Multi Body Separation Analysis

항공기에 장착되어 분리 되는 외부 장착물은 항공기와 조종 사의 안전과 직접 관련이 있을 뿐만 아니라 동시에 목표 지점의 정확한 타격이 가능하도록 분리되어야 하기에 분리 궤적을 사전에 예측하는 외부장착물 분리 해석은 필수적이다. 그러나 다물체간 상대 운동에 의한 공력 해석이 복잡하여 예측에 어려움이 존재한다. 일반적으로 외부 장착물 분리 해석방법에는 전산유체역학(CFD)이나 Panel method와 같이 해석적인 방법과 풍동을 이용한 Dynamic drop test 및 CTS(Captive Trajectory System) 시험, 그리고 Carriage loads나 Grid data등의 풍동에서 측정한 데이터를 이용하는 방법들이 있다. 하지만 풍동 시험은 높은 시험 비용과 데이터 측정의 어려움이 많아 최근에는 전산유체역학을 이용한 해석으로 풍동 시험을 대치 하고 있다.

전산유체역학을 통한 해석 프로그램

장착물과 항공기를 포함한 유동장을 해석하고 외부장착물의 이동궤적을 계산하여 시간에 따른 해를 구하는 방법으로 비교적 정확하지만 시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 이동하는 물체의 유동장 해석에는 중첩격자 기법을 사용하였다. 본 연구팀은 이와같은 운동해석 모듈을 포함한 전산유체해석 코드인 MSAPv을 개발하여 연구에 활용하고 있다.

Grid data를 이용하는 6-DOF 시뮬레이션 프로그램

비용과 효율 측면에서 장점을 가지고 있으며 Grid data의 신뢰성이 보장된다면 정확한 예측이 가능하다. 풍동 시험이나 전산유체역학을 이용하여 장착물과 항공기와의 간섭유동장내에서 실시한 Grid test나 Flow-field survey, 장착물의 Freestream test를 통해 구해진 공력 데이터를 데이터베이스화 시키고 이를 이용하여 간섭유동장 내에서의 공력을 예측하고 운동방정식을 풀어 장착물의 분리궤적을 예측하는 6-DOF 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다.