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KR101275846B1 - Rotor blade with protruding trailing edge - Google Patents

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KR101275846B1
KR101275846B1 KR1020100120714A KR20100120714A KR101275846B1 KR 101275846 B1 KR101275846 B1 KR 101275846B1 KR 1020100120714 A KR1020100120714 A KR 1020100120714A KR 20100120714 A KR20100120714 A KR 20100120714A KR 101275846 B1 KR101275846 B1 KR 101275846B1
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protrusion
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이관중
채상현
손찬규
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 돌출된 뒷전을 구비한 회전익에 관한 것으로서, 회전축에 결합되어 회전함으로써 양력을 발생시키는 회전익에 있어서, 상기 회전축에 결합되어, 상기 회전축의 회전 반경 방향으로 연장된 형상을 가지며, 회전 방향 쪽 가장자리인 앞전과, 상기 회전 방향의 반대 방향 쪽 가장자리인 뒷전을 구비하는 본체부; 상기 본체부의 앞전에 마련되며, 상기 회전 방향으로 돌출되어 있는 앞전돌출부; 상기 본체부의 뒷전에 마련되며, 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 뒷전돌출부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 회전 방향으로 돌출되어 있는 앞전돌출부와 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 뒷전돌출부를 구비함으로써, 끝단에서 발생되는 와류의 강도가 감소되면서도, 앞전이 위로 들리는 방향의 피칭 모멘트가 감소될 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a rotary blade having a protruding rear edge, the rotary blade coupled to the rotary shaft to generate a lift force, the rotary blade is coupled to the rotary shaft, has a shape extending in the radial direction of the rotary shaft, the direction of rotation A main body portion having an edge before and an edge before and opposite to the rotation direction; A front leading protrusion provided in front of the main body and protruding in the rotation direction; It is provided to the rear of the main body portion, and the rear front protrusion protruding in the opposite direction of the rotation direction.
According to the present invention, a pitching moment in the direction in which the leading edge is lifted up by reducing the strength of the vortex generated at the end by having the front leading protrusion projecting in the rotation direction and the rear leading protrusion projecting in the opposite direction to the rotation direction There is an effect that can be reduced.

Figure R1020100120714
Figure R1020100120714

Description

돌출된 뒷전을 구비한 회전익{Rotor blade with protruding trailing edge}Rotor blade with protruding trailing edge

본 발명은 돌출된 뒷전을 구비한 회전익에 관한 것으로서, 특히 끝단에서 발생되는 와류의 강도가 감소되면서도, 앞전이 위로 들리는 방향의 피칭 모멘트가 감소될 수 있는 회전익에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor blade having a protruding trailing edge, and more particularly to a rotor blade which can reduce the pitching moment in the direction of the leading edge upwards while the strength of the vortex generated at the tip is reduced.

본 발명은 교육과학기술부 및 부산대학교의 2단계두뇌한국21사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제고유번호: 핵C6B1204, 과제명: 헬리콥터 부품소재 핵심연구인력 양성사업]The present invention is derived from a study conducted as part of the two-stage brain Korea 21 project of the Ministry of Education, Science and Technology and Pusan National University. [Task No .: Nuclear C6B1204, Project Name: Helicopter Parts Materials Core Research Manpower Training Project]

항공기가 공기 중에서 고속으로 비행하는 경우, 항공기의 날개 끝단에서는 강한 와류(Vortex)가 발생하게 되는데, 이러한 와류에 의하여 항공기의 항력(Drag)이 증가함으로써 연료 소모가 증가하게 되고, 공기역학적인 소음(Noise)도 증가하는 것으로 알려져 있다.When the aircraft is flying at high speed in the air, a strong vortex occurs at the wing tip of the aircraft, which increases fuel consumption by increasing drag of the aircraft, and aerodynamic noise ( Noise is also known to increase.

