• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.8-27
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• 2002

본 연구에서는 현재 개발중에 있는 복합재료 선미익 항공기의 날개에 작용하는 하중해석을 수행하였다. 중량, 공력계수, 구조설계속도, 하중 등을 계산하기 위해 사용된 Tool은 Excel에서 운용되는 Visual Basic 프로그램으로 계산에 많은 도움을 주었다. 하중해석에 기본적으로 요구되는 항공기의 형상치수, 부품의 종류 및 중량 그리고 좌표계 등은 Catia 모델링, 실제측정 또는 재료밀도 값 등을 이용해 구하였으며, 이들 자료를 통하여 항공기의 중량, 무게중심, 관성모멘트, 구조설계속도, 날개의 하중분포, 힘과 모멘트 등을 계산하였다. 또한 항공기의 날개 및 동체의 임계하중 조건을 선정하는데 필수적인 항공기의 V-n 선도를 도시하였으며, 이 V-n 선도는 항공기의 최대중량 2,573 파운드 및 해면고도조건에서 설계속도 $V_A$, $V_C$, $V_D$ 및 하중계수 +3.8G, -1.52G에 대한 비행범위를 제시하고 있다. 앞으로는 V-n 선도로부터 선정된 임계하중을 이용하여 해석된 동체 및 날개에 대한 하중을 제시하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.56-63
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• 2004

본 연구에서는 공력 압축성 효과를 고려하여 플랩이 있는 무인기 카나드에 대한 동적 공탄성 해석을 수행하였다. 고려한 해석 모델은 국내에서 개발 후보로 검토된 모델 중 하나인 CRW(Canard-Rotor-Wing) 무인기의 전운동(all-movable) 카나드이다. 초기 설계 데이터를 기반으로 하여 등가구조 날개 모델을 구성하였다. 엄밀한 공탄성 특성해석을 위해 주파수 및 시간영역 해석기법이 모두 적용되었으며, 카나드 및 플랩 연결부의 회전강성 변화에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 플랩이 있는 전운동 조종면의 경우 각 조종축에서의 등가회전강성은 공탄성 안정성에 중요한 설계인자이다. 본 연구를 통하여 설계 초기단계에서 동적공탄성 안정성에 미치는 영향을 파악하였으며 관련 해석결과들을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권11호
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• pp.26-34
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• 2006

본 연구에서는 외력과 열을 동시에 받는 판구조에 대하여 구조적 강도를 평가하기 위하여 열응력 해석 및 열기계적 실험을 수행하였다. 초음속 비행체의 날개 유사 모델인 판구조에 대한 열 및 외력 환경구현을 위하여 석영램프를 이용한 복사가열기와 하중부가 시스템을 사용하였으며, 소성을 가미한 탄소성 유한요소 해석을 병행하여 열기계적 거동을 파악하였다. 시험은 외력 유지 상태에서 일정 온도 유지환경과 10 ℃/sec의 가열률 환경하에서 이루어졌다. 해석 및 실험에 의한 결과들을 이용하여 가열환경에 따른 구조물의 거동 특성을 파악하였으며, 상온에서의 구조강도 결과와 비교 고찰하였다. 본 연구를 통하여 초음속 비행체와 같이 외력과 열 환경을 경험하는 구조물에 대한 실험 및 해석적 방법을 제시하였고, 획득된 자료들은 비행체 내열 구조 설계시 열적 강도 판단의 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.10-17
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• 2024

국내외로 연구가 활발한 태양광 무인항공기는 일반적으로 고세장비 특징을 갖는다. 고세장비 날개는 날개 무게가 증가함에 따라 경량 설계되어 플러터에 취약하다. 따라서 초기 설계부터 플러터 해석이 필요하다. 대체로 플러터 해석은 날개 단면을 활용하거나 3D 모델을 이용하여 보다 정확하게 플러터 해석을 수행한다. 그러나 3D 모델은 해석에 시간이 많이 소모되기 때문에 본 연구에서는 2D 전기체 모델을 이용하고자 한다. 2D 전기체 모델은 3D 모델에 비해 계산이 빠르며 직관적으로 플러터 경계를 확보할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 2D 전기체의 구조/공기력 모델을 수립하고 3D 반-모델과 해석결과를 비교하였다. 결과적으로 2D 전기체 모델과 3D 반-모델의 플러터 해석 결과, 오차는 약 3% 이내로 유사하고, 제시된 2D 전기체 모델의 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권10호
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• pp.846-852
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• 2012

본 연구는 모핑 항공기 날개를 설계/제작하기 위한 선행 연구로서 기본날개단면 및 모핑날개단면에 대한 공력특성을 실험적으로 조사하였다. 이를 위해 Clark-Y형 에어포일을 가진 기본날개, 기계식 플랩을 가진 날개, 모핑플랩을 가진 날개를 제작하여 풍동실험을 수행하였다. 3축 로드셀을 이용하여 날개에 작용하는 양력, 항력 및 피칭모멘트를 측정하였으며, 풍동실험데이터는 Solid Blockage 와 Wake Blockage를 고려하여 보정하였다. 풍동 실험은 각 날개별로 다양한 속도, 레이놀즈, 받음각에 대해 수행되었다. 실험결과는 모핑 에어포일의 양력-항력 및 양력 피칭모멘트 특성이 기계식 플랩을 가지는 에어포일에 비해 우수한 것을 보여준다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제3권3호
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• pp.24-31
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• 2009

