필요 마력을 얻을 수 있다. 여기서 항력계수의 정의가 필요한데, 항공기의 항력에는 형상이나 간섭에 의한 압력항력과 표면마찰항력으로 생성되는 유해항력과 양력에 의해 생기는 유도항력이 있으며 항력계수도 유해항력 계수()와 유도항력 계수()의 합과 같으며 다음과 같이 나타낼 수 있다.
여기서 AR(aspect ratio)는 항공기 날개의 가로세로비 이며 e는 날개의 스팬(span)의 효율계수이다.
UAV 제원에서 에어포일이 clark Y이며 날개의 가로세로비가 5.95(6) 이므로 이 조건에서의 양항극 곡선을 그려보면 [Figure 1] 같은 받음각에 대한 양력계수와 유해항력계수 변화의 형상을 얻을 수 있다. 이를 통해 UAV의 제원을 사용하여 필요마력 및 이륙출력을 구해보도록 하자.
우선 수평 등속도 비행 중인 UAV를 생각해 보자. 이 UAV의 비행에 필요한 양력 에는 여러 변수들이 존재 한다. 비행 고도와 비행체의




4. 결론
본 보고서에서는 정해진 항공기의 제원을 통해 비행에 필요한 출력을 얻고 이에 적당한 2행정 기관을 선정 및 그 과정과 결과 예측 등을 기술 하였다. 학부생의 수준에서 최대한의 결과를 도출하기 위해 여러 관련된 비슷한 자료들을 사용하여 기관의 제원을 제한된 수준에서 여러 가정과 함께 추측하는 과정을 거쳤다. 또한 program을 이용한 simulation 분석은 부족한 지식과 자료, 그리고 가정 등이 포함되어 실제와 근접한 결과는 보여주지 못하였다. 하지만 이 부족한 점은 최대한 다른 2행정 기관의 자료를 통해 비교 분석 및 이론의 확인 등의 일련의 과정을 거치면서 어느 정도 추측된 2행정 기관의 객관성을 유지하려 노력하였다.
실제로 자동차나 항공기 등에서는 효율이 좋은 4행정 기관을 그리고 대형 선박이나 플랜트 같은 경우에는 큰 출력을 내기위해 2행정 기관을 사용 중에 있다. 물론 모형 항공기의 경우 RC용 엔진을 사용 중에 있다. 근래에 항공 기술이 발전함에 따라 계속적인 UAV의 연구가 이루어지고 있는 시점에서 이에따른 소형 2행정기관의 수요를 생각해 볼

참고자료

· [1] 구자예 저, “항공기 왕복기관”.
· [2] Willard W. Pulkrabek, “Engineering funfamentals of the Interal combustion engine”.
· [3] 구삼옥 외, “모형엔진을 활용한 소형무인기용 4행정 가솔린엔진 개발”, 한국항공우주연구원.
· [4] 신영기, 장성호, 구삼옥, “Performance test and simulation of a reciprocating engine for long endurance miniature unmanned aerial vehicles”, 세종대학교, 한국항공우주연구원.
· [5] Yuh Motoyama, Tohru Gotoh, “The Effect of Higher Compression Ratio in Two-Stroke Engines”, Yamaha Motor Co, Ltd.
· [6] R. Mikalsen, A.P. Roskilly, "The design and simulation of a two-stroke free-piston compression ignition engine for electrical power generation", Sir Joseph Swan Institute for Energy Research, Newcastle University, Newcastle upon Ty
· [7] Troy Sookdeo, "Performance measurement, simulation, and analysis of the COX LEE DEE 0.010, the worlds smallest production IC engine", University of Maryland.
· [8] Eric gorr, "Basic 2 stroke tuning".
· [9] 그 외 http://www.modelflig