특히, 헬리콥터(helicopter), 수직단거리이착륙기(VSTOL, vertical short takeoff and landing) 등과 같은 회전익항공기(rotorcraft)는, 엔진에 연결된 회전축에 의하여 회전하는 복수개의 회전익(rotor blade)에 의하여 양력을 발생시켜서 비행하는 항공기인데, 도 1에는 이러한 회전익(1a)의 일례가 도시되어 있다. 상기 회전익(1a)은, 회전축(H)에 결합되어 회전함으로써 양력을 발생시키며, 상기 회전축(H)의 회전 반경 방향으로 연장된 직사각 평면 형상을 가지고, 회전 방향 쪽 가장자리인 앞전(leading edge)(2)과, 상기 회전 방향의 반대 방향 쪽 가장자리인 뒷전(trailing edge)(3)과, 피치(pitch) 운동의 중심이 되는 페더링 축(feathering axis)(F)을 구비한다. 따라서, 상기 회전익(1a)은, 일반적인 직사각 평면 형상을 가지고 있으므로, 고속 비행시에는 회전익(1a)의 끝단(blade tip) 속도가 매우 커지므로 회전익(1a) 끝단에서 발생되는 와류(vortex)(V)에 의한 상기 문제점들이 더욱 심각하게 부각되며, 회전익(1a)의 끝단에서 발생한 와류(V)가 뒤이어 회전하는 회전익에 충돌함으로써 발생하는 BVI 소음(Blade Vortex Interaction Noise)이 증가할 가능성도 높아진다는 문제점이 있다.In particular, a rotorcraft, such as a helicopter, a vertical short takeoff and landing (VSTOL), generates a lift by a plurality of rotor blades rotated by a rotating shaft connected to an engine. 1 is an example of such a rotor blade 1a. The rotary blade 1a is coupled to the rotary shaft H to generate lift, and has a rectangular planar shape extending in the radial direction of the rotary shaft H, and a leading edge that is an edge in the direction of rotation ( 2), a trailing edge 3 which is the opposite edge of the rotation direction, and a feathering axis F serving as a center of the pitch movement. Therefore, since the rotor blade 1a has a general rectangular planar shape, the blade tip speed of the rotor blade 1a becomes very large during high-speed flight, so that the vortex V generated at the end of the rotor blade 1a is increased. The above problems are more seriously raised, and the problem that the VVI noise generated by the collision of the vortex V generated at the end of the rotor blade 1a with the subsequent rotor rotor impinges on the rotor is also increased. There is this.

상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같은, 회전익(1b)이 사용되기도 하였는데, 이 회전익(1b)은 소위 BERP(British Experimental Rotor Program) 회전익과 유사한 형태를 가진다. 상기 회전익(1b)은, 회전 방향으로 돌출되어 있는 앞전돌출부(4)를 구비하고, 끝단이 테이퍼진 평면 형상을 가지고 있다. 이러한 형상의 회전익(1b)을 사용하면, 고속 비행시 회전익 끝단에서 발생되는 와류의 강도가 감소되어, 충격파에 의하여 발생되는 고속충격소음(High Speed Impulsive Noise)및 BVI 소음이 어느 정도 감소되는 장점이 있다.In order to solve the above problems, a rotor blade 1b, as shown in Fig. 2, was also used, which has a shape similar to a so-called British Experimental Rotor Program (BERP) rotor blade. The rotor blade 1b has a front leading protrusion 4 protruding in the rotational direction, and has a planar shape with a tapered end. By using the rotor blade 1b of this shape, the strength of the vortices generated at the end of the rotor blade during high-speed flight is reduced, and the high speed impulsive noise and the BVI noise generated by the shock wave are reduced to some extent. have.

그러나, 상기 회전익(1b)은, 회전 방향으로 돌출되어 있는 앞전돌출부(4)를 구비하고 있으므로, 상기 앞전돌출부(4)에 의하여 발생되는 양력에 의하여 앞전(2)이 위로 들리는 방향의 피칭 모멘트(pitching moment)가 발생되어, 전체적인 회전익 로터 시스템(blade rotor system)의 구조적 안정성의 저하를 유발할 수 있다는 문제점이 있다.However, since the rotor blade 1b includes the front leading protrusion 4 protruding in the rotational direction, the pitching moment in the direction in which the leading edge 2 is lifted up by the lifting force generated by the front leading protrusion 4 Pitching moment is generated, there is a problem that can cause a decrease in the structural stability of the overall blade rotor system (blade rotor system).

