무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법{OPTIMUM DESIGN SYSTEM AND METHOD OF PROPELLER FOR UNMANNED AERIAL VEHICLE}
본 발명은 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법, 및 이에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정지 비행 효율을 향상시키고 소요 동력을 감소시킬 수 있는 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법, 및 이에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러에 관한 것이다.
무인 항공기(UAV; Unmanned Aerial Vehicle)는 조종사가 탑승하지 않고 원격조종에 의해서 또는 자율비행제어 장치에 의해서 비행을 하여 정찰이나 감시, 기후 등의 측정, 탐사, 촬영 등을 할 수 있는 비행기를 의미한다. 특히, 원하는 지역에서 고해상도의 영상 데이터를 획득하기 위해 무인 항공기를 상공에 띄워 해당 지역을 촬영하는 예가 늘고 있으며, 무인 항공기를 이용한 영상 데이터 획득은 군 관련 조직을 비롯하여 재해 방지 조직, 재난 구조 조직, 정찰 업무 조직, 교통 상황 조직, 산불 감지 조직, 범죄 예상 및 추적 등을 위한 특수 조직 등에서 널리 사용되는 방법의 하나이다. 이러한 무인 항공기의 주요 성능은 프로펠러의 성능 효율, 모터의 효율, 배터리의 용량에 의해 결정될 수 있다. 이 중 프로펠러는, 회전을 통해 무인 항공기의 비행을 위한 추력 및 조종력을 발생하는 장치로서, 무인 항공기의 성능을 결정하는 데 핵심적인 구성 중의 하나다. 특히, 프로펠러의 성능 효율은 추력과 항력에 의해 결정될 수 있으며, 프로펠러의 성능 효율을 높이기 위해서는 항력을 최소화하는 것이 중요하다. 이에 따라, 무인 항공기의 성능을 향상시킬 수 있는 프로펠러의 개발이 요구되고 있다.
일 실시예에 따른 목적은 정지 비행 효율을 향상시키고 소요 동력을 감소시킬 수 있는 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법, 및 이에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러를 제공하는 것이다. 일 실시예에 따른 목적은 항력 계수 및 양력 계수가 고려된 목적 함수에 의해 블레이드의 시위 길이 및 비틀림 각이 최적화될 수 있는 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법, 및 이에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템은, 블레이드의 형상을 나타내는 형상 함수 및 상기 블레이드의 형상을 최적화하기 위한 목적 함수가 입력되는 입력부; 상기 형상 함수에 기초하여 블레이드의 형상이 생성되는 익형 생성부; 상기 블레이드의 형상에 대하여 성능이 해석되는 성능 해석부; 상기 성능 해석부에서 해석된 성능 데이터에 기초하여 상기 목적 함수가 연산되는 연산부; 및 상기 블레이드의 최적 형상이 결정되는 최적 형상 결정부;를 포함하고, 상기 최적 형상 결정부에서 블레이드의 최적 형상은 상기 연산부에서 연산된 목적 함수의 값이 최소값인 경우의 블레이드 형상으로 결정될 수 있다. 일 측에 의하면, 상기 목적 함수는, f = 0.2Cd_ Cl=0.7 + 0.3Cd_ Cl=1.0 + 0.5Cd_ Cl=1.2 이고, 이때, Cd_ Cl=0.7 는 양력 계수가 0.7일 때 항력 계수이고, Cd_ Cl=1.0 는 양력 계수가 1.0일 때 항력 계수이며, Cd_ Cl=1.2 는 양력 계수가 1.2일 때 항력 계수일 수 있다. 일 측에 의하면, 상기 입력부에는 상기 블레이드의 형상이 만족하여야 하는 제약 조건이 더 입력되고, 상기 제약 조건은 t/c≤0.11이며, 이때, t는 블레이드의 두께이고, c는 블레이드의 시위 길이일 수 있다. 일 측에 의하면, 상기 입력부에는 기준 블레이드 형상에 대한 데이터가 더 입력되고, 상기 익형 생성부에서 상기 기준 블레이드 형상에 대한 데이터가 변화될 수 있다. 