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적용분야 및 사례

Application note

항공우주 풍동 시험 비접촉 진동 측정

개요

항공우주 분야에서는 날개, 동체, 꼬리날개, 엔진 부품과 같이 복잡한 형상의 구조물이 공력 하중과 진동에 동시에 노출됩니다. 풍동 시험에서는 접촉식 센서를 부착하기 어렵거나, 센서 부착이 구조 응답 및 공력 조건에 영향을 줄 수 있습니다.


Optomet Scanning LDV 및 SMART Full Body 시스템은 풍동 내 항공기 모델 또는 항공 구조물의 진동을 비접촉 방식으로 측정합니다. 원거리 광학 측정을 통해 날개 굽힘, 비틀림, 동체 패널 진동, 꼬리날개 응답 등 공력 조건에서 발생하는 실제 구조 거동을 시각화할 수 있습니다.


측정 결과는 플러터 위험 징후 파악, 구조 취약부 분석, 공력-구조 연성 해석 검증, 항공기 구조 설계 최적화에 활용할 수 있습니다.

사용장비

장비/구성

역할 및 적용 방법

SMART Full Body

풍동 내 항공기 모델 또는 대형 항공 구조물의 전영역 진동 측정

SMART Scan+

날개, 동체, 꼬리날개 등 관심 영역의 고밀도 스캔 측정

SMART DAQ

풍동 파라미터, 기준 센서, 마이크, 가진 신호와 LDV 데이터를 동기화

SMART Lab Software

측정 Grid 정렬, ODS/Mode Shape/FRF 분석, FEM/CAE correlation 수행

광학 접근창/원거리 측정 경로

풍동 시험부 외부에서 레이저 빔을 안정적으로 전달하기 위한 광학 경로

측정 절차 및 사용방법

단계

작업 내용

사용방법 / 점검 포인트

1

시험 목적 및 공력 조건 정의

풍속, 받음각, 관심 주파수 대역, 측정 구조 부위를 정의합니다.

2

측정 Grid 및 좌표계 설정

항공기 모델의 CAD/FE Mesh 또는 시험 사진을 활용하여 날개, 동체, 꼬리날개 Grid를 구성합니다.

3

광학 경로 및 LDV 배치

풍동의 광학 접근창, 반사 조건, 레이저 입사각을 검토하고 SMART Scan+/Full Body 헤드를 배치합니다.

4

풍동 파라미터 동기화

풍속, 압력, 받음각, 기준 센서, LDV 데이터를 동일 시간축에서 취득하도록 설정합니다.

5

풍동 운전 중 비접촉 측정

공력 조건별 구조 진동, ODS, 모드 응답을 취득합니다.

6

공력-구조 연성 해석

실측 진동 형상과 CAE/FEM 결과를 비교하여 구조 취약부 및 플러터 가능성을 검토합니다.

결과 해석 및 응용

결과 항목

해석 관점

응용 방향

날개 굽힘/비틀림

공력 하중에 의해 날개가 어떤 주파수에서 굽힘 또는 비틀림 응답을 보이는지 확인합니다.

날개 구조 보강, 감쇠 설계, 공력 형상 개선에 활용합니다.

동체/패널 진동

동체 패널 또는 연결부의 국부 공진을 확인합니다.

패널 보강, 접합부 강성 개선, 피로 위험 저감에 활용합니다.

플러터 위험 징후

풍속 변화에 따른 응답 증폭 또는 모드 결합 경향을 확인합니다.

풍동 시험 기반 플러터 안전성 평가와 설계 여유도 검토에 활용합니다.

FEM/CAE 검증

실측 ODS/Mode Shape와 해석 결과를 비교합니다.

공력-구조 연성 해석 모델의 신뢰성을 높이고 설계 반복 시간을 단축합니다.

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