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 끝단에서 발생되는 와류의 강도가 감소되면서도 앞전이 위로 들리는 방향의 피칭 모멘트가 감소될 수 도록 구조가 개선된 회전익을 제공하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a rotor blade having an improved structure so that the pitching moment in the direction ahead of the front can be reduced while the strength of the vortex generated at the end is reduced.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 돌출된 뒷전을 구비한 회전익은, 회전축에 결합되어 회전함으로써 양력을 발생시키는 회전익에 있어서, 상기 회전축에 결합되어, 상기 회전축의 회전 반경 방향으로 연장된 형상을 가지며, 회전 방향 쪽 가장자리인 앞전과, 상기 회전 방향의 반대 방향 쪽 가장자리인 뒷전을 구비하는 본체부; 상기 본체부의 앞전에 마련되며, 상기 회전 방향으로 돌출되어 있는 앞전돌출부; 상기 본체부의 뒷전에 마련되며, 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 뒷전돌출부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a rotary blade having a protruding rear edge according to the present invention is a rotary blade that generates lift by being coupled to a rotating shaft to be coupled to the rotating shaft to extend a shape extending in a rotational radial direction of the rotating shaft. A main body portion having a front edge that is an edge in a rotational direction and a rear edge that is in the opposite direction of the rotational direction; A front leading protrusion provided in front of the main body and protruding in the rotation direction; It is provided to the rear of the main body portion, and the rear front protrusion protruding in the opposite direction of the rotation direction.

여기서, 상기 앞전돌출부에 의한 피칭 모멘트와 상기 뒷전돌출부에 의한 피칭 모멘트가 서로 상쇄되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the pitching moment by the front leading protrusion and the pitching moment by the rear leading protrusion cancel each other.

여기서, 상기 뒷전돌출부의 시작 위치는, 상기 회전축으로부터 상기 회전 반경의 50%만큼 이격된 지점(r/R = 0.5) 이상으로 멀리 떨어져 있는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the starting position of the rear front protrusion is far away from the rotation axis by more than 50 points of the rotation radius (r / R = 0.5).

본 발명에 따르면, 상기 회전 방향으로 돌출되어 있는 앞전돌출부와 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 뒷전돌출부를 구비함으로써, 끝단에서 발생되는 와류의 강도가 감소되면서도, 앞전이 위로 들리는 방향의 피칭 모멘트가 감소될 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a pitching moment in the direction in which the leading edge is lifted up by reducing the strength of the vortex generated at the end by having the front leading protrusion projecting in the rotation direction and the rear leading protrusion projecting in the opposite direction to the rotation direction There is an effect that can be reduced.

도 1은 종래의 회전익(직사각 평면 형상)을 나타내는 평면도이다.
도 2는 종래의 회전익(후퇴각 가진 평면 형상)을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 돌출된 뒷전을 구비한 회전익의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 돌출된 뒷전을 구비한 회전익의 상세한 형상을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 돌출된 뒷전을 구비한 회전익의 분리 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 가상 회전익의 평면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 평면 형상을 단순화한 회전익의 평면도이다.
1 is a plan view showing a conventional rotor blade (rectangular planar shape).
Fig. 2 is a plan view showing a conventional rotor blade (plane shape with retreat angle).
3 is a plan view of a rotor blade having a protruding rear edge that is an embodiment of the present invention.
4 is a plan view for explaining a detailed shape of the rotor blade having a protruding rear edge shown in FIG.
5 is an exploded plan view of a rotor blade having the protruding rear edge shown in FIG. 4.
6 is a plan view of the virtual rotor blade illustrated in FIG. 4.
FIG. 7 is a plan view of a rotor blade simplifying the plane shape shown in FIG. 4. FIG.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예인 돌출된 뒷전을 구비한 회전익의 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 돌출된 뒷전을 구비한 회전익의 상세한 형상을 설명하기 위한 평면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 돌출된 뒷전을 구비한 회전익의 분리 평면도이다.3 is a plan view of a rotor blade having a protruding rear edge which is an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view illustrating a detailed shape of the rotor blade having the protruding rear edge shown in FIG. 3. 5 is an exploded plan view of a rotor blade having the protruding rear edge shown in FIG. 4.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 돌출된 뒷전을 구비한 회전익(100)은, 회전축(H)에 결합되어 회전함으로써 양력을 발생시키는 회전익(rotor blade)으로서, 본체부(13)와, 앞전돌출부(14)와, 뒷전돌출부(15)를 포함하여 구성된다.3 to 5, the rotor blade 100 having a protruding rear edge according to a preferred embodiment of the present invention is a rotor blade that generates lift by being coupled to a rotation shaft H to rotate. The part 13, the front advance part 14, and the rear advance part 15 are comprised.

