일반적으로 항공기 해석에 있어서 추진 시스템 해석의 목적은 성능 해석에 필요한 파라미터들을 전달해주는 것이다. 즉, 추진 시스템 해석의 정밀도가 높을수록 보다 정확한 성능을 도출해낼 수 있다. 하지만 고정밀도 해석은 소비되는 시간 및 비용이 크다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하고자 이론식 기반 저정밀도 해석 모델에 회귀 모델을 추가한 보정 모델을 정립하였다. 이후 확보된 최소한의 고정밀도 데이터를 통해 평균 제곱근 오차를 최소화하는 것을 목적으로 최적화를 수행하여 회귀 계수들을 도출해낸다. 최종적으로 고정밀의 데이터가 존재하지 않는 추진 시스템 구성품 조합에 대해 적절한 회귀 계수를 예측하는 RBF 기법을 활용한 예측 모델을 세운다. 예측된 회귀 계수들은 수정된 해석 모델에 대입되어 높은 정밀도의 해석 결과를 도출해낸다.본 연구는 MTOW 10kg~25kg 범위의 소형 eVTOL UAV를 대상으로 진행되었으며 건국대학교 아음속 풍동을 통해 총 54가지의 전기 추진 시스템 조합의 풍동 실험 데이터를 수집하였다. 또한 Case Study를 통해 보정 모델 및 예측 모델에 대한 검증을 수행하였다. 검증은 풍동 실험 데이터와의 평균 제곱근 오차, 백분율 오차, 그리고 모델의 결정 계수에 대해 진행되었으며 기존 저정밀도 해석 결과에 비해 크게 향상되는 것을 확인하였다. 따라서 eVTOL UAV의 설계 시 본 연구를 활용하여 해석의 시간 및 비용이 감소된 고정밀도 전기 추진 시스템 해석을 진행할 수 있음을 기대한다.
The purpose of propulsion analysis in aircraft analysis is to convey the parameters that are necessary for performance analysis. In other words, the higher the fidelity of the propulsion analysis, the more accurate the performance analysis results can be derived. However, high fidelity analysis has the disadvantage of requiring a large amount of time and cost. Therefore, in this study, a calibration and prediction model were established to overcome this limitation. This allows the predicted calibration coefficients to derive high fidelity propulsion analysis results.This study aims on small size eVTOL UAVs and wind tunnel test data were collected for a total of 54 combinations of electric propulsion systems. Validation of the calibration and prediction model was performed through several case studies which were conducted on the RMSE, percentage error and R-squared values. This result shows the established calibration and prediction model can be used as low time and cost consuming high fidelity analysis for eVTOL UAV design.