FAR 23, AC 23-8, 그리고 Order 8110.7을 이용하여 경비행기의 비행 시험 절차에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 창공-91의 비행 시험을 통한 경험을 바탕으로 형식증명을 위한 주요 절차에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 소형 비행기의 제작자, 항공관련 기술자, 비행 시험 기술자, 비행 시험 조종사, 그리고 관련 정부 관계자들에게 비행 시험에 관련된 기준을 이해하도록 하기 위해 수행된 연구이다. 본 연구에서 비행 시험 방법과 절차는 주로 소형 비행기의 형식증명에 관련된 것으로 관련자들에게 큰 도움이 될 것이다.
헬기의 개발 과정은 설계, 제작 및 시험평가로 구분될 수 있으며, 시험평가는 구성품 시험, Rig 시험, 체계 지상시험 및 비행시험의 순서로 단계적으로 수행된다. 지상시험이 종료되고 최초 비행에 앞서, 비행 안전성을 담보하기 위해 미군사규격은 50시간 비행전 수락시험을 요구하고 있다. 비행전 수락시험은 헬기를 지상결박하여 가혹한 하중을 부과하는 시험으로서, 이의 수행을 위해서는 헬기 시제기와 유사한 별도의 지상 시험 시제기가 필요하며, 많은 비용과 기간이 소요되는 시험이다. KUH의 경우 국내 개발 환경을 고려하여 미군사규격의 요구도를 변형 후 수행하였으며, 본 논문은 KUH 비행전 수락시험의 절차 및 결과를 통하여 헬기 개발 환경에 따른 적절한 비행전 수락시험 수행 방안을 제시하고자 한다.
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.
본 연구는 창공-91 항공기의 비행 시험의 일환으로 수행된 것으로, 항공기의 이 착륙 성능 측정을 위한 비행 시험의 절차와 사용된 방법, 자료 처리 절차 그리고 비행 시험 결과에 대해 기술하였다. 본 비행 시험은 FAR 부속서인 Advisory Circular 23-8A 의 비행 시험 절차에 따라 수행되었으며, 측정된 자료를 분석한 결과 설계시에 결정된 창공-91의 성능 자료를 만족함을 보였다.
비행시험 자료 가시화 기능은 비행시험 이후 비행체의 시험 절차 및 현상을 이해하는데 많은 도움이 된다. FlyingView는 비행시험 자료를 활용하여 3차원 가상환경 기반으로 비행체의 비행화면을 전시할 수 있으며, 동시에 자료 분석을 위한 X-Y 그래프를 전시할 수 있도록 개발되었다. 본 프로그램은 국방과학연구소의 공대지 무장 비행시험에 적용하여 활용하였다. 본 논문에서는 FlyingView의 기능과 향후 개발계획에 대해서 기술하고 있다.
항공기를 개발하는데 있어 형상 결정과 요구도 입증은 주로 비행시험 결과에 의존한다. 비행시험은 많은 시간과 비용을 요구하므로 비행시험 계획을 체계적으로 수립하고 분석함으로써 비용절감과 일정단축에 기여할 수 있다. 본 논문에서는 한국형 기동헬기에 적용된 진동 비행시험 사례를 적용하여 비행시험 계획을 체계적으로 수립하고 분석할 수 있는 방안을 제시하였다. 본 논문에서는 주요 부위에서 측정한 진동수준 값을 가지고 종합적인 진동수준 만족도를 하나의 수치로 나타내기 위하여 호감도 함수를 채택하고 진동수준의 측정을 위한 비행시험을 체계적으로 수행하기 위하여 실험계획법의 하나인 부분요인배치법을 사용하였다. 또한 비행시험을 단계적으로 수행하여 비행시험 횟수를 더욱 줄일 수 있는 방법을 제시하였다.
스마트무인기의 비행시험에 앞서 비행제어시스템을 포함한 전체 무인기 체계의 건전성을 검증하기위한 지상통합시험을 수행하였다. 지상통합시험은 비행체 인터페이스 시험, 비행체 HILS시험, 지상파워시험, 4자유도 치구시험, 안전줄 호버시험 순서로 진행되었으며, 각각의 시험을 통해 전체 무인기 시스템의 안전성을 입증하였다. 본 논문에서는 국내 최초로 개발된 틸트로터인 스마트무인기의 지상시험 절차와 각 시험에서 획득한 데이터 분석결과를 제시하였다. 지상시험 결과 비행제어시스템의 안전성이 충분히 입증되었으며, 비행시험이 수행가능하다고 판단되었다.
본 논문에서는 한국형 기동헬기의 계기비행 인증절차 및 주요 비행시험 결과를 제시하였다. 한국형 기동헬기의 계기비행 인증을 위해 장착된 계기 및 장비의 적합성을 검토하였으며, 지상 및 비행시험을 통해 검증하였다. 아울러 항공기가 충분한 종축, 횡축 및 방향축에 대한 정안정성 및 동안정성을 보유하고 있는지를 확인하기 위해 FAR-29 Appendix B에 따라 시험을 실시하였다. 정안정성은 주로 조종입력에 대한 항공기의 속도 및 자세 변화를 통해 판단하였으며, 동안정성은 장주기 및 단주기 입력 후 항공기 거동이 얼마나 빨리 수렴하는지를 통해 평가하였다. 조종사의 임무부하 평가는 IMC 모사 비행시험을 통해 이뤄졌다. 본 논문에서는 항공기가 정상적인 상황뿐만 아니라 비행조종, 엔진 및 계기 등에 고장이 발생한 상황에 대한 임무부하 평가결과도 함께 제시하였다. IMC 모사 비행시험이 완료된 이후에는 실제 IMC 환경에서 항공관제에 맞춰 실제 계기비행시험을 실시하였다.
고흥 항공센터에 2019년(예정) 신규 활주로가 설치되고, 비행시험 관련 시설, 장비들을 단계적으로 구축하여 국가 비행종합성능시험장으로 운영할 예정이다. 국가 비행종합시험장은 공항이 아닌 비행장으로 운영할 예정이다. 비행장에는 특별히 정하는 운영규정이 없는 실정이다. 그러나 특수한 목적으로 신설되는 국가 비행종합성능시험장을 보다 안전하고 효율적으로 운영할 수 있도록 관련법규와 국내 공항 및 비행장 운영관리 현황 조사, 해외의 비행장 운영관련 법규와 운영실태 조사, 해외 항공 전문가 자문 및 출장을 통하여 향후 국내 관련법규 제정 및 비행종합시험장 운영 시 활용할 수 있도록 지침을 제시하였다.
FAA AC 120-63 등급 C 또는 FTD 등급 5에 규정된 헬리콥터 모의 비행 훈련장치에 사용될 단일 로터 회전익기의 수학적 모델에 대해 고찰하였다. 선정된 비행 운동 모델의 비행 운동 성능 평가를 통해서 그 유용성을 파악하였다. 이로부터 훈련은 물론 조종 성능시험이 가능한 비행 훈련장치 개발을 통해서 헬리콥터 비행성 평가를 위한 모의 비행 시험환경을 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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