상기 본체부(13)는, 상기 회전축(H)의 회전 반경 방향으로 연장된 부분으로서, 폭의 길이가 C인 직사각 평면 형상을 가지며, 일단은 상기 회전축(H)에 결합되어 있으며, 타단부는 테이퍼진 형상을 가진다. 이 본체부(13)는, 상기 회전 반경 방향에 수직한 단면이 양력을 발생시킬 수 있는 익형(airfoil)으로 이루어져 있으며, 상기 회전 방향 쪽 가장자리인 앞전(11)과, 상기 회전 방향의 반대 방향 쪽 가장자리인 뒷전(12)을 구비하고 있다. 즉 상기 본체부(13)는, 도 6에 도시된 가상 회전익(AP)과 비교할 때, 끝단부의 테이퍼진 부분을 제외하고 같은 형상을 가진다. 여기서, 상기 가상 회전익(AP)은, 상기 돌출된 뒷전을 구비한 회전익(100)의 형상을 설명하기 위하여 도입된 가상의 회전익으로서, 원칙적으로 상기 본체부(13)의 형상과 최대한 일치하는 평면 형상을 가진다.The main body 13 is a portion extending in the radial direction of rotation of the rotation shaft (H), has a rectangular planar shape having a length of C, one end is coupled to the rotation shaft (H), the other end It has a tapered shape. The main body portion 13 is formed of an airfoil in which a cross section perpendicular to the rotational radial direction generates lift, the leading edge 11 that is the edge in the rotational direction, and the direction opposite to the rotational direction. The rear edge 12 which is an edge is provided. That is, the main body portion 13 has the same shape except for the tapered portion of the end portion when compared with the virtual rotary blade AP shown in FIG. 6. Here, the virtual rotary blade AP is a virtual rotary blade introduced to explain the shape of the rotary blade 100 provided with the protruding rear edge, and in principle, a plane shape that is as close as possible to the shape of the main body portion 13. Has

따라서, 상기 본체부(13)의 초기 시위길이, 즉 상기 회전축(H)에서 가장 가까운 지점에서의 상기 앞전(11)으로부터 상기 뒷전(12)까지의 길이는, 상기 C의 값을 가진다.Therefore, the initial demonstration length of the main body 13, that is, the length from the front edge 11 to the rear edge 12 at the point closest to the rotation axis H has the value of C.

상기 앞전돌출부(14)는, 상기 본체부(13)의 앞전(11)에 마련되며, 상기 회전 방향으로 돌출되어 있는 부분이다. 따라서, 상기 본체부(13)의 앞전(11)과 상기 앞전돌출부(14)의 상기 회전 방향 쪽 가장자리가, 상기 돌출된 뒷전을 구비한 회전익(100)의 앞전을 형성하게 된다.The front leading protrusion 14 is provided at the front edge 11 of the main body 13 and is a portion protruding in the rotation direction. Therefore, the front edge 11 of the main body portion 13 and the edge in the rotation direction of the front edge protrusion 14 form the front edge of the rotary blade 100 having the protruding rear edge.

상기 앞전돌출부(14)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(H)으로부터 L 만큼 이격되어 있는 곳(즉 r=L인 지점)에서 시작하며, r=L+P1인 지점에서 최대 돌출길이(T1)를 가지며, 상기 회전축(H)으로부터 L+P1+P2 만큼 이격되어 있는 곳(즉 r=L+P1+P2인 지점)에 걸쳐서 형성되어 있다.As shown in FIG. 4, the front leading protrusion 14 starts at a position spaced apart from the rotation shaft H by L (ie, a point of r = L), and protrudes at a point of r = L + P1. It has a length T1 and is formed over the space | part spaced apart from the said rotating shaft H by L + P1 + P2 (that is, the point of r = L + P1 + P2).

상기 뒷전돌출부(15)는, 상기 본체부(13)의 뒷전(12)에 마련되며, 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 부분이다. 따라서, 상기 본체부(13)의 뒷전(12)과 상기 앞전돌출부(14)의 상기 회전 방향의 반대 방향 쪽 가장자리가, 상기 돌출된 뒷전을 구비한 회전익(100)의 뒷전을 형성하게 된다.The rear front protrusion 15 is provided at the rear front 12 of the main body 13 and protrudes in the direction opposite to the rotation direction. Accordingly, the rear edge 12 of the main body 13 and the edge opposite to the rotation direction of the front edge protrusion 14 form the rear edge of the rotary blade 100 having the protruding rear edge.

