The process of designing and building a human-powered aircraft (HPA) and its performance analysis are introduced in this paper. Light Bros, the Chungnam National University HPA team, has developed Volante, a HPA, to compete in the 2012 exhibition of human-powered aircraft hosted by Korea Aerospace Research Institute. The power train system is composed of a two-blade propeller and Bevel-type gear and the ground test bed is built to simulate the operation. A study has been made to find a efficient propeller based upon the test result of thrust and power available from a pilot under various propeller conditions and running time. The load and structural analysis is conducted for the glider-shaped wing made of composite material which has very high aspect ratio. The spar is analyzed using finite element modeling followed by the comparison of its displacement and strain on structural test. As a result, the performance and safety is confirmed.
본 논문에서는 항공우주연구원에서 주최하는 2012년 인간 동력 항공기 시범 경진대회에 참가하기 위하여 제작한 충남대학교 Light Bros. 팀의 Human Powered Aircraft인 Volante 날개에 대한 설계/제작과정과 프로펠러의 설계/제작과정을 기술하였다. 동력장치는 두 개의 프로펠러로 구성되어 있고 베벨기어와 지상에서 작동하게 만들어졌다. 프로펠러의 상태변화와 시간에 따른 동력변화를 측정하여 가장 효율적인 프로펠러는 찾는 것이다. 복합재의 사용과 글라이더 형태의 큰 Aspect Ratio(AR)을 갖는 날개의 하중 해석 및 구조 해석을 수행하였다. 주익 Spar의 모델링 및 구조 해석을 수행한 후 구조 시험을 통해 변위 및 Strain 비교를 수행하였으며 결과적으로 주익의 성능 및 안전성을 확인하였다.
