• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.72-79
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• 2021

본 연구에서는 신개념 항공교통수단으로 활용될 자율비행 개인항공기 개발의 일환으로 자율비행 개인항공기 주익조립체의 등가모델을 생성한 후 고유모드 해석을 통해 생성된 등가모델의 신뢰성을 검증하였다. 주익조립체는 주익, 안쪽파드, 바깥쪽 파드로 구성되어 있다. 먼저, 각 부품의 등가모델을 생성하기 위해서 해당 부품을 몇 개의 구역으로 분할하고, 각 구역의 양 끝단에 등가모델 축상에 놓이는 절점들을 생성하였다. 그리고, 단위하중과 단위모멘트을 부과한 정적해석을 통해 변형량 또는 회전량을 계산하고, 빔 이론식을 적용하여 각 부품들의 등가 축강성, 굽힘강성, 비틀림강성을 계산하였다. 그리고, 각 구역 중앙에 집중질량을 생성하여 질량과 관성모멘트 정보를 입력하고, 빔 요소를 사용하여 등가모델을 생성하였다. 최종적으로 상세모델의 모드해석 결과와의 비교를 통해 생성된 등가모델의 신뢰성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권2호
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• pp.107-120
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• 2021

전기동력 분산추진 비행체는 다수의 프로펠러로 인하여 복잡한 프로펠러 후류 유동 및 기체와의 상호간섭이 발생한다. 이에 따라 초기설계 단계에서는 다양한 형상과 비행 조건에 대하여 프로펠러 구동 효과를 반영한 신속 공력 및 하중 해석이 요구된다. 본 연구에서는 프로펠러 효과를 고려할 수 있는 패널 기반의 효율적인 공력해석 기법을 개발, 검증하였다. Actuator Disk Theory(ADT)에 기반하여 프로펠러 후류 영역의 유도 속도장을 계산하고, 이를 3차원 정상 용출-중첩 패널기법의 비행체 표면 경계조건에 반영하였다. 한국항공우주연구원의 Quad Tilt Propeller(QTP) 비행체 단독 프로펠러와 선행 실험 연구의 프로펠러-날개 형상을 벤치마크 문제로 선정하여 해석을 수행하였다. Actuator 기법 기반의 전산유체역학(CFD) 결과와의 비교를 통해 프로펠러의 후류 속도장과 프로펠러 구동에 따른 날개의 공력하중 분포 변화를 검증하였다. 자율비행 개인용 항공기(Optional Piloted PAV, OPPAV)와 QTP 공력해석에 기법을 적용하고, CFD와의 해석 소요 시간 및 결과 비교, 분석을 통해 기법의 실용성과 타당성을 확인하였다.

• 감성과학
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• 제25권1호
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• pp.3-20
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• 2022

최근 도심항공모빌리티(UAM) 상용화에 앞서 도심 내 항공 교통수단 관련 산업에 대한 연구개발 중요성이 급격히 증가하고 있다. 도심항공모빌리티(UAM) 환경을 조성하기 위해서 핵심 항공 이동 수단 비행체인 개인용 항공기(PAV) 기체에 관한 연구가 수행되고 있으나, 탑승자 관점의 연구가 상대적으로 부족한 상황이다. 특히 PAV는 탑승자의 새로운 생활공간으로 활용될 것으로 예상되기 때문에 탑승자의 실내행위를 지원하는 실내공간 설계를 위해서는 PAV 기체에서 발생하는 물리적 요소가 인체에 미치는 영향에 관한 연구가 필수적으로 이루어져야 한다. 이에 본 연구의 목적은 PAV의 공중 운항 특성으로 인해 인체에 영향을 주는 제약 요소를 도출하고, 이러한 제약 요소가 실내행위를 수행하는 탑승자 인체에 미치는 영향을 파악하는 것이다. 본 연구 결과, 항공 이동 수단 비행 기체 PAV는 4,000ft 이하에서 운항해야 하는 기준에 따라, 운항고도에 따른 제약 요소는 소음, 진동, 저주파 운동에 의한 멀미로 나타났다. 이러한 제약 요소가 실내행위에 영향을 미친다는 관점에서 PAV에서 행할 수 있는 실내행위를 자율주행 자동차, 비행기, PAV 컨셉 사례를 활용하여 도출하고 인체에 미치는 영향과 수준을 고려하여 실내행위 지원을 위한 제약 요소 권장기준을 설정하였다. 또한 실내행위 지원을 위한 제약 요소의 인체 영향 수준을 감소시키기 위해서는 시트의 형태 및 내장기능(진동 저감 기능, 온도조절, LED조명 등), 개인 좌석별 지향성 스피커를 활용한 외부소음 감소, 소음과 진동 감소를 위한 내장재 등을 실내공간 설계에 반영해야 함을 제시하였다. 본 연구는 PAV 실내행위에 영향을 주는 제약 요소를 도출하였고, 인체에 미치는 영향 수준을 확인하였으며, 추후 PAV 실내 설계 시 기초자료로써 활용할 수 있다는 점에서 의미가 있다.