스마트무인기 기체구조물 지상진동시험

Abstract

본 논문에서는 스마트 무인기의 자유 진동 특성 및 로터의 회전으로 인한 기체 구조물의 진동특성 즉 강제진동 특성을 실험적으로 규명하기 위해 수행한 시험방법, 센서 및 장비 설치, 시험 결과 검증 방법 및 시험결과를 수록하였다. 스마트 무인기의 지지 조건은 번지코드를 이용하여 자유-자유 경계조건을 구현하였고, 시험은 3개의 가진기를 사용하여 다점 랜덤 가진법으로 구조물을 가진하였으며 약 100여개의 가속도계로부터 기체 구조물의 응답특성을 측정하였다. 주파수 응답함수를 통하여 다기준 최소 자승 복소지수법을 적용하여 고유 진동수, 감쇠율, 모드 형상등의 모달 매개변수를 산출하였다. 또한 강제 진동 시험은 스마트 무인기의 양쪽 로터가 장착되는 나셀 부위에 x,y,z 각 방향으로 가진기를 장착하여 로터 회전 주파수를 가진함으로써 구조물과 각종 장비의 진동응답 특성을 측정하였다. This paper describes the test procedure, instrumentation, verification methodology and the results of the ground vibration test(GVT) and force vibration test(FVT) of the SmartUAV aircraft to estimate experimentally dynamic characteristics of the aircraft. Bungee cords are used to emulate free-free boundary conditions of the test aircraft. The SmartUAV is excited by three shakers and one-hundred frequency response functions(FRF's) is measured. The FRF's are reduced and analyzed to identify the dynamics parameters of the SmartUAV. To extract modal parameters of the SmartUAV such as, natural frequencies and damping ratios, the poly-reference least square complex exponential method is used in the time domain. The mode shape coefficients are estimated with the least squares frequency domain method to identify the vibration modes. The FVT was performed by fixed sine frequency with three shakers on the x, y and z direction and vibration characteristics of structures and detail equipments are measured.