• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.25-32
• /
• 2006

현대의 고성능 전투기는 공력성능 및 조종성능의 향상을 위하여 대부분 세로축 방향으로 항공기를 불안정하게 설계하는 정안정성 완화(Relaxed Static Stability) 개념을 채택하고 있다. 비행제어법칙의 설계 작업은 불안정하게 설계된 항공기에 안정성(Stability)을 부여하고, 주어진 비행임무에 대하여 만족스런 조종성능(Controllability)을 발휘할 수 있도록 비행성능을 조작하는 일련의 과정이다. 항공기의 세로축 운동은 장주기 및 단주기 운동이라는 2개의 감쇠진동 모드가 중첩되어 있다고 간주한다. 전투기에서 세로축 제어법칙설계는 장주기 모드가 설계대상으로 고려되지 않으며, 미 군사규격인 MIL-F-8785C에 정의되어 있는 단주기 모드(Short Period Mode)의 요구조건을 이용하여 주파수와 감쇠비를 최적화한다. 이 때, 제어법칙이 포함된 고차시스템을 저차 등가시스템으로 등가 시켜 판별한다. 현재까지 항공기의 단주기 운동 특성에 관한 연구는 활발하게 진행되어 왔으나, 장주기 운동 특성에 관한 연구는 그렇지 못하였다. 본 논문에서는 T-50 훈련기의 장주기 모드 운동 특성을 분석하기 위해 선형 및 비선형해석을 수행하였으며, 받음각제한기 및 자동 피치자세각 트림 명령이 세로축 운동에 미치는 영향성을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권2호
• /
• pp.116-122
• /
• 2016

터보제트 엔진에서 램제트 엔진으로의 작동 천이를 고려한 TBCC엔진의 성능 특성을 연구하였다. 터보제트 엔진과 램제트 엔진의 성능모델을 제시하고 터보제트와 램제트의 작동 비율을 조절하여 성능 변화가 연속적으로 발생하도록 엔진 작동의 천이 모드를 고려하였다. 이를 통해 다양한 마하수와 고도에서의 완만한 엔진 성능 변화를 나타냈음을 확인하였다. 일정고도(11km)와 가상의 비행 궤적에 대하여 천이 모드를 적용하여 TBCC 엔진의 추력과 비추력의 변화를 분석하였으며, 이를 통해 예상 비행 조건과 엔진의 천이 모드를 고려한 성능 변화와 복합 사이클 엔진 작동 천이 모드의 필요성을 제안하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.63-71
• /
• 2003

본 논문에서는 유연우주비행체의 강인 선회기동을 위한 슬라이딩 모드 제어기법에 대해 연구하였다. 본 연구에서는 유연우주비행체의 1축 선회기동을 위한 선회목표각, 목표각속도 및 중앙동체와 유연부착물 사이에 작용하는 내부 반력 모멘트를 포함하는 슬라이딩 평면을 설계하였다. Lyapunov 제어기법과 비교한 결과 두 제어기법 모두 공칭 시스템에 대한 명령 추종성을 확인하였으며, 특히 슬라이딩 모드 제어기법의 적용결과 시스템 파라메터의 변동 및 외란의 영향에도 좋은 제어결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 1축 선회제어 결과를 확장하여 임의의 3축 선회기동을 수행할 수 있는 슬라이딩 모드 제어기를 설계하였다. 3축 선회기동 제어를 위해 쿼터니언을 이용하여 비행체의 자세를 결정하였고, 3개의 축 각각에 대해 설계된 슬라이딩 평면으로부터 선회기동시 발생하는 각 축간의 커플링 효과를 고려하여 제어기를 설계하였다. 설계된 제어기는 효과적인 3축 선회기동을 수행할 수 있음을 수치 시뮬레이션을 통해 보여주고 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권11호
• /
• pp.1073-1079
• /
• 2009

본 연구에서는 전진 비행하는 헬리콥터 로터 블레이드 표면의 압력장에 대한 공력 특성 분석 및 차수축소모델 구축을 위해 적합직교분해 (POD) 방법을 이용하였다. 에너지가 큰 특정 모드를 기반으로 전진 비행하는 비정상 로터 블레이드에 대한 공기역학적 특성을 분석하였으며, CFD 계산 결과의 검증을 위해 제자리비행에 대한 실험 결과와 비교하였다. 수렴속도를 향상시키기 위해 Multi-grid 기법을 사용하였으며, 회전하는 로터 블레이드 주위의 비정상 유동을 모사하기 위해 슬라이딩 격자를 이용하였다. 그 결과 240개의 Snapshot에 대해 에너지율 99% 이상을 포함하는 지배적인 POD 모드 7개가 선정되었으며, POD 모드와 전개 계수를 이용하여 차수축소모델을 성공적으로 구축하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권8호
• /
• pp.56-64
• /
• 2005

