• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1467-1468
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• 2006

본 논문에서는 현재 운용되고 있는 낙뢰탐지 시스템들과는 다른 측위방식인 TDOA(Time Difference of Arrival)방법을 사용한 3차원 낙뢰 탐지 및 추적 시스템을 제안한다. TDOA방식은 낙뢰와 수신국사이의 도달시간을 측정하여 두 수신국간의 시간차가 일정한 쌍곡선을 얻고 이들 쌍곡선의 교점을 이용해 낙뢰의 위치를 결정하는 방법이다. 이 시스템을 이용하여 위치정확도가 수 미터인 3차원 낙뢰 방전 궤적을 얻을 수 있다. 시스템의 구현을 위해서 먼저 낙뢰의 신호를 저장해야 하는데, 광대역의 낙뢰신호를 저장하기 위해서는 고속의 디지타이저가 필요하다. 그러나 디지타이저와 프로세서간의 인터페이스의 한계로 연속적으로 이를 저장하는 것은 어려우며, 이러한 신호 저장의 문제점을 해결하기 위해서 낙뢰 신호 저장 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 낙뢰의 메커니즘과 광대역 낙뢰신호 검출기법을 설명하고, 구현한 낙뢰 신호 저장 시스템을 소개한다.

• Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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• v.4 no.2
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• pp.49-54
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• 2006

현재 전라남도 고흥 외나로도에서는 발사체를 발사하기 위한 우주센터를 건립 중에 있다. 우주센터 내에는 추적레이다, 발사대, 발사통제시스템, 기상 장비 등 발사를 위한 그리고 발사 후의 발사체 추적을 위한 장비가 건설 중이다. 본 글에서는 우주센터 기상장비 중에서 낙뢰현상을 감지할 수 있고 낙뢰의 이동방향을 추적할 수 있는 종합낙뢰감지시스템에 대하여 낙뢰의 관측방법과 국내외에서 낙뢰를 감지하여 실제 기상청이나 Launch Site에서 사용하고 있는 실례를 소개하고 우주센터에 설치 중인 종합낙뢰감지시스템의 성능과 앞으로의 활용가능성에 대하여 알아보기로 하겠다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.23 no.9
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• pp.117-123
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• 2009

Recently, the failures of electrical equipment have been reduced due to the improvement of its quality and the advance of operation techniques but the failure rates caused by natural disasters such as wind and lightning have been increased. To reduce the failures due to lightning, it is necessary for insulation design of transmission lines to be done, effectively. Also the analysis on the lightning characteristics is essential to the effective insulation design. In this paper, we describe lightning distribution, multiplicity, IKL(Iso-Keraunic Level) and amplitude distribution of lightning current base on the lightning data by KLDNet.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.6
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• pp.664-668
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• 2018

Free-standing structures that are especially high are more likely to receive brain attacks caused by lightning. Since special structures are generally part of national industrial structures, lightning strikes mostly cause socio-economic damage. Lightning protection facilities are installed to prevent such lightning damage, but in 2015, support cables on West Sea bridges were hit by lightning, causing a lot of economic damage. Accordingly, the design of a lightning protection system shall establish protective measures after analyzing the risk of debris falling onto the structure. In this thesis, lightning strikes are analyzed directly in relation to the modeling system that operates the actual information collection system for lightning strikes, depending on the location of the tall, free-standing structures, and practical lightning hazard information is provided by a meteorological station. In addition, we propose monitoring and applying a probability correction rate to the calculation of the lightning risk based on the number of lightning strikes directly reaching the ground in order to obtain an effective lightning risk assessment.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.247-259
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• 2005

The interactions of natural atmospheric electricity with aircraft reveals many flight safety problems. It is estimated that on average, each commercial airplane is struck by lightning more than once each year. Thus the lightning strike to aircarft poses an appreciable threat to flight safety. Upset or damage of electrical and electronics equipment by the induced voltages is defined as indirect effect. The protection of aircraft electronics from the indirect effects of lightning can be accomplished first by determining the specific threats to the aircraft and systems contained within, and second, by designing protection methods to the aircraft components.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.38-39
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• 2010