상기 뒷전돌출부(15)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(H)으로부터 M 만큼 이격되어 있는 곳(즉 r=M인 지점)에서 시작하며, r=M+P3인 지점에서 최대 돌출길이(T2)를 가지며, 상기 회전축(H)으로부터 M+P3+P4 만큼 이격되어 있는 곳(즉 r=M+P3+P4인 지점)에 걸쳐서 형성되어 있다. 따라서, 상기 뒷전돌출부(15)의 최대 돌출 지점(r=M+P3인 지점)은 회전익(100)의 끝단부로부터 상기 회전축(H) 방향으로 미리 정한 간격(r=R-M-P3)만큼 이격되는 상태가 된다.As shown in FIG. 4, the rear anterior protrusion 15 starts at a position spaced apart from the rotation axis H by M (ie, a point of r = M), and protrudes at a point of r = M + P3. It has a length T2 and is formed over the space | part which is spaced apart from the said rotating shaft H by M + P3 + P4 (namely, r = M + P3 + P4). Accordingly, the maximum protrusion point (r = M + P3) of the rear front protrusion 15 is spaced apart from the end of the rotor blade 100 by a predetermined interval r = RM-P3 in the direction of the rotation axis H. It becomes a state.

본 실시예서는, 상기 뒷전돌출부(15)의 시작 위치(r=M인 지점)는, 상기 회전축(H)으로부터 상기 회전 반경의 50%만큼 이격된 지점(r/R = 0.5) 이상으로 멀리 떨어져 있다. 즉, 상기 M은 0.5R 이상의 값을 가진다.
상기 뒷전돌출부(15)는, 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출된 최대 길이(T2)가 평균 시위의 30% 내지 60%이다. 여기서, 상기 평균 시위는, 상기 회전익(100)과 동일한 회전 반경 및 평면 면적을 가지도록 환산된 직사각형 블레이드의 시위로 정의되는데, 본 실시예에서는 도 6에 도시된 C의 값보다 조금 큰 값을 가진다.
상기 본체부(13)와 상기 앞전돌출부(14)와 상기 뒷전돌출부(15)는, 상대 회전 불가능하게 서로 일체로 형성되어 있으며, 서로 협력하여 상기 회전축(H)으로부터 이격된 각 지점(r)에 유선형 익형(airfoil)을 연속적으로 형성한다. 즉, 상기 돌출된 뒷전을 구비한 회전익(100)은, 상기 본체부(13)와 상기 앞전돌출부(14)와 상기 뒷전돌출부(15)가 일체로 형성되어 단일한 회전익을 형성하게 된다.
In the present embodiment, the starting position (r = M point) of the rear protruding portion 15 is far away from the rotation axis H by more than 50 points of the rotation radius (r / R = 0.5). have. That is, M has a value of 0.5R or more.
The rear protruding portion 15 has a maximum length T2 protruding in the direction opposite to the rotation direction of 30% to 60% of the average demonstration. Here, the average demonstration is defined as a demonstration of a rectangular blade converted to have the same rotation radius and plane area as the rotor blade 100, in this embodiment has a value slightly larger than the value of C shown in FIG. .
The main body 13, the front leading protrusion 14 and the rear leading protrusion 15 are formed integrally with each other so as not to rotate relative to each other, and cooperate with each other at respective points r spaced apart from the rotation shaft H. Streamline airfoils are formed continuously. That is, in the rotor blade 100 having the protruding rear edge, the main body 13, the front edge protrusion 14, and the rear edge protrusion 15 are integrally formed to form a single rotary blade.

