주요장비


밸런스

밸런스
  • 외장형 밸런스(External Balance) 제원
    • 피라미드식의 외부 밸런스
    • 정밀도 : ±0.006% FS
    • 받음각 범위 : -25˚ ~ +50˚
    • 요각범위 : ±30˚
    • 모델 지지대 : 3축·2축·1축 지지대
    • Fx Fy Fz Mx My Mz
      ±4,000N ±12,000N ±12,000N ±6,000N·m ±4,000N·m ±4,000N·m
  • 내장형 밸런스(Internal Balance) 제원
      internal balance Fx Fy Fz Mx My Mz
      KAFA-IB-01 550N 60N 440N 15N·m 13N·m 6N·m
      KAFA-IB-02 1,300N 350N 850N 40N·m 25N·m 20N·m
      KAFA-IB-03 3,560N 560N 1,780N 220N·m 120N·m 65N·m
      KAFA-IB-04 11,000N 1,300N 5,300N 420N·m 200N·m 130N·m
  • 기능

    측정부에 위치한 모델은 측정부 내의 유동에 의해 다양한 공기역학적 힘을 받게 되고, 모델에 작용하는 힘을 정확히 측정하는 것은 풍동실험에서 대단히 중요한 일이다.      밸런스(balance)는 무게를 측정하는 저울처럼 모델에 작용하는 힘들을 측정하는데,   중력 방향의 무게만 측정하는 저울과 달리 모델에서 3차원 좌표계에 해당하는 세 방향의 힘과 세 방향의 모멘트를 더한 6분력을 측정하게 된다. 또한 밸런스는 실험에 필요한 모델의 자세인 받음각(angle of attack)과 요각(yaw angle)을 구현하기 위해 측정부에 위치한 모델을 적절히 움직이는 역할도 한다.이러한 밸런스에는 여러 가지 형태가 있지만 현재공군사관학교의 아음속 풍동실험장치에 설치된 외장형 밸런스는 가장 정밀하고, 각 힘의 분해능력이 뛰어난 피라미드식 밸런스(pyramidal balance)를 사용하고 있으며, 모델의 특성에 따라서는 정밀한 내장형 밸런스를 함께 사용하기도 한다.

송풍기

mainfan
  • 제원
    • 모터 : 교류 4,150V, 2,100kW
    • 직경 : 5.25m
    • 회전깃 20장, 고정깃 7장
    • 회전수 : 최대 365RPM
  • 기능

    풍동에서 유동을 일으키는 근원은 송풍기(main fan)로서, 아음속 풍동실험장비에서는 모터와 회전깃으로 전기에너지를 유동으로 변환하는 역할을 한다. 우리가 사용하는    선풍기와 달리 풍동실험장비에서는 송풍기를 통과하여 압력이 상승한 공기가 측정부 앞의 수축부에 도달하여 큰 운동에너지를 가지는 흐름으로 변환되며, 그 후 측정부에서 빠른 속도를 가지는 유동을 구현하게 된다. 이러한 방식으로 균일한 흐름을 얻는데, 측정부의 크기, 수축비, 실험가능 한 유속 등에 따라 송풍기의 크기와 출력이 결정되며, 측정부와 마찬가지로 큰 송풍기와 높은 출력의 모터를 사용할수록 실험 가능한 모델이 커지고 유속이 빨라진다.

자동이송장치(Probe Traverse System: PTS)

프로브 이송장치
  • 제원
    • 3중 회전팔 방식
    • 이송범위 : 1) X → 6,000㎜ 2) Y → 2,940㎜ 3) Z → 2,040㎜
    • Roll → 360˚
  • 기능

    풍동 실험에서 측정부 내의 어느 위치에서 압력, 유속, 온도 등의 유동에 대한 정보가  필요할 때 적절한 센서(sensor)-프로브(probe)를 그 곳에 위치시켜 측정한다. 이때    프로브 이송장치(probe traverse system)을 사용하여 다양한 지점에 원하는 정밀도로 이송을 하는데, 로봇팔과 같은 3개의 회전 관절과 유동방향의 이송레일로 실험 중 측정부의 대부분을 이동하여 원하는 지점에서 공력데이터 측정을 가능하게 한다.

경계층 제어장치

경계층 제어장치
  • 제원
      (유속 92m/s일 때)
      • 유 량 : 900㎥/min
      • 팬의 정압 : 4,500 Pa
      • 회전수 : 1,700 RPM
      • 동력 : 110kW
    • 동력 : 110kW
  • 기능

    유체의 흐름에 놓인 물체의 주위에는 물체와의 마찰로 속도가 느려진 유체의 층이 존재하게 되는데 이를 경계층이라 한다. 그런데 실제 대부분의 경우 정지한 공기 속을 물체가 움직이고 이를 모사하기 위해 풍동 실험에서는 정지한 물체에 인공의 흐름을 만들어 주어 같은 효과를 재현한다. 그런데 허공에 뜬 물체가 아니라 지면 근처를 움직이는    물체에 대한 실험을 같은 방식으로 재현하면, 실제 현상과 달리 유동에 대해 상대적인 속도를 가진 측정부의 바닥면 때문에 경계층이 형성되어 실험 결과에 차이가 생긴다.  이를 보정하기 위해 측정부 바닥면에 발생하는 경계층을 없애거나 줄이는 장치를 사용하게 되는데 공군사관학교 아음속 풍동실험장비의 경계층 제거장치는 측정부 바닥 전방에서 경계층 내의 느린 흐름을 흡입하여 바닥 후방으로 분출시키는 방식으로 작동한다.

반달형 스팅서포트

반달형 스팅서포트
  • 제원
    • 받음각 범위 : -10˚ ~ +30˚
    • 요각 범위 :±30˚
    • 롤각 범위 : ±180˚
    • 서포트 중심 높이 : 측정부 바닥으로 부터 1.225m
  • 기능

    반달형 스팅 서포트는 내장형 밸런스를 사용할 때 모델을 지지하는 방식이며 모델 받음각 변경시에도 모델 중심이 항상 같은 위치에 유지하도록 설계된 장치이다.

지면효과 측정장치

지면효과 측정장치
  • 제원
    • 받음각 범위 : ±30˚
    • 요각 범위 : ±30˚
    • 롤각 범위 : ±180˚
    • Z축 최대 높이 : 측정부 바닥으로 부터 1.225m
  • 기능

    지표면 근처에서 비행중인 항공기가 지표면의 간섭으로 인한 현상을 측정 할 수 있도록 설계된 장치이다. 두 개의 서보모터와 엔코더를 사용하여 높은 받음각도 가능하다.

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