Internal Structural Design Optimization for Medium-Class Helicopters through Load Path Prediction

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Authors: Eui-Cheol Chung, SungHyeon Kim, Chihyun Ahn, SangJoon Shin
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Abstract

본 논문에서는 하중전달 경로 예측을 활용한 중형급 회전익기 내부 구조물 최적설계 방법론을 제안하였다. 하중전달 지수(load transfer index, U*) 이론을 기반으로 MATLAB-ANSYS 연계 프레임워크를 구축하고, UH-60A 기체를 대상으로 적용하여 그 효용성을 검증하였다. 정적해석을 통해 초기형상의 하중전달 특성을 분석하고, 균일성 향상을 목표로 형상을 개선하였다. 그 결과, 응력 집중이 저감되고 내하중성이 향상된 구조 형상을 정량적 지표를 통해 도출할 수 있었ㄷ다. 또한 N/rev 인근 모드에 대한 모드 기반 하중전달 해석을 수행하여 구조 고유 진동수와 추진체계 가진 주파수 간 공진을 효과적으로 회피하였다. 이를 통해 진동하중으로부터의 안전성을 확보하는 동시에 과잉 설계를 방지할 수 있음을 확인하였다. 제안된 프레임워크는 중형 회전익기 특성에 적합한 구조 설계 방안을 제공하며, 안전마진 확보와 공진 회피 등 주요 설계 요구조건 만족을 목표로 하였다. 더 나아가 새로운 하중조건을 요구하는 비행체의 개발에 실질적으로 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Fields of Study & Subjects

Aeroelasticity and Vibration Control Engineering Applied Research Topology Optimization in Engineering

Publication details

Journal / source
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
Volume
54
Issue
2
Pages
151–160
Publication date
11 February 2026
Language
EN