금융위기에 따른 경기침체로 위축되었던 항공운항시장은 빠르게 회복되고 있으며, 국제유가 급등에 따른 영향으로 구형항공기의 퇴역 및 신형항공기로의 교체가 활발히 이루어지고 있다. 2010년의 항공기 순 주문대수는 2009년과 비교하여 감소하였으나 수주잔량은 역대 최고수준을 기록하고 있어, 민간항공기 시장의 호황은 앞으로도 한동안 이어질 것으로 예상되고 있다. 이러한 시장 성장은 100~200인승 급의 단일 통로기가 선도하고 있으며, Airbus, Boeing의 기존 제작업체의 신규 항공기 개발과 Bombardier 및 중국, 러시아 등의 신규 업체에서도 시장에 새로이 진입하기 위해 노력하고 있다. 이러한 신형기체 수요의 증가와 기존 기체의 퇴역은 기존 기체에 대한 MRO 및 임대 시장을 위축을 가져오고 있으며, 국제 유가 불안과 경쟁심화에 따른 고효율 신형항공기에 대한 선호는 더욱 강조되고 있는 상황이다. 향후 20여 년간의 시장 전망을 살펴보면, 신흥시장의 성장과 기존 시장의 회복에 따라 견고한 성장세를 이어갈 것으로 예상된다.
연료전지는 소음이 낮고$CO_2$ 배출이 없는 친환경적 특성을 기반으로 항공기 추진시스템에 적용되고 있으며, 현재 연료전지를 탑재한 여러 종류의 무인항공기와 소형 유인항공기 개발이 진행되고 있다. 항공기용 연료전지는 대표적으로 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)방식과 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell) 방식으로 분류되며, 항공기의 임무 및 운용조건에 적합한 연료전지 시스템이 개발되고 있다. 무인항공기의 경우 대부분 PEM 연료전지 기술을 기반으로 군용 또는 상용으로 활용할 수 있는 다양한 형태와 크기의 항공기가 개발되고 있으며, 시스템의 안정성과 운용시간이 더욱 향상될 것이다. 소형 유인항공기에서는 추진시스템을 연료전지로 대체하기 위한 많은 연구가 수행되고 있으며, 또한 대형 상용 항공기의 보조동력장치(APU)에 연료전지를 적용하여 성능을 높이기 위한 개발이 진행되고 있다. 향후, 연료전지항공기는 연료전지의 전력밀도 증가와 더불어 신뢰성과 효율을 더욱 향상시킬 것으로 기대된다.
상용 프로그램 MSC/NASTRAN의 FlightLoad를 사용하여 고세장비 유연날개 항공기의 하중해석을 수행하였다. 풍동시험 결과를 이용하여 공력모델을 보정하고, 항공기의 모든 기동조건을 묘사하기 위한 트림조건을 정립하였다. 또한 항공기 중량 모델링, 설계 임계조건 판단 및 해석용 하중카드 생성 등 모든 업무를 자동으로 생성할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 이러한 기법과 프로그램을 이용하여 효율적인 항공기 개발을 위한 비행하중해석 절차를 수립하였다.
자연대기 전기의 항공기에 대한 상호 작용은 비행안전 상에 많은 문제를 초래하고 있다. 상용 항공기는 년간 1회 이상의 낙뢰를 맞는 것으로 보고되고 있으며 낙뢰는 항공기의 운항안전에 큰 위협이 되고 있다. 낙뢰 유도 전압은 항공기 전기․전자장비의 기능 장애 또는 손상을 가져다 주는 데 이것을 낙뢰의 간접영향이라 한다. 이러한 항공기의 낙뢰 간접영향으로부터 항공전자장비를 보호하기 위해서는 항공기에 대한 낙뢰의 영향과 항공기 내부 시스템을 분석하고 해당 부품에 대한 위협 내용에 대한 보호 설계를 통해 달성한다.