일 측에 의하면, 상기 형상 함수는 Hick-Henne 함수로 마련되고, 상기 형상 함수는 블레이드의 윗면 형상에 대한 제1 형상 함수 및 블레이드의 아랫면 형상에 대한 제2 형상 함수를 포함할 수 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 방법은, 블레이드의 형상을 나타내는 형상 함수 및 상기 블레이드의 형상을 최적화하기 위한 목적 함수가 입력되는 단계; 상기 형상 함수에 기초하여 블레이드의 형상이 생성되는 단계; 상기 블레이드 형상에 대하여 성능이 해석되는 단계; 상기 목적 함수가 연산되는 단계; 및 상기 블레이드의 최적 형상이 결정되는 단계;를 포함하고, 상기 블레이드의 최적 형상이 결정되는 단계에서, 상기 블레이드의 최적 형상은 상기 연산된 목적 함수의 값이 최소값인 경우의 블레이드 형상으로 결정될 수 있다. 일 측에 의하면, 상기 목적 함수는, f = 0.2Cd_ Cl=0.7 + 0.3Cd_ Cl=1.0 + 0.5Cd_ Cl=1.2 이고, 이때, Cd_ Cl= 0.7 는 양력 계수가 0.7일 때 항력 계수이고, 0.3Cd_ Cl= 1.0 는 양력 계수가 1.0일 때 항력 계수이며, 0.5Cd_ Cl=1.2 는 양력 계수가 1.2일 때 항력 계수일 수 있다. 일 측에 의하면, 상기 블레이드의 형상을 나타내는 형상 함수 및 상기 블레이드의 형상을 최적화하기 위한 목적 함수가 입력되는 단계에서, 제약 조건이 더 입력되고, 상기 제약 조건은 t/c≤0.11이며, 이때, t는 블레이드의 두께이고, c는 블레이드의 시위 길이일 수 있다. 일 측에 의하면, 상기 블레이드의 형상을 나타내는 형상 함수 및 상기 블레이드의 형상을 최적화하기 위한 목적 함수가 입력되는 단계에서, 기준 블레이드 형상에 대한 데이터가 더 입력되고, 상기 형상 함수에 기초하여 블레이드의 형상이 생성되는 단계에서, 상기 기준 블레이드 형상에 대한 데이터가 변화될 수 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러는, 2개의 블레이드를 포함하고, 상기 블레이드의 시위 길이 또는 비틀림 각은 0.27R 내지 0.33R에서 최대가 되고, 상기 블레이드의 최대 시위 길이는 0.315R 내지 0.385R보다 작으며, 상기 블레이드의 루트에서 상기 블레이드의 시위 길이는 0.09R 내지 0.11R이고, 이때, R은 프로펠러의 반경일 수 있다.
일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법, 및 이에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러에 의하면, 정지 비행 효율을 향상시키고 소요 동력을 감소시킬 수 있다. 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법, 및 이에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러에 의하면, 항력 계수 및 양력 계수가 고려된 목적 함수에 의해 블레이드의 시위 길이 및 비틀림 각이 최적화될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템 및 방법에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러를 도시한다.
도 4(a) 및 (b)는 비틀림 각의 분포 및 시위 길이 분포를 나타내는 그래프이다.
도 5는 기준 블레이드 형상 및 최적 블레이드 형상을 비교하는 그래프이다.
도 6은 기준 블레이드 형상 및 최적 블레이드 형상의 양력 계수에 대한 항력 계수를 비교하는 그래프이다.
도 7은 유사 상용 프로펠러와 설계 프로펠러의 제자리 비행 효율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 유사 상용 프로펠러와 설계 프로펠러의 회전속도 대비 추력을 나타내는 그래프이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 도 1은 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템을 도시한다. 도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템(10)은 입력부(100), 익형 생성부(200), 성능 해석부(300), 연산부(400) 및 최적 형상 결정부(500)를 포함할 수 있다. 상기 입력부(100)에는 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계를 위한 데이터 또는 수식 등과 같은 다양한 정보들이 미리 입력될 수 있다. 