모형헬리콥터를 이용한 무인항공기 설계를 위해 비선형 형태의 수학적 모델이 선행되어야 한다. 모형헬리콥터는 실기 헬리콥터에 비해 회전수가 훨씬 높으며 따라서 동특성도 실물기에 비해 훨씬 빠르다는 차이점이 있다. 본 논문에서는 축소형 헬리콥터의 수학적 모델링에 필요한 정식화과정으로서 복잡성을 최소화하면서도 실제의 동특성에 잘 부합하도록 각 구성요소별로 계산한 후 전체로 합산하는 방법을 제시하였다. 제자리 비행과 전진비행에서 수치계산을 통해 트림 값들을 계산하고 제자리 비행조건에서 선형 시스템을 해석하여 모형헬리콥터의 비행모드를 분석하였다. 계산결과 일반적인 경향은 몇 가지 작은 부분 이외에는 대체로 다른 연구결과와 비슷하였다. 이 과정을 검증하기 위해서 비행시험을 수행하여 시스템식별에 의한 결과와 비교하는 연구가 후속 수행될 예정이다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.97-103
• /
• 2004

최근 비행선에 대한 관심이 높아지며 여러 분야의 연구가 진행되고 있지만 아직도 비행선의 비행 동특성에 대해 완전하게 정립된 이론은 없다. 또한 비행선은 질량에 비해 부피의 비가 매우 크고 추진력이 다른 비행체에 비해 상대적으로 작으므로 동적 반응이 느리다. 또한 외부 영향 (기상 상태)에 대한 민감성이 높기 때문에 시험을 통한 자료의 획득에도 많은 어려움이었다. 본 논문에서는 시험 비행을 통해 비행선의 동역학 방정식과 공력 데이터, 그리고 제어 특성을 결정짓는 각 조종면의 특성을 파악하여 동일 제어 조건에서 시뮬레이션 데이터와 비교하여 본 논문에 적용된 동역학 모델의 타당성을 검증하였다. 외란이 작용하는 경우, 고속 비행과 저속 비행에서의 시험을 통해 통일한 외란에 대해서도 저속에서는 측풍의 효과가 고속일 때보다 두드러지게 크게 나타남을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.22-31
• /
• 2005

본 연구에서는 회전익 항공기의 수직 이/착륙 성능과 고정익 항공기의 고속/고효율 순항 비행 성능을 모두 가지는 Canard Rotor/Wing 항공기 최적 형상설계를 수행하였다. CRW 항공기의 특징인 로터/날개 가변 방식과 로터 회전 시 팁 제트를 통하여 회전력을 얻는 점 때문에 기존의 회전익 또는 고정익 사이징 프로그램만으로는 바로 적용이 어렵고 Reaction Driven 로터에 대한 해석 모듈의 추가와 회전익/고정익 비행 모드 해석이 혼합되어야 한다. 따라서 기존의 사이징 프로그램을 바탕으로 로터 성능, 덕트 유동, 엔진 유동 해석 코드를 연결하여 Reaction Driven 로터 성능 해석이 가능하게 하였으며, 비행체 외형상 특징과 임무별 비행특징이 반영되도록 사이징 프로그램을 개발하였다. 1500 lbs급 소형 무인기에 대하여 비행체 사이징을 수행하고 성능에 크게 영향을 미치는 설계변수를 파악하여 최적화 문제를 구성하였고 전역적 최적화 기법을 이용하여 최소 중량을 가지는 CRW 항공기의 최적형상을 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.95-102
• /
• 2004

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.83-91
• /
• 2006

현대의 고성능 전투기는 공력성능 및 조종성능의 향상을 위하여 대부분 세로축 방향으로 항공기를 불안정하게 설계하는 정안정성 완화 개념을 채택하고 있다. 비행제어법칙의 설계 작업은 불안정하게 설계된 항공기에 안정성을 부여하고, 주어진 비행임무에 대하여 만족스런 조종성능을 발휘할 수 있도록 비행성능을 조작하는 일련의 과정이다. 세로축 무게중심은 무장형상, 연료상태 및 착륙장치의 위치에 영향을 받으며 항공기 안정성에 많은 영향을 미친다. 따라서 무게중심의 이동은 세로축 안정도 여유에 영향을 미친다. 본 논문에서는 운용 시에 발생 가능한 최대 후방 무게중심에 대해 항공기 안정성을 해석하였고, 비행시험을 통해 최종적으로 검증하였다. 선형해석 항목은 세로축 단주기 모드 특성 및 안정도 여유에 관하여 행하였으며, 비선형 해석 항목은 단주기 모드를 해석하기 위해 세로축 가진 입력에 대한 항공기 응답특성을 분석하였다. 또한, 최대 후방 무게중심에서 수행된 고받음각 비행시험 자료를 제시함으로써 T-50 고등훈련기의 비행 안정성을 제시하였다.

• 시스템엔지니어링워크숍
• /
• 통권4호
• /
• pp.101-104
• /
• 2004