The Airship which uses light gases(Helium) can afford to be managed safely, and economically. In this paper, it executed Airship aerodynamic design using Theory of the Airship shape. With the change of main design factor, aerodynamic coefficients were investigated by FLUENT and the shape of the Airship which has low drag was chosen. For low drag coefficient of the Airship, the theory of traditional Airship shape was used. The structural analysis of the Airship is executed by ANSYS.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권11호
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• pp.855-864
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• 2013

능동 탭은 BVI 소음 저감을 위한 능동제어 기술 중 하나이며, 이를 이용한 소음 저감효과에 대한 해석은 기술 개발에 있어서 매우 중요한 과정의 하나이다. 능동 탭의 소음저감 성능 분석을 위하여 모델 로터시스템에 대한 구조 설계를 수행하고 CFD 해석을 통해 에어포일 공력 데이터를 생성하였으며, 이를 이용하여 통합해석 프로그램인 CAMRAD II 모델을 구성하였다. 하강 비행 상태에서 능동 탭을 HHC 방법으로 작동할 경우 로터에서 발생되는 공력 하중을 CAMRAD II를 이용하여 계산하고, 이에 따른 BVI 소음 변화를 자체 소음해석 프로그램으로 계산하였다. 능동 탭의 작동 길이 및 제어 위상의 변화에 따른 소음해석 결과 최대 -3.3dB의 BVI 소음 저감 효과를 얻을 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.34-42
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• 2024

본 연구에서는 다양한 비행 특성을 갖는 무인기에 적용 가능한 모핑 기술의 개발을 탐구하였다. 기존의 모핑 기술은 추가적인 메커니즘과 구동 장치를 필요로 하며, 이로 인해 날개 내부에 리브나 스파 등을 구성하는 것이 어려워 구조적 불안정을 초래할 수 있다는 문제가 있었다. 이를 극복하기 위해 변형 중 연속 표면을 유지하며 캠버의 형상과 시위의 길이가 동시에 변하는 VCC(Variable-Camber Variable-Chord) 모핑 플랩을 개발하였다. 더불어, 이러한 모핑 플랩을 적용한 무인기 날개의 설계와 제작을 수행하였다. 이러한 날개는 구조물의 부재와 구조적 불안정성을 해결하기 위한 특수한 형상을 개발하여 안정성을 확보하였다. 또한, 모핑 메커니즘과 모핑 날개의 성능을 검증하기 위해 비행하중을 모사한 구조 실험과 실제 비행 실험을 수행하였다. 마지막으로, 모핑 날개의 성능을 확인하기 위해 풍동 실험을 실시하여 결과를 공력해석과 비교하였다. 이를 통해 새로운 모핑 기술의 효과적인 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.765-772
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• 2015

칼새 비행의 생체모방 초소형 비행체 적용 가능성을 확인하기 위한 공력측정과 위상동기 PIV 연구가 수행되었다. 2축 회전자유도의 로봇 날개 모델과 불어내기식 풍동을 사용하였다. 비틀림 각은 ${\pm}0$, ${\pm}5$, ${\pm}10$, ${\pm}20$도의 진폭을 갖고, 스트로크각은 90도의 위상차를 갖는 단순조화함수로 변화시켰다. 비틀림 각에 따른 시간에 대한 양력계수 변화는 작은 공력감소와 지연만을 나타내며 주목할 만한 차이를 보이지 않았다. 그러나 항력은 작은 비틀림 각 변화가 큰추력을 생성할 수 있음을 보여주었다. 이러한 것들은 칼새가 비행 중에 작은 비틀림 각을 사용하는 이유를 간접적으로 설명해 준다. PIV연구 결과는 공력지연이 날개주위의 와류구조와 밀접한 관계있다는 것을 보여준다. 이러한 결과는 칼새 모방형 초소형비행체 설계에 있어 비틀림 각은 필수적인 파라미터로서 반드시 고려되어야 함을 의미한다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.61-71
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• 2000

오늘날 항공기의 경량화를 위해 복합재료를 사용하는 것은 필수적인 설계 및 제작 요건이 되고 있다. 복합재료로 제작된 날개는 적층각에 따라 구조적 특성이 심하게 변화될 수 있기 때문에 설계시 최적의 적층각을 결정하는 것이 매우 중요한 문제이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 날개의 적층각에 대한 정적 공탄성 최적화 연구를 수행하였다. 이를 위해 공력하중에 대한 복합재료 날개의 구조 평형상태를 구할 수 있는 정적 공탄성(하중재분포) 해석시스템을 개발하였으며, 유전자 알고리즘을 활용한 최적화 프로그램이 통합 개발되었다. 후퇴각이 있는 복합재료날개에 대하여 적층각 변화가 정적 공탄성 변형에 미치는 영향을 고찰하였으며, 구조 변형이 최소가 되는 경우의 최적 적층각 조건을 구하였다. 이를 토대로 실제 제작에 실용적인 적층각 조합에 대하여 정적 공탄성 특성을 최대화 할 수 있는 최적 적층각 조건이 제시되었다.