본 실시예에서는, 상기 뒷전돌출부(15)에 발생되는 양력에 의한 피칭 모멘트가 상기 앞전돌출부(14)에 발생되는 양력에 의한 피칭 모멘트와 서로 상쇄될 수 있는 치수와 형상을 가진다. 상기 뒷전돌출부(15)의 치수와 형상은 상기 P3, P4, T2 등의 값을 조절될 수 있다. 도 7에는, 상기 앞전돌출부(14)의 평면 면적을 삼각형으로 단순화한 면적(S1)과 상기 뒷전돌출부(15)의 평면 면적을 삼각형으로 단순화한 면적(S2)가 도시되어 있는데, 이렇게 단순화한 면적(S1, S2)을 이용하면, 상기 앞전돌출부(14)와 뒷전돌출부(15)에 각각 발생되는 양력과 그 양력에 의한 피칭 모멘트를 공기역학적으로 계산하기 용이하다.In the present embodiment, the pitching moment due to the lifting force generated in the rear tip protrusion 15 has a dimension and a shape that can be canceled with the pitching moment due to the lifting force generated in the front tip protrusion 14. The size and shape of the rear protruding portion 15 may be adjusted to values such as P3, P4, and T2. In FIG. 7, an area S1 obtained by triangulating the planar area of the front anterior protrusion 14 and an area S2 of the planar area of the rear anterior protrusion 15 triangularly is illustrated. By using (S1, S2), it is easy to aerodynamically calculate the lifting force generated in the front leading protrusion 14 and the rear leading protrusion 15, and the pitching moment due to the lifting force.

이하에서는 피칭 모멘트가 상쇄되는 원리를 설명하기로 한다. 상기 앞전돌출부(14)에 발생되는 양력을 L1이라고 하고, 그 양력의 중심이 상기 페더링 축(F)으로부터 이격된 지점까지의 거리를 a라고 하고, 마찬가지로 상기 뒷전돌출부(15)에 발생되는 양력을 L2이라고 하고, 그 양력의 중심이 상기 페더링 축(F)으로부터 이격된 지점까지의 거리를 b라고 하면, 상기 앞전돌출부(14)에 의하여 발생되는 양력 L1 및 피칭 모멘트 M1과 상기 뒷전돌출부(15)에 의하여 발생되는 양력 L2 및 피칭 모멘트 M2는 아래와 같아진다.Hereinafter, the principle that the pitching moment is canceled will be described. The lifting force generated in the front anterior protrusion 14 is referred to as L1, and the distance from the feathering axis F to the point away from the feathering axis F is a, and the lifting force generated in the rear front protrusion 15 is similarly. Is L2, and the distance between the center of the lift force and the point away from the feathering axis F is b, the lift force L1 and the pitching moment M1 generated by the front leading protrusion 14 and the rear leading protrusion ( Lifting force L2 and pitching moment M2 generated by 15) are as follows.

L1 = 1/2ρCl1V12 S1 식(1)L1 = 1 / 2ρC l1 V1 2 S1 equation (1)

L2 = 1/2ρCl2V22 S2 식(2)L2 = 1 / 2ρC l2 V2 2 S2 equation (2)

M1 = L1 × a 식(3)M1 = L1 × a Equation (3)

M2 = L2 × b 식(4) M2 = L2 × b equation (4)

S1 = 1/2(P1+P2)T1 식(5)S1 = 1/2 (P1 + P2) T1 Expression (5)

S2 = 1/2(P3+P4)T2 식(6)S2 = 1/2 (P3 + P4) T2 equation (6)

여기서, 상기 S1 및 S2는 각각 상기 앞전돌출부(14) 및 상기 뒷전돌출부(15)의 평면 면적을 삼각형으로 단순화한 면적을 의미하며, 상기 ρ는 공기 밀도를, 상기 Cl1은 상기 앞전돌출부(14)의 양력계수를, 상기 Cl2는 상기 뒷전돌출부(15)의 양력계수를 의미하고, V1은 상기 앞전돌출부(14)에 흐르는 공기 속도를 의미하고, V2는 상기 뒷전돌출부(15)에 흐르는 공기 속도를 의미한다.Here, S1 and S2 mean an area obtained by triangulating the planar areas of the front anterior protrusion 14 and the rear anterior protrusion 15, respectively, wherein ρ is an air density and C 1 is the front anterior protrusion 14. The lift coefficient of), C l2 means the lift coefficient of the rear leading protrusion 15, V1 means the air velocity flowing in the front leading protrusion 14, V2 is the air flowing in the rear leading protrusion 15 Means speed.

한편, M1과 M2의 값이 같으므로, 식(3)과 식(4)로부터 On the other hand, since the values of M1 and M2 are the same, from equation (3) and equation (4),

L1 × a = L2 × b 식(7)L1 × a = L2 × b Equation (7)

이 도출되며, 상기 식(1), 식(2), 식(5) 및 식(6)을 식(7)에 대입하면,Is derived, substituting Equation (1), Equation (2), Equation (5) and Equation (6) into Equation (7),

1/2ρCl1V12×1/2(P1+P2)T1× a = 1/2ρCl2V22×1/2(P3+P4)T2×b 식(8)1 / 2ρC l1 V1 2 × 1/2 (P1 + P2) T1 × a = 1 / 2ρC l2 V2 2 × 1/2 (P3 + P4) T2 × b Formula (8)

이 도출된다.This is derived.

