• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권spc호
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• pp.49-55
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• 2020

항공사에서 운용되는 수송급 항공기는 평균적으로 연 1회(또는 1,000~20,000 비행시간 당 1회) 낙뢰에 피격되는 것으로 추정된다. 그러나 피격 확률이 중요한 것이 아니라 항공기가 낙뢰에 피격된다는 사실이 중요하다. 그러므로 인증 과정에서 항공기의 낙뢰보호설계가 검증되고 낙뢰 관련 감항기준에 대한 적합성이 입증되어야 한다. 본 논문에서는 우선적으로 우리나라 최초로 민간 형식증명을 획득한 KC-100 비행기 및 일부 시험 사례 분석을 통해 낙뢰에 대한 적합성 입증방법을 고찰하였다. 향후 본 논문을 바탕으로 우주발사체에 대한 낙뢰 영향성도 고찰해 볼 필요가 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.110-120
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• 2003

고공을 운항하는 항공기는 대기중의 자연현상에 의해 낙뢰에 노출되게 된다. 낙뢰 피해는 개발초기에는 목재 항공기의 절연파괴에 의한 손상과 화재등이 있었으며 알루미늄의 보급으로 전금속체 항공기가 개발되었지만 연료탱크의 화재 문제라든지 낙뢰 사고는 계속 발생하였다. 이에 NACA에서는 1938년 문제를 제기하고, 인공 낙뢰에 대한 연구를 시작하였다. 이어 FAA에서는 낙뢰보호에 대한 인증을 위해 감항기준을 제정하고 SAE에 낙뢰에 대한 항공기의 보호를 위한 시험대책 연구를 의뢰하여 낙뢰를 모사한 시험 전류, 전약 파형을 제시하여 항공기의 낙뢰보호, 인증에 활용하고 있다. 이 글에서는 낙뢰의 메커니즘 분석을 통한 항공기에 대한 낙뢰의 영향을 제시하고 특히 항공기 안전사고의 중요한 요인으로 대두되고 있는 항공기에 대한 낙뢰의 직접영향에 대한 사례를 분석하고 인증기준과 시험 전류 및 전압파형, 낙뢰 피격부위를 열거하여 개발항공기 및 비행체에 대한 인증에 활용되도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.359-365
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• 2022

공대지유도탄은 항공기 외부에 탑재되어 운용 가능한 무기체계로 정밀 타격이 가능하고 높은 생존성을 보장한다. 공대지유도탄 운용 플랫폼 중 하나인 헬기는 평균적으로 수천~수만 비행시간 중 1회 낙뢰에 피격되는 것으로 보고되었다. 헬기 기체에 낙뢰가 피격되면 기체 스킨을 거쳐 헬기 내/외부 전자장비 케이블에 과도신호가 유기될 수 있다. 공대지유도탄 내 폭발물 관련 EID(Electrically Initiated Device)에 기준 이상의 과도신호가 유기되면 탄두 폭발 등으로 헬기 안전에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 헬기에 대한 공대지유도탄 안전 영향성 입증을 위한 낙뢰 간접영향 시험방안을 제시하고, 이를 바탕으로 수행한 시험 결과를 제시한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.14-17
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• 2004

낙뢰는 본적으로 "완벽한 보호"가 불가능하며 단지 낙뢰 피해의 가능성을 최대한으로 낮추는데 그 의미가 있다. 기술 선진국의 경우 보호반경이나 보호범위는 이 범주 안에서 완벽한 보호가 됨을 명시하는 것이 아니며 어떤 보호확률을 설정하고 그 설정된 보호확률(보호효율)을 보장하는 범위가 어떻게 되는가를 나타내는 것이 보호범위(보호반경)이며 보호확률(보호효율)이 되는 개념인 것이다. 미국의 경우 NFPA에 의거하여, 보호개념의 뇌격거리를 30,45m로 명시하는 것이며 프랑스 및 유럽의 다수 국가에서는 NF C에 의거한 20,45,60m의 피격거리에 의한 보호반경(보호범위)를 명시한 것이다. 어느 것이 더 우수하고 나쁘고의 차원이 아니며 낙뢰보호의 설계시 건축물의 중요도, 낙뢰빈도수, 낙뢰전류의 크기 등 다양한 변수를 고려한 보호확률을 선정하여 보호범위를 설계하여야 할 것이다. 본 논문에서는 자체 개발된 ESE피뢰침을 통해 얻은 기술의 기본적 개념과 기술의 배경을 고찰하였으며 이를 통해 건축물의 적용시 보다 안정되고 효율 높은 낙뢰 보호를 위한 설계, 감리의 초석이 되고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.60-69
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• 2019

세계 여러 기업에서는 교통체증이라는 심각한 사회 문제를 해결하기 위해 개인용 항공기 PAV(Personal Air Vehicle) 개발이 활발히 이루어지고 있다. PAV는 사람이 탑승하는 유인운송수단이므로 반드시 감항인증이 요구된다. 항공기와 마찬가지로 PAV의 안전 운항에서 치명적인 위협을 가하는 요소는 고온의 열과 자기장을 동반한 낙뢰이다. 현재 PAV 관련 낙뢰 인증 기술, 지침 및 요건 개발이 미비한 실정이기 때문에 PAV 낙뢰 인증은 더욱 중요하다. 본 연구에서는 미연방항공청(FAA)에서 인정하는 국제 표준 인증지침서인 SAE ARP를 분석하여 낙뢰 인증지침을 PAV에 접목하였다. PAV의 낙뢰에 대한 영향성을 전산 소프트웨어를 통해 분석하였고 향후 추진될 PAV 낙뢰 인증을 위한 실무지침 수립의 근거를 제시하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.203-206
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• 2004

