Wake Turbulence Analysis of Rotor-Rotor Configuration in Forward Flight Under Varying Separation Distances

항공기 날개 끝단에서 형성되는 끝단 와류(Tip Vortex)와 이로 인한 후류 요란은 후행 항공기의 비행 안정성을 저하시킬 가능성이 높다. 따라서, 고정익 항공기는 최대이륙중량에 따른 선행, 후행 항공기 간의 분리 간격이 규정되어 있다. 하지만 도심 항공 모빌리티는 낮은 이륙 중량과 높은 Disk Loading으로 인해 동일한 기준 적용에 한계가 있다. 특히, 다중 로터 플랫폼 기반의 UAM에서 발생하는 로터 간의 공력 간섭 현상은 후류 구조의 불안정성을 높이고, 조기에 난류 후류 상태(Turbulent Wake State)로의 천이를 유발하는 특성이 있다. 따라서, UAM 후류 특성을 반영한 후류 요란 연구가 필수적이다. 본 연구는 UAM <br/>항공기의 후류 요란 시뮬레이션에 앞서 경향성 파악을 위한 기초 연구로서, HART II 로터의 종방향, 횡방향 이격 거리 변화에 따른 로터-후류 간의 간섭 현상이 후행 로터의 공력 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 연구에서는 효율적으로 로터 후류 거동을 예측할 수 있는 와류 입자법과 로터 모델링을 위한 비선형 와류 격자법을 결합하여 전산 해석을 수행하였다. 후류 요란 해석에서는 후류 구조 및 거동을 정확히 예측하는 것이 중요하므로 단일 로터 모델을 활용한 해석자 검증을 수행한 후, 전진 비행 중인 단일 로터 간 분리 거리 변화에 따른 추력, 토크, 모멘트 변화를 비교 분석하였다.