낙뢰란 뇌운 속에서 분리 축적 된 음 (-)과 양 (+)의 전하 사이 또는 뇌운 속의 전하와 지면에 유도되는 전하 사이에서 발생하는 불꽃 방전을 말한다. 뇌운 안에는 이 불꽃 방전을 반복하기에 충분한 전하의 분리가 계속 일어나고 있는데, 그 결과 양전하 (+)는 구름의 상부에 넓게 분산되어 분포하고, 음전하 (-)는 주로 구름 하부에 분포한다. 이 때 음전하가 대지로 방전되어 발생하는 낙뢰를 부극성 (-)낙뢰, 양전하가 대지로 방전되어 발생하는 낙뢰를 정극성 (+)낙뢰라 한다. 낙뢰의 약 80%는 구름 내부 또는 구름 대 구름 사이에서 발생하고, 약 20%만이 구름과 지면 사이에서 발생하는데, 이러한 구름-지면 낙뢰 (Cloud-to-ground lightning)는 가장 위험하고 그 피해도 크다. 우리나라는 동아시아 몬순 기후의 영향으로 여름철에 대기가 불안정하여 낙뢰가 집중적으로 발생하며, 복잡한 지형과 해양의 영향으로 낙뢰현상의 공간적 변동도 크게 나타난다. 이러한 낙뢰는 최근으로 올수록 강도가 증가하고 있어 그 피해의 증가가 우려되기 때문에 낙뢰 발생 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 낙뢰자료와 강수자료, 그리고 시 공간 분해능이 뛰어난 MTSAT-1R (Multi-functional Transport SATellite - 1 Replacement) 정지궤도 위성의 휘도온도를 이용하여 낙뢰 발생 시 강수 및 위성 휘도온도의 특성을 분석하고자 한다. 이러한 연구는 대류활동에 대한 정보 제공 뿐 아니라, 낙뢰 예측성 향상 및 재해 경감에도 활용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 2001년 기상청에 도입되어 운영 중인 신 낙뢰관측 시스템 (Total Lightning Detection System, TLDS)에서 관측된 낙뢰자료와 MTSAT-1R 위성에서 관측된 휘도온도 자료, 그리고 자동기상관측장비 (Automatic Weather System, AWS)에서 관측된 강수자료를 사용하였으며, 세 자료의 출처는 모두 기상청이다. 분석 기간은 2006년부터 2007년까지이며 우리나라에서 낙뢰발생 빈도가 여름철에 집중되어 나타나는 것을 고려하여 여름철 (6~8월) 낙뢰에 대해서만 분석하였다. 또한 낙뢰 발생 사례에 대하여 관측 효율이 90% 이상으로 알려진 위도 $33{\sim}39^{\circ}N$, 경도 $124{\sim}130^{\circ}E$ 영역에서 낙뢰발생시 강수 및 위성 휘도온도의 특성을 분석하였다. 사례는 낙뢰 발생 횟수가 많은 날을 중심으로 먼저 적외영상과 낙뢰영상을 정성적으로 분석한 후 뇌우의 지속시간이 긴 9개 사례를 선정하였다. MTSAT-1R 위성과 낙뢰자료 및 강수자료는 관측주기와 공간규모가 서로 다르기 때문에 세 자료를 함께 사용하기 위해서는 시 공간을 일치시키는 과정이 필요하다. 본 연구에서는 위성자료 관측시간(00분, 33분)과 AWS 지점 위 경도를 시 공간 일치를 위한 기준으로 사용하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07a
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• pp.727-729
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• 2005

본 논문에서는 낙뢰에서 발생하는 VHF 대역의 신호를 광대역 간섭계를 통하여 낙뢰의 방전경고 측정하는 거리 낙뢰관측 시스템을 소개하고자 한다. 측정시스템은 3개의 광대역 전계센서와 LF/VLF 대역의 전계센서로 구성된다. 측정된 신호는 잡음 제거를 위한 필터를 거쳐 디지털 신호로 변환되어 메모리에 저장되어 진다. 각각의 센서로부터 측정된 신호는 FFT분석을 거쳐 신호원인 낙뢰의 방위각과 고도각이 계산되어진다. 이 시스템은 30 km 내외의 뇌운의 방전 경로의 형성과 진전과정을 세밀하게 관측할 수 있다.

• Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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• v.5 no.2
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• pp.87-97
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• 2007

오늘날 항공기 설계와 제작은 다국적인 산업의 형태로 이루어지고 있다. 즉 항공기 서브시스템은 세계 각국에서 독립적으로 설계, 제작 및 시험한 후 한 곳으로 납품되어 조립 제작되는 데 이 때 중요한 것이 표준화이다. 항공전자장비의 낙뢰 간접영향에 대한 인증의 경우 RTCA DO-160E, Section 22 Lightning Induced Transient Susceptibility(낙뢰 유도 과도현상 적응성)로 표준화 되어 있다. 이 Section 22는 낙뢰 간접영향에 대한 항공전자장비 단위 즉, LRU (Line Replaceable Units)와 같은 부품단위의 시험 요건을 규정하고 있으며 이 규격은 현재 전 세계적으로 통용이 되고 있다. 1980년대 초 상용 수송기에 디지털 "Fly by Wire" 비행 시스템과 엔진제어시스템(EEC, Electronic Engine Control)의 도입 이후, 항공기 시스템이 낙뢰 환경에서 운용시 신뢰성을 보증할 필요성이 대두되었다. 데이터 처리를 통하여 제어되는 각종 항공전자장비에는 다중타격(MS)과 다중파열(MB) 기법에 의한 시험 사항이 최근 추가 되었다. 실제 낙뢰 환경과 유사한 시험실 모사를 위해 계속적인 연구가 진행 중이며 신규 시험 규격서가 새로이 출간되고 있다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.14 no.spc
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• pp.49-55
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• 2020

The average probability of a lightning strike to transport aircraft operating in airline service has been estimated to be approximately one strike in every year (or one strike per 1,000 through 20,000 flight hours). The important thing is not the probability of a lightning strike to aircraft, but the fact that aircraft is struck by lightning. Therefore, lightning protection design for aircraft should be qualified and compliance with airworthiness standards related to lightning protection must be substantiated in the process of certification. In this paper, I studied means of compliance for lightning protection through analysis of some test cases, including the KC-100 airplane that firstly obtained civil type certificate in Korea. Based on this paper, it will be also necessary to study on the effect of lightning for space launch vehicles.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.12
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• pp.1071-1086
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• 2016

The safety of aircraft can be threatened by environmental factors, such as icing, turbulence, and lightning strike. Due to its adverse effects on aircraft structure and electronic components of aircraft, lightning strike is one of the biggest hazards on aircraft safety. Lightning strike can inject high voltage electric current to the aircraft, which may generate strong magnetic field and extreme hot spots, leading to severe damage of structure or other equipment in aircraft. In this work, mechanism of lightning strike and associated direct and indirect effects of lightning on aircraft were studied. First, on the basis of aircraft lightning regulations provided by Aerospace Recommended Practice (ARP), we considered different lightning waveform and zones of an aircraft. A coupled thermal-electrical computational model of ABAQUS was then used for simulating flow of heat and electric current caused by a lightning strike. A study on fuel tank, with and without lightning protection system, was also conducted using the computational model. Finally, electric current flow on two full scale airframes was analyzed using the EMA3D code.