예를 들어, 입력부(100)에는 블레이드의 형상을 나타내는 형상 함수가 입력될 수 있다. 상기 형상 함수는 예를 들어 Hick-Henne 함수로 마련될 수 있다. 상기 Hick-Henne 함수는 기준 블레이드 형상에 대한 데이터에 선형 조합함으로써 새로운 블레이드 형상을 생성할 수 있다. 새로운 블레이드 형상을 생성하는 구체적인 수식은 다음과 같다. 이때, 는 설계변수, 은 설계변수의 개수를 의미하고, 는 Hick-Henne 함수를 의미한다. 는 기준 블레이드 형상의 윗면 좌표로, 시위 방향에 수직한 방향의 좌표를 의미하고, 여기에 Hick-Henne 함수들의 가중합을 더해 새로운 형상의 익형 좌표( )를 구하게 된다. 한편, 형상 함수는 블레이드의 윗면 형상에 대한 제1 형상 함수 및 블레이드의 아랫면 형상에 대한 제2 형상 함수를 포함할 수 있다. 상기 제1 형상 함수는 10개의 블레이드의 윗면에 대한 Hick-Henne 함수로 마련되고, 상기 제2 형상 함수는 1개의 블레이드의 아랫면에 대한 Hick-Henne 함수로 마련될 수 있다. 이때, 10개 또는 1개는 설계변수의 개수( )에 해당할 수 있다. 또한, 입력부(100)에는 블레이드 형상의 최적화를 위한 목적 함수가 입력될 수 있다. 상기 목적 함수(f)는 예를 들어 다음과 같이 될 수 있다. f = 0.2Cd_ Cl=0.7 + 0.3Cd_ Cl=1.0 + 0.5Cd_ Cl=1.2 이때, Cd_ Cl= 0.7 는 양력 계수가 0.7일 때 항력 계수이고, Cd_ Cl=1.0 는 양력 계수가 1.0일 때 항력 계수이며, Cd_ Cl=1.2 는 양력 계수가 1.2일 때 항력 계수이다. 이때, 목적 함수가 최소값으로 되는 경우가 최적의 블레이드 형상으로 결정될 수 있다. 한편, 입력부(100)에는 제약 조건이 입력될 수 있다. 상기 제약 조건은 블레이드의 형상이 반드시 만족하여야 하는 조건으로서, 예를 들어 제약 조건은 다음과 같을 수 있다. t/c≤0.11 이때, t는 블레이드의 두께이고, c는 블레이드의 시위 길이이다. 또한, 입력부(100)에는 기준 블레이드 형상에 대한 데이터가 입력될 수 있다. 예를 들어, 유사 상용 프로펠러의 형상에 대한 데이터 등을 미리 입력되고, 유사 상용 프로펠러의 형상에 대한 데이터를 변화시킴으로써 블레이드 형상의 최적화 시간을 단축시킬 수 있다. 그러나, 입력부(100)에 유사 상용 프로펠러의 형상에 대한 데이터 등이 미리 입력되지 않고 새롭게 블레이드의 형상을 생성할 수 있음은 당연하다. 이하에서는 입력부(100)에 기준 블레이드 형상에 대한 데이터가 입력된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 전술된 바와 같이 입력부(100)에 미리 입력된 정보들 중 형상 함수를 이용하여 익형 생성부(200)에서 블레이드의 형상을 생성할 수 있다. 이때, 익형 생성부(200)에서는 입력부(100)에 미리 입력된 정보들 중 기준 블레이드 형상에 대한 데이터, 예를 들어 시위 길이, 비틀림 각 등을 변화시킴으로써 블레이드의 형상을 생성할 수 있다. 이와 같이 익형 생성부(200)에서 생성된 블레이드의 형상에 대한 성능은 성능 해석부(300)에서 해석될 수 있다. 이에 의해 성능 해석부(300)를 통해 블레이드의 형상에 대한 성능 데이터를 획득할 수 있으며, 상기 성능 데이터는 예를 들어 양력 계수, 항력 계수, 제자리 비행 효율 등을 포함할 수 있다. 특히, 성능 해석부(300)에서 해석된 성능 데이터 중 양력 계수 및 항력 계수는 연산부(400)에서 목적 함수를 연산하는 이용될 수 있다. 구체적으로, 성능 해석부(300)에서 항력 계수(C d )의 변화에 따른 양력 계수(C l )의 변화를 나타내는 그래프가 산출될 수 있으며, 특정 양력 계수일 때 항력 계수의 값을 결정하여, 그 값을 목적 함수에 대입함으로써 목적 함수를 연산할 수 있다. 추가적으로, 연산부(300)에서 블레이드의 형상이 입력부(100)에 미리 입력된 제약 조건을 만족하는지 여부가 판단될 수 있다. 그러나 입력부(100)에 미리 입력된 제약 조건이 익형 생성부(200)에서 블레이드의 형상 생성 시 고려될 수 있음은 당연하다. 연산부(400)에서 연산된 결과에 따라서 최적 형상 결정부(500)에서는 최적의 블레이드 형상을 결정할 수 있다. 이때, 최적 형상 결정부(500)에서는 연산부(400)에서 연산된 목적 함수의 값이 최소값인 경우의 블레이드 형상으로 결정될 수 있다. 