풍동시험용 헬리콥터 복합재료 로터 블레이드 설계 및제작 공법에 관한 연구

• 영문명: A Study of Design and Manufacturing Method of Helicopter Composite Rotor Blade for Wind Tunnel Test
• 발행기관: 한국산업기술융합학회(구. 산업기술교육훈련학회)
• 저자명: 김선규(Sun-Kyu Kim)
• 간행물 정보: 『산업기술연구논문지』제30권 3호, 87~94쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 산업공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.09.30

국문 초록

본 연구에서는 풍동시험을 위한 축소형 헬리콥터 로터 블레이드의 복합재료 구조 설계 및 제작 공법을 개발하였다. 헬리콥터 로터 블레이드는 비행 성능과 안정성에 직접적인 영향을 미치는 핵심 구성요소로서, 복합재료를 적용함으로써 강도, 내구성 및 경량화를 동시에 구현할 수 있다. 본 연구에서는 복합재료의 기계적 특성을 체계적으로 분석하고, 풍동시험 조건을 고려한 최적화된 설계 방법을 제시하였다. 복합재료의 적층 구조, 섬유 배향각과 운용 중 예상되는 하중 분포를 종합적으로 고려한 구조 설계 접근법을 개발하였다. 제작 공법으로는 탄소섬유 프리프레그 소재에 진공 오븐 성형 기술을 적용하여 고강도와 우수한 내구성을 동시에 확보하였으며, 제작된 축소형 로터 블레이드의 중량 및무게중심 측정을 통한 정밀 평가 결과 풍동시험 요구사항을 충족함을 입증하였다. 실험 결과, 설계 및 제작된 복합재료 로터 블레이드는 목표 성능 지표를 만족하는 것으로 나타났다. 본 연구는 헬리콥터 로터 블레이드의 복합재료 설계및 제작 기술에 대한 이론적 토대를 제공하며, 향후 헬리콥터 성능 개선 및 관련 산업 발전에 기여할 것으로 기대된다.

영문 초록

This study developed a composite structural design and manufacturing method for scaled helicopter rotor blades intended for wind tunnel testing. The rotor blade is a critical component that directly affects the flight performance and stability of a helicopter. Using composite materials, high strength, durability, and weight reduction can be simultaneously achieved. This study systematically analyzed the mechanical properties of composite materials and proposed an optimized design methodology, considering wind tunnel testing conditions. A comprehensive structural design approach was developed by considering the laminate structure of the composite, fiber orientation angles, and expected load distribution during operation. For the manufacturing process, carbon fiber prepreg materials were used in conjunction with vacuum oven molding technology, which ensured high strength and excellent durability. Precision evaluations, including measurements of mass and center of gravity of the fabricated scaled rotor blade, demonstrated compliance with the requirements for wind tunnel testing. Experimental results validated that the designed and manufactured composite rotor blade met the targeted performance criteria. This study provides a theoretical foundation for the design and fabrication of composite helicopter rotor blades and can contribute to future improvements in helicopter performance and advancements in related industries.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 설 계

Ⅲ. 제작 공법

Ⅳ. 실험 결과 및 고찰

Ⅴ. 결 론

References

키워드

풍동시험 헬리콥터 로터 블레이드 복합재료 탄소섬유 Wind Tunel Test Helicopter Rotor Blade Composite Carbon Fiber