IEC에 의하면 낙뢰의 보호효율은 1등급(최대98%), 2등급(최대95%), 3등급(최대90%), 4등급(최대80%)으로 나타내고 있으며, 광역피뢰침은 다수설치해야 하는 돌침형 피뢰침의 수량을 기술적으로 최소화 하여 건축물의 안전성과 경제성 등을 향상시키는 역할을 담당하고 있다. 그러나 이런 보호 능력은 설계 및 시공시 세심한 배려가 필요하다. 프랑스에서는 피격거리 60M를 한계로 하며 미국에서는 안전성을 좀더 신경 써 괴격거리 45M를 한계로 가능한 보호효율을 높이고 있는 실정이다. 광역피뢰침의 선정시 보호범위의 최대치 적용은 지양하고 보호 효율을 높여 적용함이 바람직하다. 또한 초고층 빌딩 및 APT단지의 경우 가급적 보호등급을 1등급으로 적용하는 세심한 배려가 필요하다. 시공시 광역피뢰침은 수평면 최고 돌출물(예:옥탈 및 안테나 등)의 설치 높이의 차는 2M이상이 필요하며 이격거리 또한 가급적 최대로 하는 것이 바람직하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.444-451
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• 2019

본 논문에서는 항공기 탑재장비의 RS-170a 영상 신호에 대한 EMI 및 낙뢰 간접영향에 대한 보호 대책을 설명한다. 항공기 탑재장비는 외부 환경으로부터 발생하는 전자파 간섭과 항공기 낙뢰 피격시 발생하는 낙뢰 간접영향으로 부터 발생하는 서지 전압에 의해 장비의 오작동이나 물리적 손상의 위험에 노출되어있다. 이러한 위험으로부터 장비를 보호하기 위해서는 전자파 간섭 및 간접 낙뢰 효과에 대한 보호 설계를 장비에 적용해야 하는데, 신호의 전압이 낮고 주파수 대역이 높을수록 보호 회로에 의한 신호 왜곡이 문제가 된다. 따라서 본 논문에서는 EMI 및 낙뢰 간접영향에 대한 일반적인 보호 설계 방법과, RS-170a 신호를 기준으로 보호 설계 적용에 따른 영상 신호 왜곡 현상을 최소화하기 위한 고려 사항을 소개한다. 그리고 이 과정에서 논한 고려 사항을 적용해 실제 장비 설계를 개선한 사례를 소개한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권12호
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• pp.1071-1086
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• 2016

항공기는 결빙, 난기류, 낙뢰 등 환경적 요인에 의해 안전성을 위협받는다. 그 중 낙뢰는 항공기에 강한 전류와 전압을 유입시켜 고온의 열과 자기장을 발생시키므로 항공기 안정성에 큰 위협이 된다. 본 연구에서는 낙뢰의 발생원리 및 항공기 낙뢰 피격 메카니즘을 설명하고 항공기에 대한 낙뢰의 직접, 간접 영향성을 다룬다. 먼저 항공기 낙뢰 지침서인 ARP를 분석하여 항공기 낙뢰모사와 부착위치에 대한 분석을 진행하였으며, 이를 전산 시뮬레이션에 적용하였다. 또한 ABAQUS 소프트웨어를 활용한 열적, 전기적 시뮬레이션을 통해 연료탱크의 낙뢰 영향성 분석 및 낙뢰보호시스템 설계를 진행하였다. 그리고 Maxwell 방정식에 기초한 EMA3D 소프트웨어를 활용하여 항공기 전기체의 전류 흐름에 대한 전산수치해석을 진행하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제26권3호
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• pp.302-312
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• 2023

This paper describes the analysis of lightning strike zoning, the indirect lightning data simulation and the protection design for lightning indirect effects of equipment by lightning strike for unmanned aircraft consisting of composite wings. Through the analysis of lightning strike zoning according to the external shape of unmanned aerial vehicles, the structure areas that should be protected during lightning strike is derived, and the protection requirements of lightning indirect effects for flight critical equipments and equipment that must be operated upon lightning strike was derived. Lightning protection levels according to the location of mounting equipment and surrounding structure materials for each equipment was derived, and the protection design of the unmanned aerial vehicle with composite structures was also proposed from direct effect of lightning. Later, the lightning protection technology will be verified by the ground test of lightning direct and indirect effects.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.45-56
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• 2021

세계 각국은 도심지역 교통체증으로 인해 UAM (Urban Air Mobility) 항공기에 대한 수요가 급부상하고 있다. 전기추진 수직이착륙기(e-VTOL) 개념의 다양한 항공기가 연구개발을 통해 상용화 준비 중이며, 사람이 탑승하는 유인운송수단이므로 감항인증이 요구된다. UAM 항공기의 안전 운항에 치명적인 위협을 가하는 요소는 구조물 손상과 항법 장치 교란을 유발하는 낙뢰와 비행 안정성을 저해하는 결빙이다. 현재 UAM 항공기 관련 낙뢰 및 결빙 인증기술 개발이 미비한 실정이므로, 적절한 감항인증 지침을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서 미연방항공청(FAA), 유럽항공안전청(EASA)의 항공기 관련 법령 및 규정을 분석한 후, 낙뢰 및 결빙 인증지침을 UAM 항공기에 접목하고자 하였다. UAM 항공기에 대한 낙뢰 및 결빙의 영향성을 전산 시뮬레이션을 통해 분석하였고, 향후 운용될 UAM 항공기의 인증을 위한 실무지침 수립의 근거를 제시하였다.