이를 위해 익형 생성부(200), 성능 해석부(300) 및 연산부(400)에서는 블레이드의 형상 생성, 성능 해석 및 목적 함수의 연산이 반복 실시될 수 있다. 예를 들어, 1차적으로 생성된 블레이드의 형상에 대하여 연산된 목적 함수의 값, 2차적으로 생성된 블레이드의 형상에 대하여 연산된 목적 함수의 값 및 3차적으로 생성된 블레이드의 형상에 대하여 연산된 목적 함수의 값을 비교하여, 연산된 목적 함수의 값이 작은 경우의 블레이드의 형상을 결정할 수 있다. 이상 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 방법에 대하여 설명된다. 도 2는 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2를 참조하여, 무인 항공기용 프로펠러는 다음과 같이 최적 설계될 수 있다. 우선, 블레이드의 형상을 나타내는 형상 함수 및 상기 블레이드의 형상을 최적화하기 위한 목적 함수가 입력된다(S10). 상기 형상 함수는 Hick-Henne 함수로 마련되고, 블레이드의 윗면 형상에 대한 제1 형상 함수 및 블레이드의 아랫면 형상에 대한 제2 형상 함수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 형상 함수의 설계 변수는 10개이고, 제2 형상 함수의 설계 변수는 1개로 될 수 있다. 상기 목적 함수는 f = 0.2Cd_ Cl=0.7 + 0.3Cd_ Cl=1.0 + 0.5Cd_ Cl=1.2 이고, 이때, Cd_ Cl= 0.7 는 양력 계수가 0.7일 때 항력 계수이고, Cd_ Cl=1.0 는 양력 계수가 1.0일 때 항력 계수이며, Cd_ Cl=1.2 는 양력 계수가 1.2일 때 항력 계수일 수 있다. 또한, 제약 조건 및 기준 블레이드 형상에 대한 데이터가 더 입력될 수 있다. 상기 제약 조건은 블레이드 형상이 반드시 만족하여야 하는 조건으로서, t/c≤0.11로 될 수 있다. 이때, t는 블레이드의 두께이고, c는 블레이드의 시위 길이이다. 상기 기준 블레이드 형상에 대한 데이터는 예를 들어 유사 상용 프로펠러(특히, 2엽 프로펠러)의 형상에 대한 데이터 등을 포함할 수 있다. 이어서, 상기 형상 함수에 기초하여 블레이드의 형상이 생성된다(S20). 구체적으로, 기준 블레이드 형상에 대한 데이터, 예를 들어 시위 길이 또는 비틀림 각을 변화시킴으로써 새로운 블레이드의 형상이 생성될 수 있다. 그런 다음, 블레이드의 형상에 대하여 성능이 해석된다(S30). 이때, 블레이드의 형상에 대하여 다양한 성능 데이터가 획득될 수 있으며, 상기 성능 데이터는 예를 들어 양력 계수, 항력 계수, 제자리 비행 효율 등을 포함할 수 있다. 특히, 목적 함수가 양력 계수 및 항력 계수에 연관되므로, 성능 데이터로서 성능 해석부(300)에서 항력 계수(C d )의 변화에 따른 양력 계수(C l )의 변화를 나타내는 그래프가 획득될 수 있다. 이와 같이 블레이드의 형상에 대하여 획득된 성능 데이터에 기초하여 목적 함수가 연산된다(S40). 이때, 미리 입력된 목적 함수에 성능 데이터가 대입됨으로써 목적 함수의 결과값이 획득될 수 있다. 마지막으로, 블레이드의 최적 형상이 결정된다(S50). 이때, 블레이드의 최적 형상은 연산된 목적 함수의 값이 최소값인 경우의 블레이드 형상으로 결정될 수 있다. 이와 같이 목적 함수의 값이 최소값인 경우를 찾기 위해 블레이드의 형상 생성, 성능 해석 및 목적 함수 연산을 반복적으로 실시할 수 있으며, 최종적으로 목적 함수의 값이 최소값으로 되는 경우를 도출해낼 수 있다. 전술된 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템 및 방법을 통하여 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계를 보다 용이하고 신속하게 수행할 수 있으며, 항력 계수 및 양력 계수가 고려된 목적 함수에 의해 블레이드의 시위 길이 및 비틀림 각이 최적화될 수 있다. 이하에서는 전술된 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템 및 방법에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러의 형상에 대하여 설명된다. 