관로식 비행 자동차가 호버링 상태에서 효율적인 추력을 충족하기 위한 프로펠러 설계를 위해, 비행 자동차 관로 프로펠러 설계 방법을 제안한다. 이 방법은 잎 요소 운동량 이론과 관로 프로펠러 와류 이론에 기반하여 프로펠러 블레이드를 설계하고, 전산유체역학(CFD) 수정을 통해 설계 요구를 충족하는 관로 프로펠러를 얻는다. 비행 자동차 호버링 조건에서 관로 프로펠러의 공기역학적 연구를 수행하여 관로 프로펠러와 독립 프로펠러의 공기역학 성능을 분석하였다. 결과는 관로 프로펠러가 블레이드 팁 와류를 억제하고 관로가 추가 양력을 발생시켜 총 추력이 독립 프로펠러에 비해 11.1% 향상되고, 전력 소비가 10.5% 감소함을 보여준다. 호버링 조건에서 관로 프로펠러 성능 최적화를 위해 벨브 관로 프로펠러 설계를 제안하였으며, 동적으로 깔때기 확장 각도를 조절하여 호버링 상태의 흡입량을 최대화하고 총 추력을 15.53% 증가시킨다. 본 연구는 잎 요소 운동량 이론과 CFD 수정을 결합한 고정밀 설계 방법을 검증하였으며, 비행 자동차 추진 시스템의 효율적인 공기역학 설계를 위한 이론 및 기술적 지원을 제공한다.

비행 자동차;관로 프로펠러;잎 요소 운동량 이론;수치 시뮬레이션;공기역학적 특성;가변 관로 설계