세계 상업용 항공기 생산의 양대 산맥을 이루는 보잉과 에어버스는 해마다 세계 항공여행 수요를 분석하고 이를 바탕으로 향후 20년을 전망하는 여객기와 화물기의 수요분석 자료를 발간하고 있다. 다음은 보잉의 Current Market Outlook 2002와 에어버스의 Global Market Forecast 2001~2002를 통해 양사의 항공기 수요전망과 시장전략을 비교해 본다.
최근에 개발된 소형제트기는 조종사의 피로경감과 더불어 비행안전성 제고를 위하여 자동비행시스템이 필수적인 요소로 인식되고 있다. 또한, 소형항공기의 항공전자시스템은 집중화된 다중프로세서(centralized multi-processor)와 다중연산 계산구조(multi-process computing architectures)로서 B-777의 Integrated Modular Avionics와 유사한 시스템을 장착하는 추세이다. 이러한 소형항공기 시스템 변화는 고전적 비행방식인 조종사 중심의 비행방식에서 자동비행제어시스템(AFCS) 중심의 비행방식으로의 변화를 야기하였으며 자동 비행제어시스템의 비중은 보다 더 증가하고 있다. 이에 본 논문에서는 상용 소형항공기용 자동비행장치(Autopilot)에 대한 HILS를 구성하여 성능을 검증하였다. 또한, 현재 개발하고 있는 FBW용 FCC(Flight Control Computer)에 탑재될 자동비행 알고리듬에 대한 성능을 PILS를 통하여 확인하였고, 상용 Autopilot에 대한 HILS 결과와 같은 조건에서 비교하여 그 성능을 검증하였다.
소형무인항공기의 경우 유효탑재하중의 여유가 많지 않기 때문에 AHRS의 소형화가 필요하다. 본 논문에서는 소형무인항공기를 위해 소형, 경량으로 설계 제작한 AHRS의 성능을 가속도 외란이 적은 환경에서 시험하고 평가하였다. 센서는 저가의 MEMS 제품을 사용했으며 자세 보정을 위해 가속도계와 지자기계가 같이 사용되었다. 자세계산에는 특이점이 존재하지 않고 비교적 계산이 간단한 쿼터니언을 사용했으며 자세 보정 알고리듬에는 칼만필터가 사용되었다. 본 논문에서는 소형무인항공기에 성공적으로 적용된 사례가 있는 상용 항법장치와의 비교를 통해 설계된 AHRS의 성능시험을 진행하였다. 설계된 AHRS의 자세 데이터가 상용 항법장치와 수직축 $0.5^{\circ}$이내, 수평축 $1.5^{\circ}$ 이내로 허용 가능한 차이를 가지는 것을 보였으며, 본 시험환경 내에서 소형무인항공기제어에 적합한 자세각 출력을 내는 것을 확인하였다.
정부에서 제시하고 있는 항공레저산업의 활성화를 위해서는 전국에 경비행장을 많이 건설하여 운영할 수 있는 인프라를 제공해야 하지만, 현실적으로 개발이 된 곳은 많지 않다. 그래서 경항공기, 경량항공기 및 초경량비행장치 관련 지속적인 수요 증가에 대비하고, 경항공기, 경량항공기 및 초경량비행장치 산업 활성화를 위한 "경(소형)비행장 개발의 표준화"를 통한 개발 방안에 대하여 생각해보고, 그 사례로 경남 사천 지역의 사천 송포 미래창조 첨단산업단지 조성 사업을 하면서 경비행장을 건설을 계획하고 있어 "경비행장 개발의 표준화"에 객관적인 연구에 의거 그 입지선정 타당성을 검토해보고자 한다.
시장성 측면에서 "기술전쟁"의 승자는 국가산업의 품질보증능력에서 누가 우위를 점하는냐에 달려 있습니다 또한 항공기 생산시 적용해야 되는 품질보증업무의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않는데, 왜냐하면 항공기 품질은 사고와 직결되며 항공전력증강이나 국내 항공산업 육성에도 중요한 요소로 작용하기 때문입니다 이러한 측면에서 IQUE 제도 도입을 통한, 생산공정 개선으로 불량률 감소 및 신뢰성을 확보하여, 항공분야 품질보증업무의 획기적인 발전을 기대할 수 있습니다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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