Lately plenty of research institutes and companies are interested in PAVs (Personal Aerial Vehicles) to prepare the new epoch of the aerial vehicle market. This paper is mainly concerned with the tilt ducted prop aerial vehicle which can be applied to a PAV directly. After introducing the concept of the tilt ducted prop aerial vehicle, each force and moment of the components (ducts, fuselage and stabilizers) is calculated individually. These forces and moments are substituted for the basic equation of the aerial vehicle dynamics to represent the motion of the tilt ducted aerial vehicle mathematically. Trim conditions are calculated for both the helicopter mode and the airplane mode and stability is analyzed. The controller for autopilot is designed by using classical control theory. The prototype tilt ducted prop aerial vehicle is developed to measure basic flight performance and manual flight tests are accomplished. To confirm the better thrust efficiency of the ducted prop, ground tests and the CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis for the duct are achieved.
이 논문에서는 현재 전 세계적으로 많은 관심을 받고 있는 개인용 항공기(PAV)에 적용 될 수 있는 새로운 개념의 틸트 덕티드 프롭 비행체(Tilt-Ducted prop Aerial Vehicle)에 관하여 다루었다. 먼저 틸트 덕티드 프롭 비행체에 대하여 설명을 한 뒤 각각의 힘과 모멘트를 계산, 기본 운동방정식에 대입하여 항공기를 수학적으로 모사하였다. 헬리콥터 모드와 비행기 모드 각각에 대하여 트림 조건을 분석하고 안정성을 해석 한 후 고전제어를 사용하여 제어기를 설계하였다. 틸트 덕티드 프롭 항공기를 설계하기 전에 기본적인 성능을 분석하기 위해 프로토 타입 항공기가 제작되었고 수동 시험비행을 수행하였으며 덕트의 추력효율 증가를 확인하기 위한 지상 추력실험과 덕트에 대한 전산유동해석이 이루어졌다.
