항공우주 Aeronautical engineering

Lateral dynamics가 까다로운 이유는 Roll과 Yaw의 coupling 때문이다. 서로가 영향을 주기 때문에 둘 다 고려해서 제어기를 설계해야하는 어려움이 있다. 이 글에서는 lateral dynamics의 stability와 roll, yaw coupling, 그리고 sideslip의 영향에 대해 다룬다. 이를 통해 lateral dynamics의 전체적인 그림을 이해하고자 한다. 1. Stability derivatives 1.1. Roll and Yaw 기본적인 lateral dynamics의 stability와 stability derivatives의 관계를 본다. Rolling moment (L) Yawing moment (N) roll rate (p) $L_{p}0$ $N_{r}0..

control surface가 어느 쪽이 양의 방향인지 알아야 $C_{z, \delta}$와 같은 stability coefficient를 보더라도 control surface의 deflection 방향을 기반으로 비행기의 안정성을 확인할 수 있다. 이 글에서는 대표적인 control surface에 대해 설명하고 이 control surface가 어떤 역할을 하는지를 control coefficients와 연결지어 생각해볼 수 있을 것이다. (나중에는 플랩 같은 control surface에 대해 다뤄보는 걸로) Vehicle coordinate 기본적으로 flight vehicle에 대해서 방향을 표시할 때는 frd(front - right - down)을 기준으로 좌표계를 잡는다. 위 그림을 보면 ..

비행동역학을 공부하면서 헷갈렸던 부분이 많아서 따로 정리하는 글이다. 동역학을 할 때 배웠던 개념이 대부분이지만 막상 쓰려고 하면 혼동이 되는 것이 많다. (왜 이렇게 쓰이는 거지 갑자기 생각이 들 때가 있다.) 그 이유는, preliminaries 즉 기초 내용을 다룰 때 엄밀히 따지지 않아도 충분히 이해가 되지만 실제 문제에 적용할 때는 고려를 해야하기 때문이다. 동역학 내용부터 항공기에 적용하기까지 (내 생각대로) 정리해볼 생각이다. 1. Frame (of reference) / Vector / Coordinate 1.1 Frame Frame는 두 개로 분류할 수 있다. 하나는 뉴턴 법칙이 성립하는 관성좌표계(Inertial Frame)이고, 다른 하나는 뉴턴 법칙이 성립하지 않는 비관성좌표계(No..

참고자료 : introduction to flight 1. Pressure coefficient Pressure coefficient의 정의는 다음과 같습니다. $C_{p} \equiv \frac{p-p_{\infty}}{q_{\infty}}=\frac{p-p_{\infty}}{\frac{1}{2}\rho_{\infty}V_{\infty}^{2}}$ $p_{\infty}$는 freestream pressure입니다. 이 압력 계수를 airfoil의 위치에 따른 분포로도 나타낼 수 있습니다. 이 그래프에서 윗부분(양의 값을 갖는 부분)은 airfoil의 upper surface, 아래 부분(음의 값을 갖는 부분)은 lower surface부분이라고 볼 수 있습니다. 압력 계수는 마하 수와 연관이 있습니다...

글에서 angle of attack을 받음각과 혼용해서 씁니다. 1. Lift, Drag, Moment 표현 lift, drag, moment에 영향을 주는 factor들을 나열해봅니다. freestream velocity $V_{\infty}$ altitude(→freestream density $\rho_{\infty}$) Angle of Attack(AoA, $\alpha$) Size of the aerodynamic surface(꼭 비행기에 국한하지 않더라도. 비행기라면 wing area $S$) airfoil의 형상 viscosity coefficient $\mu_{\infty}$ compressibility of the airflow(freestream Mach number $M_{\inft..

참고자료 : John D. Anderson, Introduction to Flight, 3rd Edition Airfoil : 날개에 수직한 평면이 만드는 cross-sectional shape 이 airfoil에는 특징을 나타내는 용어가 많으므로 쭉 쓰도록 하겠습니다. mean camber line : airfoil의 surface의 위 아래의 중간점을 연결해서 만든 선을 (mean) camber line이라고 함 (위 그림에서 파란색 점선) leading edge : airfoil의 camber line에서 맨 앞에 위치한 점 trailing edge : airfoil의 camber line에서 맨 뒤에 위치한 점 chord line : leading edge와 trailing edge를 이은 직선 ..

항공우주공학에서 영어단어가 비슷한 것들이 많아서 어원과 연관지어서 외운다. 어원 aero : 대기, 공기, 공중이라는 뜻 avi : 새(bird)라는 뜻 astro : 별(천체), 우주라는 뜻 이와 관련된 학문 단어 astronautics (애스트로노틱스) : 우주항행학 aeronautics (애로노틱스) : 항공학 avionics (에이비오닉스) : 항공 전자 공학 aerodynamics : 공기역학 aerospace (에어로스페이스) : 항공우주 산업 aviation (에이비에이션) : 항공술 시스템을 부르는 이름 aircraft airplane flight vehicle projectile copter (multicopter, helicopter..) spacecraft satellite Acron..

본인이 헷갈려서 정리하는 글 비행기에는 수많은 angle이 있는데 이게 오일러각과 맞물려서 애매하게 쓰이는 경우도 많아보인다. 조금씩 업데이트하면서 내용을 정리해갈 예정이다. 1. Bank angle www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/turns.html Banking Turn + Text Only Site + Non-Flash Version + Contact Glenn www.grc.nasa.gov Bank angle은 roll angle $\phi$와 혼동이 있는 단어이다. Euler angle에서 x축을 기준으로 정의된 roll angle은 비행체가 navigation frame에 대해서 특정 자세를 가지고 있을 때 3-2-1(yaw-pitch-roll)로 요각, 피치각,..

비행체 제어에서 쓰이는 좌표계에 대해 정리를 하려고 합니다. 비행체 제어는 쓰임에 따라 좌표계를 바꿔쓰는 것으로 보입니다. 각각의 좌표계에 대한 이해가 있어야, 쓰임에 맞게 좌표계를 정하고 식을 유도할 수 있을 것입니다. *Latitude : 위도 *Geocentric latitude($\lambda$) : 지구중심 위도, 지구 중심에서 지구 표면까지 radius vector를 표시했을 때 적도면과 이루는 각 *Geodetic latitude($\mu$) : 지표 위도, 지구 표면에서 수직한 벡터를 표시할 때 이 벡터가 적도면과 이루는 각 $\rightarrow$ 지구가 완벽한 구형이라면 geocentric latitude와 geodetic latitude는 일치하지만, 지구는 완벽한 구형이 아닌 타원형..

서론 열심히 mpu-9250(9DOF IMU sensor)로 roll, pitch, yaw를 구하는 방법에 대해서 공부하다가 개념이 잘 이해가 가지 않아서 고민했습니다. 다들 저마다 설명을 하긴 하지만 무언가 명확하지는 않더군요. 예를 들면, 가속계에서 roll, pitch는 구할 수 있는데 왜 yaw는 구할 수 없는가? 물론 가속계만 두고 봤을 때 z축으로 회전을 하면 가속계 값 자체는 변하지 않으니까 당연하다고 볼 수 있습니다. 하지만 더 나아가서 생각해보면 z축 뿐 아니라 x축, y축으로도 조금씩 다 회전을 하면 어쨌든 roll, pitch, yaw가 뒤섞인 결과값이 나오니 방정식을 풀어서 yaw를 구할 수 없는 건가 궁금했습니다. 혹시 저와 같은 굴레에 빠지신 분이 있다면 이 글이 도움이 되길 바..