도 3은 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템 및 방법에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러를 도시하고, 도 4(a) 및 (b)는 비틀림 각의 분포 및 시위 길이 분포를 나타내는 그래프이다. 도 3을 참조하여, 무인 항공기용 프로펠러(1)는 2개의 블레이드(1a, 1b)를 포함할 수 있다. 상기 2개의 블레이드(1a, 1b)는 허브의 양단부에 연결될 수 있으며, 허브의 중심(O)이 프로펠러의 중심(0)이 될 수 있다. 또한, 2개의 블레이드(1a, 1b)가 연결되는 허브의 양단부를 블레이드의 루트(BR)이라고 할 수 있다. 이때, 프로펠러(1)의 반경을 R이라고 할 수 있다. 이하에서는 프로펠러(1)의 반경이 11인치(0.2794m)인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 상기 블레이드의 루트(BR)는 허브의 중심(O)으로부터 0.0405m 내지 0.495m, 바람직하게 0.045m만큼 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 상기 블레이드의 시위 길이(C) 또는 비틀림 각은 허브의 중심(O)으로부터 0.27R(0.0754m) 내지 0.33R(0.0922m), 바람직하게 0.3R(0.0838m)에서 최대가 될 수 있다. 특히, 도 4(a)를 참조하여, 블레이드의 비틀림 각 또한 블레이드의 길이가 0.05m일 때부터 급격하게 증가하다가, 블레이드의 비틀림 각의 최고점(A)을 기준으로 하여 완만하게 감소할 수 있다. 이때, 블레이드의 최대 비틀림 각은 20°내지 25°가 될 수 있다. 또한, 도 4(b)를 참조하여, 블레이드의 시위 길이(C)는 블레이드의 길이가 0.05m일 때부터 급격하게 증가하다가, 블레이드의 시위 길이(C)의 최고점(B)을 기준으로 하여 완만하게 감소할 수 있다. 이때, 블레이드의 최대 시위 길이는 0.315R(0.088m) 내지 0.385R(0.1075 m), 바람직하게 0.35R(0.0978m)보다 작을 수 있으며, 예를 들어 블레이드의 최대 시위 길이는 0.085m가 될 수 있다. 한편, 블레이드의 루트(BR)에서 블레이드의 시위 길이는 0.09R(0.0251m) 내지 0.11R(0.0307m), 바람직하게 0.1R(0.0279)이 될 수 있다. 한편, 이하에서는 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법에 의해 설계된 무인 항공용 프로펠러의 성능 향상에 대하여 설명된다. 도 5는 기준 블레이드 형상 및 최적 블레이드 형상을 비교하는 그래프이고, 도 6은 기준 블레이드 형상 및 최적 블레이드 형상의 양력 계수에 대한 항력 계수를 비교하는 그래프이고, 도 7은 유사 상용 프로펠러와 설계 프로펠러의 제자리 비행 효율을 나타내는 그래프이고, 도 8은 유사 상용 프로펠러와 설계 프로펠러의 회전속도 대비 추력을 나타내는 그래프이다. 도 5를 참조하여, 기준 블레이드 형상 및 최적 블레이드 형상을 비교될 수 있다. 이때 기준 블레이드 형상을 변화시킴으로써 최적 블레이드 형상이 생성될 수 있다. 상기 최적 블레이드 형상은 기준 블레이드 형상과 대비하여, 블레이드의 아랫면으로 두꺼워졌으나, 블레이드의 윗면은 대체로 일치하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 6을 참조하여, 최적 블레이드 익형 형상의 경우 특정 양력 계수 값에서 기준 블레이드 익형 형상보다 더 작은 항력 계수를 나타내며, 이는 블레이드의 성능과 직결될 수 있다. 한편, 도 7을 참조하여, 최적 블레이드 형상의 경우 기준 블레이드 형상과 대비하여 제자리 비행 효율이 5% 이상 증가하였음을 확인할 수 있다. 또한, 도 8을 참조하여, 최적 블레이드 형상의 경우 기준 블레이드 형상과 대비하여 동일한 회전속도에서 추력이 더 증가되었음을 확인할 수 있다. 이와 같이 일 실시예에 따른 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템과 방법, 및 이에 의해 설계된 무인 항공기용 프로펠러에 의하면, 정지 비행 효율을 향상시키고 소요 동력을 감소시킬 수 있다. 이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 무인 항공기용 프로펠러의 최적 설계 시스템
100: 입력부
200: 익형 생성부
300: 성능 해석부
400: 연산부
500: 최적 형상 결정부 |
