1. 헬기 분야의 세계 및 국내 연구/개발 동향
Sep 01, 2006
한국항공우주산업㈜

2. 목차
헬리콥터의 비행원리
헬리콥터 종류
헬리콥터 용도
해외개발현황
국내개발현황

3. 고정익 항공기 vs. 회전익 항공기
양력(Lift)
공기저항(Drag)
추력(Thrust)
중력(Weight)

4. 고정익 vs. 회전익 항공기

5. Hovering 성능 비교_고정익/회전익

6. Airfoil Theory Lift Moment Drag Incidence  Air velocity V
L = q. c. CL ()
D = q. c. CD ()
M = q. c2. CM ()
per unit span
Chord C
Aerodynamic centre at chord

7. 고정익 항공기 비행원리_양력(Lift) Where S : Wing Area
dCL/da = CLa = Lift Curve Slope
CLo = Lift at Zero AOA
Where
S : Wing Area
CL = f(Mach, AOA, A/C Geometry)
Aircraft Geometry ;
Airfoil
Wing Thickness
Wing Aspect Ratio
Wing Taper Ratio
Wing Sweep Angle
Wing Camber
Wing Twist
Wing LEF/TEF
Strake
etc.

8. 고정익 항공기 비행원리_항력(Drag) Where S : Wing Area
CDmin = f(Mach, A/C Geometry)
Minimum Drag
Drag Due to Lift . 5 1 2 C D 3 4 6 7 8 9 L M a c h =

9. 회전익 항공기 비행원리_최대속도

10. 회전익 항공기 비행원리 _최대속도

11. 회전익 항공기 비행원리_헬기의 유동 특성

12. 회전익 항공기 비행원리_Flight Control
Directional
Cyclic
Collective

13. 회전익 항공기 비행원리 _Flight Control
Control Input in The Cockpit
Collective Control
Cyclic Control

14. 헬리콥터의 주요 시스템 주 로터 시스템 반 토오크 시스템 동력장치 동력전달장치 꼬리 동체 항공전자시스템 유공압 및 연료시스템
헬리콥터의 주요 시스템
반 토오크 시스템
꼬리 동체
주 동체
착륙 장치
항공전자시스템
동력전달장치
동력장치
유공압 및 연료시스템
주 로터 시스템

15. 회전익 항공기 비행원리_Rotor Hub 구성
Flapping Hinge
Lead-Lag Hinge
Feathering Hinge (Bearing)

16. 회전익 항공기 비행원리_Rotor Hub의 종류
Type of Hub
Physical Hinges
(or Bearings)
Type and Number of Hinges
( or Bearings)
Articulated
hub
Conventional
Type
3 hinges
- Flapping
- Lead-Lag
- Feathering
3 Mechanical Hinges
(separate hinges)
2~3 Elastomeric Bearing
( separate hinges)
Advanced
(SpheriflexTM)
1 Elastomeric Spherical Bearing
( 3 motions as only one bearing)
Hingeless
1 bearing
Mechanical Hinge
Elastomeric Bearing
Bearingless
None
Flexbeam / Torque Tube

17. Fenestron (or Fantail)
Anti Torque System
Tail Rotor
Fenestron (or Fantail)
Advantages of the Fenestron:
Increased safety for people on the ground, since spinning tail rotors rank among the largest sources of danger with helicopters.
Higher ground clearance of the tail arm and a smaller susceptibility to foreign objects.
Greatly reduced noise, since the blade tips are enclosed; this and the greater number of blades leads to reduced vibration.
Disadvantages include higher weight of the enclosure, higher construction cost, and a higher power requirement because of the smaller size.

18. Fenestron 의 안전성

19. MD 500 series NOTAR (NO TAil Rotor)

20. 헬리콥터의 종류_Twin Co-Axial Rotor
Kamov Ka 25 ‘Hormone-A’

21. 헬리콥터의 종류_Twin Side-by-Side Rotor
Mil 12

22. 헬리콥터의 종류_ Synchropter
Kaman HH-43F Huskie

23. 헬리콥터의 종류_Twin Tandem Rotor
Four Generations, from bottom to top: the HUP, CH-21, CH-46 and CH-47

24. 헬기의 임무 _ 군용(Battlefield)
Troop Transport : RAF EH101
CSAR(Combat Search & Rescue) : CH-53
Anti-Tank : AH-64D
Escort : Marine Super Cobra
Reconnaissance : Bell OH-58D

25. 헬기의 임무 _ 군용(Naval Role) ASW(Anti Submarine Warfare) : EH101
ASuV(Anti Surface Vessel Warfare) : Lynx
AEW(Airborne Early Warning) : RAF Sea King
Mine Clearance : Sikorsky MH-53

26. 헬기의 임무 _ 민수 Passenger Transport Medical Support (Medivac)
Police/Customs
Fire Fighting
SAR(Search and Rescue)
Pleasure Flying
Heavy Lifting
Agricultural

