XFLR5를 이용한 글라이더 공력 분석

소개

"XFLR5를 이용한 글라이더 공력 분석"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. 개요 ··················································2

Ⅱ. 해석 모델 ············································2

Ⅲ. XFLR5를 이용한 공력 해석 ·····························3
ⅰ. 에어포일 해석 ······································3
ⅱ. 항공기 및 해석 설정 ·································4
ⅲ. 해석 결과 ············································4

Ⅳ. XFLR5의 한계 ·········································8

Ⅴ. 결론 ··················································9

Ⅵ. 참고 문헌 ·············································9

본문내용

Ⅰ. 개요
본 보고서에서는 공력 해석 소프트웨어인 XFLR5를 활용하여 글라이더의 공력 특성을 분석하였다. 글라이더는 고정된 날개를 가졌지만 항공기 자체에 엔진과 프로펠러, 가스터빈 등과 같은 추진 장치를 별도로 가지고 있지 않다(최초 비행을 위해 모터형식의 엔진이 탑재되는 경우나 있으며 이를 seaplane이라 하며, 좁은 의미의 글라이더를 나타낸다). 대신 항공기의 중력의 전진 성분을 추력으로써 활용하여 추진하며 긴 날개를 가지고 있어 양항비가 높고 이것은 활강비가 매우 높음을 의미한다. 그러한 글라이더 하나를 선정하여 이론적인 해석 결과로도 그러한 결과가 나오는지를 점검하고자 한다.

[Fig1. 활강비행. 글라이더는 추력 T 대신 자신의 중력 성분  sin 를 추력으로 활용하여 비행한다. ]
[Fig2.   tan   의 관계가 성립한다.
즉 양항비가 높을수록 글라이더의 활강비는 높아진다.]

Ⅱ. 해석 모델
해석에 사용될 선정된 글라이더 모델은 1993년 바르샤바 기술 대학에서 개발한 PW-5이다. 동체는 프레임으로 강화된 유리-에폭시 복합 모노코크 구조이다. PW-5는 국제 글라이딩 위원회에서 주최한 대회에서 우승하기도 했다. PW-5의 제원 및 성능은 다음 표와 같다.

Ⅲ. XFLR5를 이용한 공력 해석
i. 에어포일 해석
XFLR5는 3차원 항공기의 해석을 지원한다. 그러나 곧바로 해석은 불가능하고 해당 항공기의 주날개 및 꼬리 날개가 가지고 있는 에어포일 해석을 먼저 수행하여야 한다.
PW-5는 의 NN 18-17에어포일 주날개를 채택하고 있다. 해당 에어포일의 좌표를 불러들여 패널수를 200으로 조정하고 Batch Analysis를 통하여 받음각의 범위를 -15~15도로 하여 레이놀즈 수의 범위는 5만~3백만까지 설정하여 다양한 범위에서 interpolation이 가능하도록 하였다. 각 레이놀즈 수에서 몇몇 특정 받음각에서는 수렴을 하지 않았다.
수평 꼬리 날개는 FX 71-L-150/30 에어포일을 채택하였다. 그러나 수직 꼬리 날개에 대한 정보는 존재하지 않아 NACA0012 대칭형 에어포일로 상정하였다.

참고자료

· Santiago Ramírez Rubio, “AERODYNAMIC ANALYSIS OF A SUSTAINABLE ENERGY SAILPLANE USING CEASIOM”, 2013
· E Amalia, M.A Moelyadi, R Julistina, C A Putra, "Aerodynamics characteristics of glider GL-1 based on computational fluid dynamics", 2018
· Wikipedia, "PW-5 Smyk", https://pl.wikipedia.org/wiki/PW-5_Smyk
· André Deperrois, "Theoretical limitations and shortcomings of xflr5", 2019