한편, Meanwhile,

V1 = Ω(L+P1) 식(9)V1 = Ω (L + P1) Equation (9)

V2 = Ω(M+P3) 식(10)V2 = Ω (M + P3) Equation (10)

의 관계에 있으므로, 상기 Cl1 및 Cl2의 값이 같다고 가정하면 식(8)은 아래와 같이 유도된다. 여기서, Ω는 상기 회전축(H)의 회전 각속도를 의미한다.Since the relationship between the C l1 Assuming that the values of and C l2 are the same, Equation (8) is derived as follows. Here, Ω means the rotational angular velocity of the rotation shaft (H).

(L+P1)2×(P1+P2)T1× a = (M+P3)2×1/2(P3+P4)T2×b 식(11)(L + P1) 2 × (P1 + P2) T1 × a = (M + P3) 2 × 1/2 (P3 + P4) T2 × b Equation (11)

따라서, 상기 앞전돌출부(14)의 치수와 형상에 관련되는 변수들 L, P1, P2, T1, a 가 결정되면, 상기 뒷전돌출부(15)에 발생되는 양력에 의한 피칭 모멘트가 상기 앞전돌출부(14)에 발생되는 양력에 의한 피칭 모멘트와 서로 상쇄될 수 있도록, 상기 뒷전돌출부(15)의 치수와 형상에 관련되는 변수들 M, P3, P4, T2, b의 값이 결정될 수 있다.Therefore, when variables L, P1, P2, T1, and a related to the dimensions and shape of the front anterior protrusion 14 are determined, the pitching moment generated by the lift generated in the rear front protrusion 15 is the front front protrusion 14 The values of the variables M, P3, P4, T2, and b related to the dimensions and the shape of the rear protruding portion 15 may be determined so as to cancel each other with the pitching moment caused by the lift force generated in the cross section.

상술한 돌출된 뒷전을 구비한 회전익(100)은, 상기 회전 방향으로 돌출되어 있는 앞전돌출부(14)와 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 뒷전돌출부(15)를 구비하고 있으므로, 끝단에서 발생되는 와류의 강도를 상기 앞전돌출부(14)에 의하여 감소시키면서도, 상기 앞전돌출부(14)에 의하여 유발되는 앞전(11)이 위로 들리는 방향의 피칭 모멘트를 상기 뒷전돌출부(15)에 의하여 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서, 상기 돌출된 뒷전을 구비한 회전익(100)은, 앞전(11)이 위로 들리는 방향의 피칭 모멘트에 의하여 유발되는 회전익 로터 시스템(blade rotor system)의 구조적 안정성의 저하를 방지할 수 있다는 장점이 있다.The rotor blade 100 having the protruding rear end described above has a front anterior projection 14 protruding in the rotational direction and a rear anterior projection 15 protruding in the opposite direction of the rotational direction. While the strength of the vortex is reduced by the front leading protrusion 14, the pitching moment in the direction in which the front leading edge 11 caused by the front leading protrusion 14 is lifted up can be reduced by the rear leading protrusion 15. There is an advantage. Therefore, the rotor blade 100 having the protruding rear edge has an advantage of preventing the deterioration of structural stability of the blade rotor system caused by the pitching moment in the direction in which the front edge 11 is lifted up. have.

또한, 상기 돌출된 뒷전을 구비한 회전익(100)은, 상기 뒷전돌출부(15)의 시작 위치(M)가, 상기 회전축(H)으로부터 상기 회전 반경의 50%만큼 이격된 지점(r/R = 0.5) 이상으로 멀리 떨어져 있으므로, 상기 뒷전돌출부(15)에 흐르는 공기 속도 V1이 충분한 크기를 가질 수 있어, 상기 뒷전돌출부(15)에 의하여 발생되는 피칭 모멘트(M2)가 충분한 크기로 발생될 수 있다는 장점이 있다.In addition, the rotor blade 100 having the protruding rear edge is a point at which the starting position M of the rear front protrusion 15 is spaced 50% of the rotation radius from the rotation shaft H (r / R =). 0.5 or more), the air velocity V1 flowing in the rear protruding portion 15 may have a sufficient size, so that the pitching moment M2 generated by the rear protruding portion 15 may be generated to a sufficient size. There is an advantage.