27. 헬리콥터의 임무 Military Civil
combat : attack, reconnaissance, special operations,
anti-submarine warfare,
combat support : observation, search and rescue, utility,
medical evacuation, utility
combat service support : utility, cargo, training
Key design requirements:
range/payload, hover, integrated weapon system, stealth,
day and night/ all weather operations, survivability equipment,
crashworthiness, cost
Civil
transport passengers and cargo, utility, medical evacuation
Key Design Requirements:
cost, safety, reliability, payload, noise/vibration,
utilization rates, all weather operation

28. Complex arrangements of contractual alignments
헬리콥터 업체의 변화
McDonnel
Lockheed
Sikorsky
Kaman
Doman
Piasecki
Vertol
Boeing
Bell
Hughs
Hiller
Fairchild
Brantly
Ryan
1940 /
1950
Today
1960
Complex arrangements of contractual alignments
Boeing
Sikorsky
Bell
Kaman
Robinson
Schweizer
Bristol
Westland
Fairey
Saunders Roew
Weir/Cierva/
Anster
Westland
GKN-Westald/Agusta
Agusta
Agusta
Sud Oest
Sud Est
Aerospatiale
Eurocopter France
VFW
Dornier
Bolkow/MBB
Wagner
Eurocopter Deutschland
MBB

29. 헬리콥터의 개발 현황 1st stage: 2nd stage : 3rd stage : 4th stage :
during WWII : Sikorsky R-4, -5, -6
2nd stage :
turboshaft engines introduced in 1957
weight lb/hp , compared to reciprocating engines 1 lb/hp
during 1960s and Viet Nam conflict : AH-1, UH-1, CH-46, 47, 53
recognized as military missions
3rd stage :
during 1970s
technical advances in rotor and engine technologies
weapon systems integration improved
UH-60, AH-64
advanced airfoils, planforms (swept)
4th stage :
during 1990s
EH101, NH-90, MD900, RAH-66, V-22, Bell 430,
mission systems designed into the aircraft as opposed to an add-on architecture,
advanced electronics, composite materials, FBW technology,
advanced engines, reduced costs and maintainability

30. 국외 개발사례 –미국/유럽 구 분 `60 `70 `80 `90 `00 개발기간 Agusta Bell Boeing (MD포함)
1972 ~ 1984
A129
AB139
1998 ~
Bell
1998 ~
AH-1W (Upgrade)
AH-1Z
1998 ~
UH-1N
UH-1Y
Boeing
(MD포함)
AH-64A
AH-64D
1990 ~ 1998
1968 ~ 1974
YUH-61A
Boeing
/ Sikorsky
1981 ~ 1996
RAH-66
Sikorsky
1968 ~ 1974
YUH-60A
UH-60L
UH-60
Derivatives
Eurocopter
EC155 ?
EC655
1984 ~ 1991
Tiger
NH-90

31. 국외 개발사례 – 일본

32. Tilt Rotor Bell XV-15 (1977) Bell XV-3 (1955) Bell/Boeing V-22

33. A160 Hummingbird

34. KAI 의 회전익 사업
1980
1990
2000
2010
2020

35. 민수용 쌍발경헬기 429 사업 사업 개요 민수용 쌍발경헬기 공동개발 사업 - 협 력 선 : 미국/캐나다 Bell사 및
일본 미쓰이상사
- 개발일정 : ’04 ~ ’07년 (4년)
투자 조건
- 동체 독점 공급권
- 한국/중국 시장 완제기 생산/판매권
헬기 사양
7,000 lb급 9인승 쌍발 경헬기
SB427 전기체설계 + 계기비행능력
속도 142 Kts, 항속거리 365 nm

36. Korean Utility Helicopter
한국형헬기(KHP) 사업_개요
군 장기운용헬기(500MD, UH-1)를
국내주도로 개발/대체하는 사업
사업규모
- 양산 대수 : 250 여대 + α(수출)
개발구도 : KAI가 체계개발 종합주관,
ADD/KARI는 일부 주요품목 위탁개발
개발일정 : 기동기 ’06~’12년 (예상)
해외체계업체 : Eurocopter
시장전망 : ‘14년부터 약10년간 300여대 수출
Korean Utility Helicopter

37. Total Solution For KHP 한국형헬기(KHP) 사업_개발요소 전기체 훈련체계 종합군수지원 정적시험시제 : 1대
비행시험시제 : 4대
동적구성품 선행 입증기 : 1대
Total Solution
For KHP
훈련체계
모의비행훈련장비 (SFTS)
정비훈련장비(MTD)
지상지원/시험장비
시험장비, 기술교범
컴퓨터활용교육/강의 & 전자식강의실
종합군수지원

38. 한국형헬기(KHP) 사업_주요특징 공기역학적 기체 상태감시 시스템 최첨단 허브(Hub) (무힌지) 다중 중복 시스템
사수 2 명
무장병력 9 명
복합재를 확대 적용한
추락충격완화 기체구조
1,600+ 마력급
쌍발 터보샤프트 엔진
(통합 디지털 엔진제어기 장착)
첨단 조종실(Glass Cockpit)
4축 자동비행제어장치 (AFCS)
최신 전자전 장비