분산 추진

Distributed propulsion
전기분산 추진력으로 무인기 벼락치기

분산 추진(DP)은 고정익 항공기용 동력 비행 추진 시스템의 일종으로, 선박 주위에 엔진이 분포되어 있다.연비, 배출량, 소음, 착륙장 길이, 핸들링 성능 등에서 성능을 높이는 것이 목표다.DP는 일반적으로 날개를 따라 부분적으로 또는 완전히 내장된 여러 개의 소형 엔진 또는 팬의 광범위한 분배를 통해 달성된다.또는 날개 전체 후행 가장자리를 따라 배기 가스를 덕트하는 것이 포함될 수 있다.

정의

분산 추진력은 3개 이상의 소형 추진 장치(엔진, 프로펄스, 추력기 등)를 사용하거나 배기가스를 3개 이상의 위치에 도관하여 항공기 주위로 추력을 확산시킨다.

다중 추진 장치 전략은 3개 이상의 추진 장치를 포함한다.이러한 유닛은 리더 또는 팔로워 구성으로 배치된다.5가지 강도 등급(A-E)과 3가지 추력 대 중량 비율 범주(I-III)로 분류된다.그것들은 날개/후슬리지 또는 기체에 걸쳐/위/주변 또는 둘레에 배치될 수 있다.

분산 팬

리더 배열은 추진력(즉, 분산 엔진)을 직접 생성하기 위해 추진 장치를 사용한다.팔로워 배치는 단일 엔진에 의해 구동되는 다중 팬과 같은 2차 추진 장치를 사용한다.마지막 경우에 팬과 엔진 사이의 동력 전달은 뜨거운 가스, 기계 기어 또는 전력선을 덕트로 연결할 수 있다.

픽쇼크 등 현대식 비행 관제사는 모두 드론의 분산 추진에 표준 방정식을 사용하고 있다.[1]

인텐시티 클래스

강도 등급은 자신이 사용하는 추진 장치의 수에 따라 설계를 그룹화한다.

분산 추진 강도 등급 A B C D E
추진단위수 3 4-6 7-10 11-20 >20

추력 대 중량 비율

분산 추진의 경우, 이 비율은 나머지 항공기의 중량을 줄일 수 있는 전략의 잠재력을 고려할 때 추진 장치 중량으로만 나누지 않고 최대 이륙 중량(MTOW)으로 나눈 총 항공기 추력으로 정의할 수 있다.

추력 대 중량 비율 강도 등급 I II III
MTOW 기준 추력 대 중량 비율 <0.10 0.10 ~ 0.15 >0.15

따라서 다음의 규약은 특정 시스템을 설명한다.

DP 구성(L/F)-강도 클래스(A-E)-무게로(I-III)-(X)

예를 들어, 1945년대 Blohm과 Voss 238 V1 항공기는 6개의 피스톤 엔진을 사용하며 추력 대 중량 비율이 0.10 미만이기 때문에 DPL-B-I로 표시된다.

부가 기능

분산 추진 장치는 추진 제공 외에 다음과 같은 기능을 제공할 수 있다.[2]

  • 경계층 직접 전원 공급
  • 유량분리제어
  • 동력식 리프트/순환 컨트롤
  • 비스코스 드래그 감소
  • 소음 감소/소음 스펙트럼 변경
  • 소용돌이/곤란성 제어
  • 차량 제어/강제 추력
  • 서명 감소
  • 중복
  • 비용 절감

항공기 설계

이러한 구현은 혼합본체(BWB) 또는 하이브리드 윙 본체(HWB) 항공기와 함께 제안되는 경우가 많다.

이러한 개념들 중 일부는 1960-70년대 헌팅 H.126과 같은 실물 크기 항공기에서 시험되었지만, 그것들은 생산 항공기에 포함되지 않았다.보다 최근에는 여러 대형 및 소형 무인항공기(UAV) 프로젝트에서 소음 방지, 연비 및 착륙장 길이 목표를 충족하기 위한 DP 접근법을 제안하였다.재료 공학, 극저온 냉각 시스템, 새로운 연료 및 고밀도 컴퓨터 유체 역학(CFD) 모델링 및 분석의 발전이 새로운 관심사로 인정받고 있다.

혜택들

최근의 분석적이고 실험적인 분산 추진 연구는 항공기 성능의 몇 가지 개선을 시사한다.[3]여기에는 연료 소비 효율, 소음 방지, 짧은 이착륙을 위한 가파른 상승(STOL), 새로운 제어 접근방식(특히 롤링, 피치 및 요 모멘트에 대한 제어 표면 제거), 높은 우회 비율이 포함된다.소형 프로펄서는 제조가 저렴하고 조립과 유지보수 시 취급이 용이할 것이라는 제안도 나왔다.[4]

분산 전기 추진

분산형 전기 추진장치(DEP)는 전기적으로 연결된 전기 프로펠러를 에너지 공급원이나 발전 소자에 활용하는 분산 추진의 일종이다.[5]

참고 항목

참조

  1. ^ Effect of Incorporating Aerodynamic Drag Model on Trajectory Tracking Performance of DJI F330 Quadcopter (Report). 2020-06-22.
  2. ^ A.S. Hogardani, '분산 추진 기술의 전망과 미래 무인 항공기와 상업/군사 항공에 대한 전기 항공기 개념의 시너지 효과', 항공우주 과학의 진보, 2013년 2월, 25-70쪽:
  3. ^ 엡스타인, A.'분산 추진력:오래된 개념을 위한 새로운 기회'.보고서(2007)
  4. ^ 김, 현대, '분산 추진 차량' 2011년 제27차 국제 항공학회에서 1-11페이지.
  5. ^ A Review of Distributed Electric Propulsion Concepts for Air Vehicle Technology (PDF) (Report). NASA. 2020-06-22.