본 실시예에서는, 상기 M1과 M2의 값이 완전히 같아지도록 상기 뒷전돌출부(15)의 치수와 형상을 결정하였으나, 상기 M1과 M2의 값이 완전히 같지는 않지만 어느 정도 피칭 모멘트를 상쇄시킬 수 있도록, 상기 뒷전돌출부(15)의 치수와 형상을 결정할 수도 있음은 물론이다.In the present embodiment, the size and shape of the rear protruding portion 15 are determined so that the values of M1 and M2 are completely equal, but the values of M1 and M2 are not completely the same, but the pitching moment can be offset to some extent. Of course, it is also possible to determine the dimensions and shape of the rear front protrusion 15.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.The technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments, and the equivalent structure modified or changed by those skilled in the art can be applied to the technical It is clear that the present invention does not depart from the scope of thought.

* 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 *
100 : 돌출된 뒷전을 구비한 회전익 11 : 앞전
12 : 뒷전 13 : 본체부
4, 14 : 앞전돌출부 15 : 뒷전돌출부
H : 회전축 F : 페더링 축
V : 와류 AP : 가상 회전익
[Description of Reference Numerals]
100: rotor blade with protruding rear edge 11: front edge
12: rear front 13: body
4, 14: front anterior projections 15: rear anterior projections
H: axis of rotation F: feathering axis
V: Vortex AP: Virtual Rotary Wing

Claims (3)

회전축에 결합되어 회전함으로써 양력을 발생시키는 회전익에 있어서,
상기 회전축에 결합되어, 상기 회전축의 회전 반경 방향으로 연장된 형상을 가지며, 회전 방향 쪽 가장자리인 앞전과, 상기 회전 방향의 반대 방향 쪽 가장자리인 뒷전을 구비하는 본체부;
상기 본체부의 앞전에 마련되며, 상기 회전 방향으로 돌출되어 있는 앞전돌출부;
상기 본체부의 뒷전에 마련되며, 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있으며, 상기 본체부의 끝단부로부터 상기 회전축 방향으로 미리 정한 간격만큼 이격되어 있는 뒷전돌출부;를 구비하며,
상기 앞전돌출부에 의한 피칭 모멘트와 상기 뒷전돌출부에 의한 피칭 모멘트가 서로 상쇄되며,
상기 뒷전돌출부의 시작 위치는, 상기 회전축으로부터 상기 회전 반경의 50%만큼 이격된 지점(r/R = 0.5) 이상으로 멀리 떨어져 있으며,
상기 뒷전돌출부는, 상기 회전 방향의 반대 방향으로 돌출된 최대 길이가 평균 시위의 30% 내지 60%이며,
상기 본체부와 상기 앞전돌출부와 상기 뒷전돌출부는, 상대 회전 불가능하게 서로 일체로 형성되어 있으며, 서로 협력하여 상기 회전축으로부터 이격된 각 지점에 유선형 익형을 연속적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 돌출된 뒷전을 구비한 회전익.
In the rotor blade coupled to the rotary shaft to generate a lift by rotating,
A main body portion coupled to the rotation shaft, the main body portion having a shape extending in the radial direction of the rotation shaft, the front edge being the edge in the direction of rotation, and the trailing edge in the direction opposite to the direction of rotation;
A front leading protrusion provided in front of the main body and protruding in the rotation direction;
It is provided at the rear of the main body portion, protruding in the opposite direction of the rotation direction, and the rear front projections are spaced apart by a predetermined interval in the direction of the rotation axis from the end of the main body portion,
The pitching moment by the front leading protrusion and the pitching moment by the rear leading protrusion cancel each other,
The starting position of the rear protruding portion is far away from the rotation axis by more than 50 points of the radius of rotation (r / R = 0.5),
The rear protruding portion has a maximum length projecting in the direction opposite to the rotation direction of 30% to 60% of the average demonstration.
The main body portion, the front anterior projections and the rear anterior projections are formed integrally with each other so as not to rotate relative, and cooperate with each other to form a streamlined airfoil continuously at each point spaced apart from the rotation axis Equipped rotorcraft.
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