항공기 체계종합 및 성능시험센터

 

헬리콥터 주로터 훨시험 설비 (WTTF : Whirl Tower Test Facility)
⊙ 소개
훨타워는 헬리콥터 로터의 연구개발을 위한 시험 설비로서 로터 허브 및 블레이드의 회전시 동특성, 하중, 소음, 성능등 로터의 전반적인 특성 연구를 위한 것이다. 로터는 헬리콥터의 양력과 제어력를 담당하는 것으로 헬리콥터의 특성을 좌우하며, 헬리콥터는 훨타워 시험을 통해 로터의 성능과 특성이 입증된 후 비행할 수 있다. 전라남도 고흥군 항우연 항공센터에 위치한 훨타워는 블레이드의 회전면 높이는 10m, 회전속도는 최대 450RPM이며, 지속적인 회전능력은 2,200 kW으로 경량급 헬리콥터 뿐만아니라 현재 개발중인 중량급 한국형 헬기 수리온과 UH-60급의 헬리콥터 로터까지 적용할 수 있다. 현재 항공센터의 훨타워는 KUH(수리온) 로터의 동특성 시험, 성능, 로터 유동, 하중, 내구성, 트랙킹/발란싱 업무등을 수행하고 있다.

⊙ 필요성과 역할
훨타워 시험은 로터허브 및 블레이드가 헬리콥터에 장착되기전에 로터 특성 검증을 위해 수행하는 필수적인 시험 평가업무로 훨타워 시험을 통해 그 특성이 검증된 로터는 헬리콥터에 장착되어 비행할 수 있다. 또한 로터의 개발에 있어 신규 설계/제작된 허브 및 블레이드는 훨타워 시험을 통해 그 성능이 입증되어야 한다. 향후 훨타워 시험설비는 민수 헬기, 무인헬기등 헬리콥터 개발시 로터의 특성 검증을 위해 지속적으로 사용될 것이다.

⊙ 주요 기능
현재 구축된 훨타워는 피치조절 능력이 콜렉티브 피치각 13° 사이클릭 피치각 ±5°이며, 로터의 추력, 토크, 굽힘 모멘트, 제어력등 하중을 측정하기 위한 하중측정시스템, 블레이드의 트랙킹 및 발란싱을 위한 광학측정시스템, 풍속/풍향, 습도, 온도, 압력등 시험 대기조건을 측정하기 위한 대기측정시스템 및 110채녈의 신호를 획득하기 자료획득시스템 등으로 구성되어 있다. 또한 시험체 블레이드를 가진을 위해 유압 가진기가 있어 블레이드의 동특성 연구를 수행할 수 있다.


▒ 착륙장치낙하시험설비소개
⊙ 소개
항공기(고정익기, 회전익기)의 착륙장치 완충성능 입증을 위한 낙하시험을 수행하는 설비입니다. 착륙장치 낙하를 위한 타워 및 부속 구조물, 유압 및 제어 시스템, 데이터 획득 장비 등으로 구성됩니다. 시험을 통해 지면 반력, 완충장치 내의 가스 및 오일 압력, Stroke, Mass Travel, 타이어 변위 등을 측정하고, 에너지 흡수량 및 완충 효율을 검증합니다. 항공기 전진 속도를 모사하는 Wheel spin-up system, 다양한 지면 조건을 고려하는 장비 등도 구축하고 있습니다.

⊙ 필요성과 역할
낙하시험은 착륙장치의 완충성능 입증을 위해 민간/군사 규격에서 필수적으로 요구하고 있는 시험항목입니다. 향후 국내에서는 다양한 항공기 개발이 예상되므로 이에 따른 착륙장치 낙하시험 수행 필요성도 높아질 것입니다. 따라서 국내 최초의 전용시험설비를 구축함으로써, 지금까지 해외에서 의존하던 시험을 국내에서 수행하게 되고 관련 시험평가 기술을 확보한 것은 중요한 의미를 가진다고 하겠습니다. 또한, 착륙장치뿐만 아니라 조종석, 동체 section 등 다양한 항공 구조물의 낙하시험에도 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

⊙ 설립 및 운영
이 장비는 한국형헬기 민군겸용 구성품 개발사업 의 일부로 구축되었으며, 2008년 Rig commissioning `drop` test를 수행하여 그 성능을 입증하였습니다. 2009년 한국형헬기 착륙장치의 낙하시험을 완료하였으며, 현재 BASA 소형 인증기, 중고도 무인기 착륙장치 낙하시험을 준비하고 있습니다.


▒ 헬리콥터 꼬리로터 훨시험 설비 (TRTF : Tail Rotor Test Facility)
⊙ 소개
꼬리로터 훨시험 설비는 KHP 개발사업의 일환인 “KHP민군겸용핵심구성품개발사업”에서 개발된 한국형 기동헬기(KUH) 수리온 꼬리로터 시스템의 성능 검증을 위해 제작된 전용 시험설비입니다.
최대 460kW의 파워로 감속기를 장착하여 2,000 rpm까지 회전 가능하며, 향후 증속기 장착 시 최대 4,000 rpm까지 회전 가능합니다. 꼬리로터의 성능시험을 위해 지면효과를 최소화 할 수 있도록 지상에서 로터 직경 이상의 높이에 설치되었으며, KUH 꼬리로터시스템의 특성에 맞춰 시스템 장착 및 피치 구동이 용이하도록 설계/제작 되었습니다. 구동축의 비회전 스외시판의 높이 조절을 통해 블레이드 피치각을 제어할 수 있는 조종시스템과 스트레인게이지, 가속도계, 하중밸런스 등에서 측정되는 자료를 얻고 처리하기 위해 자료획득시스템을 갖추고 있으며, 꼬리로터 시스템이 공탄성적 불안정성이 없다는 동역학 특성 시험을 수행하기 위해 가진 시스템을 갖추고 있습니다. 본 시험설비를 통해 헬리콥터 제자리 비행 시를 모사하여 로터 추력, 토크 및 파워를 측정하는 성능시험을 수행 할 수 있으며, 정지 비행시 로터 안정성을 확인하고 회전시 로터의 동적 특성을 파악할 수 있는 동적 안정성시험도 수행할 수 있습니다.

⊙ 필요성과 역할
KUH 꼬리로터 훨시험 설비는 지상성능시험을 통해 개발 되어진 꼬리로터 시스템에 대한 성능을 검증할 목적으로 설치되었습니다. 설계부터 제작/설치까지 순수 국내 기술로 이루어졌다는데 큰 의미와 성과가 있으며, 본 시험설비를 통해 개발된 시제에 대한 성능시험, 동적안정성 시험 및 내구성 시험을 수행하였습니다.

⊙ 설립 및 운영
본 설비는 “KHP민군겸용핵심구성품개발사업”의 일환으로 2008년 제작되었으며, 2009년 KUH 꼬리로터시스템에 대한 지상성능시험을 수행하였습니다. 시험설비 제작 시 항우연에서 개발하여 보유한 축소로터시스템을 장착하여 시험설비에 대한 성능 검증을 수행하였으며, 시험설비의 문제점을 수정/보완하여 KUH 꼬리로터시스템에 대한 성능시험(추력, 토크, 동력 측정), 동적안정성시험(로터 특성 규명, 로터 고유진동수 및 감쇄값 측정) 및 내구성 시험을 수행하여 완수하였습니다. 본 시험설비는 KUH 꼬리로터 성능시험을 위한 시험설비로 한정되지 않고 향후 축소 주로터 및 꼬리로터, 팬덕트 등 로터 연구개발 시 훨 시험을 위한 훌륭한 테스트 베드(test bed)로 활용될 것입니다.