Abstract
Aircraft should be equipped with various external stores for mission performance. Since these external stores may cause structural instability of aircraft, an evaluation of the effects between the aircraft and the external stores is required. For this purpose, an aircraft dynamic characteristics analysis reflecting an external store was performed, and the finite element model for the analysis of aircraft dynamic characteristics should simulate the dynamic characteristics of the component as accurately as possible while using a minimum of the nodes and elements. In this study, a stick model was constructed for dynamic characteristics analysis of the external fuel tank and installation pylon using MSC Patran/Nastran. For the calculation of the equivalent stiffness of the stick model, a simple beam theory was applied to construct the stick model of each part, and the validity of each stick models was confirmed by mode comparison with the fine model. Additionally, the model analysis of the stick model assembly, simulating a pylon equipped with an external fuel tank was performed to confirm that the basic modes required for the analysis of aircraft dynamic characteristics are well extracted. Finally, it was confirmed that the developed stick model assembly could be used for analysis of aircraft dynamic characteristics by comparing the errors in modes between the fine model assembly and the stick model assembly.
항공기는 임무수행을 위해 다양한 외부 장착물을 장착해야 한다. 이러한 외부 장착물은 경우에 따라서 구조적 불안정성을 발생시키는 원인이 될 수 있기 때문에 항공기와 외부 장착물 간의 영향성 평가가 필요하다. 이를 위해 외부 장착물을 반영한 항공기 동특성 해석을 수행하게 되는데, 항공기 동특성 해석용 유한요소 모델은 최소의 절점과 요소를 사용하면서도 해당 구성품의 동특성을 최대한 정확하게 모사할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 MSC Patran/Nastran을 사용하여 외부 연료탱크와 장착 파일런의 동특성 해석용 스틱모델을 구축하였다. 등가 강도 계산을 위해 간단한 빔 이론을 적용하여 각 부품의 스틱모델을 구축하고 상세모델과의 모드 비교를 통해 생성된 스틱모델의 적합성을 확인하였다. 그리고, 외부 연료탱크가 장착된 파일런의 스틱모델 조립체의 모달해석을 수행하여 항공기 동특성 해석을 위해 요구되는 기본 모드들이 잘 추출되는 것을 확인하였다. 최종적으로 상세모델 조립체와 스틱모델 조립체 간 모드들의 오차를 비교하여 구축된 스틱모델 조립체가 항공기 동특성 해석용으로 사용될 수 있음을 확인하였다.
