A Magnus rotor is a small bomblet designed to have self-induced spin which generates Magnnus-type lift. The bomblet is a sphere, or sometimes an ellipsoid. Ridges are attached on the surface of the bomblet to impart spinning. The spin also arms the fuze so that the bomblet is ready to explode on impact. A large number of such bomblets are deployed at the predetermined altitude to spread over a wide area of the ground. To know the performance of the bomblet, an analysis is required for the dispersion radius of the bomblet.
For this analysis, a free spinning wind tunnel model made of wood is tested in the KAIS subsonic wind tunnel. The Magnus force, the drag force, and the spin-rate at various wind speeds are measured. A non-spinning model is also tested to check the spin effect. And this shows that spin does not affect the drag coefficient very much. The obtained wind tunnel test data are compared with the results of a spinning bare sphere. This comparison shows a good qualitative agreement, though the quantitative values are different because of the difference of the shape.
The equations of motion describing the flight of the bomblet are set up and non-dimensionalized for a general analysis. These non-dimensional equations of motion are analyzed by means of both the analytic method and the numerical calculations using the measured wind tunnel data. The following cases are studied in detail:
(i) Falling in the still atmosphere with zero initial conditions.
(ii) Falling with the initial velocity and the path angle.
The above studies are concerned with only subsonic flight range. The motion of the bomblet is found to have a unique steady state regardless of the initial conditions.
마그누스ㆍ로터 (Magnus-rotor)의 비행성능을 연구하기 위하여 그 공기 역학적 특성을 아음속풍동에서 실험하였다. 흐름속에서 자유회전(free spin) 할 수 있는 모델을 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
I) 스핀하는 속도는 비행속도에 일차적으로 비례하므로, 따라서 구체의 스핀속도 대 비행속도의 비 (spin-rate)가 일정하다.
II) 양력계수는 레이놀즈수와 스트라우할 수에 의하여 결정되나, 마그누스ㆍ로타가 아음속에서 비행하는 범위에서는 양력계수가 일정하다.
III) 스핀이 항력계수에 미치는 영향은 거의 없다.
이 비행체에대한 운동 방정식을 세워서 이를 해석적으로 풀고, 룽게-쿠타 방법에 의하여 적분한 수치해를 비교하였다.
풍동실험한 결과를 대입하여 여러가지 초기조건( 초기속도와 초기비행각 ) 을 가지는 궤적을 해석한 결과의 결론은 다음과 같다.
I) 초기조건에 상관없이 비행속도는 안정상태에서 같은 값의 종속도를 가진다.
II) 비행각도 초기비행각과 초기속도에 상관없이 안정상태에서 일정한 값을 가진다.
위의 결론은 다음과 같이 요약할 수 있는데, 초기조건에 관계없이 일정한 거리를 낙하한 후에는 비행체가 같은 모양의 경사진 직선궤도를 비행한다.
