• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.738-746
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• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.164-170
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• 2007

본 논문에서는 근래에 들어 중/소형급 추진기관을 갖는 발사체의 추력벡터제어용 구동 장치시스템으로 적용 연구가 활발히 진행되고 여는 전기-기계식 구동장치시스템에 대한 설계 및 해석, 이에 기반을 둔 시제품 제작 및 시험 수행 결과를 기술하였다. 아울러 발사체 적용 추진기관 형상 및 규모를 기준으로 적합한 구동장치시스템의 원천동력 형상을 분류하였다. 국내에서 개발 중인 중/소형 추진기관 추력벡터제어용 구동장치시스템의 원천 동력은 배터리의 전기동력이며 이를 사용한 구동장치 형상은 전기-유압식과 전기-기계식으로 구분된다. 전기-기계식 형상이 전기-유압식 보다 작은 동력 변환 과정을 수행하기 때문에 원천동력 대비 구동기 출력동력의 비율을 나타내는 전효율이 우수한 것으로 분석되었다. 아울러 유사한 동력 규모와 기능을 갖는 구동장치시스템을 구성할 경우 전기-기계식 형상이 소요 부품의 수가 감소하여 중량 측면에서도 우위에 있음을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권10호
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• pp.911-920
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• 2016

발사체의 피치 및 요 축 자세제어를 위해 엔진의 연소 중 추력의 방향을 변화시키는 추력벡터제어를 많이 사용한다. 발사체의 추력벡터제어를 위한 구동장치로는 중량 대비 동력 효율이 좋은 유압식 구동장치를 보편적으로 사용하여 왔으나 요즘은 고효율의 전기모터 개발과 모터 제어 기법의 발전으로 상대적으로 규모가 작은 발사체의 추력벡터제어에는 전기기계식 구동장치시스템을 적용하는 연구를 많이 수행하고 있다. 본 논문에서는 한국형발사체 3단 엔진의 추력벡터제어를 위해 개발 중인 직구동 방식의 전기-기계식 구동기의 설계 내용 및 시제품 시험결과를 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권2호
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• pp.111-118
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• 2022

전기-기계식 구동기(EMA)는 전기 모터와 기계적 동력전달 요소를 결합한 것으로 설계 자유도와 유지보수 측면에서 도심 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 본 논문에서는 UAM의 로터 블레이드 피치각을 조종하는 EMA에 대한 연구 결과를 제시한다. 구동기는 역구동형 롤러 스크류를 기반하며, 2절 링크를 통하여 블레이드 피치각을 조종한다. 구동기만의 동역학과 이것을 포함한 블레이드 피치운동의 동역학 방정식을 유도하였다. 블레이드 피치 동역학 방정식의 경우 링크의 영향으로 등가 관성모멘트는 링크 각도에 따라 변한다. 넛트 운동의 관점과 블레이드 피치 운동의 관점에서 등가 관성모멘트의 변동을 분석·비교하는 과정을 제시하였다. 사례로 선정한 모델의 경우에 전자의 등가 관성모멘트 변동이 후자에 비하여 작았으며, 그래서 넛트 운동의 관점에서 유도한 모델이 제어기 설계에 적합하다고 판단한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.29-36
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• 2024

최근 도심항공모빌리티(Urban Air Moility, UAM)의 개념이 미래항공모빌리티(Advanced Air Mobility, AAM)으로 확장되면서 틸트로터형 수직 이착륙기에 관한 연구개발이 활발하다. 틸트로터의 경우 수직비행과 수평비행 사이에 천이비행을 하게 되는데 천이비행 구간의 비행 안정성을 확보하기 위해 블레이드 피치각 제어시스템을 활용할 수 있다. 또한 개별 블레이드 제어(Individual Blade Control, IBC)를 통하여 천이비행 구간 동안 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 전기-기계식 구동기 기반 블레이드 피치각 제어시스템의 개별 블레이드 제어를 위한 외란 관측기와 시간 지연제어기를 설계하고 수치 시뮬레이션을 통해 설계한 제어기들의 성능을 비교분석한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권4호
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• pp.328-341
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• 2017

발사체의 추력벡터제어를 위한 구동장치시스템에서 관성부하를 갖는 전기기계식 위치서보 시스템의 공진 특성과 유연한 기체구조체 지지부의 구조공진이 결합되어 합성공진이 발생한다. 이렇게 발생한 공진은 발사체의 자세제어시스템에 되먹임되어 자세안정성에 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 발사체의 추력벡터제어를 위한 직구동 방식의 전기기계식 구동장치의 합성공진을 해석하기 위한 모델을 소개하고 합성공진 현상을 저감하여 구동기의 동특성을 개선하는 동적 하중 되먹임 제어기법의 해석 및 시험 결과를 기술하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.129-137
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• 2022

최근 항공기용 구동기는 전기식 구동기의 높은 정밀도 및 유지관리의 용이성 등으로 인해 기존 유압 중심의 기계시스템에서 전기구동 중심(More/All Electric)으로 기술이 변화하고 있다. 따라서 항공기의 전기 전동기 고장은 치명적인 결함을 넘어 인명피해로도 이어질 수 있다. 전기 전동기의 고장진단은 항공기의 안전성을 보장하는데 필수적인 요소이다. 이에 따라 효율적이고 적절한 고장진단이 요구되며 이러한 고장진단 기술 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 전기 전동기 중 영구자석 동기전동기의 고장 유형과 고장진단 기술 동향에 대해 소개하고 분석한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.744-745
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• 2008

IT기기, 통신시기, 반도체 기기 등은 점점 더 고성능화되면서 속도도 빨라지고 기능도 추가되는 추세이다. 이러한 IT기기들은 속도와 더불어 열문제는 더욱더 크게 강조되고 있는 실정이며 개인용으로 많이 사용하고 있는 PC의 경우 더 이상 속도를 높이지 못하고 있는 실정이다. 이러한 열문제는 100W까지는 Heat pipe 등으로 냉각이 가능하였으나 거의 한계수준에 도달한 상황이다. 이러한 상황에서 일부 메니아들은 빠른 속도의 통신이나 작업을 위해서 수냉식 전용 냉각기를 설치하여 현재의 기능보다 더 좋은 환경에서 사용하고자 하고 있다. 본 연구에서는 수냉식 냉각기보다 더 큰 열용량을 가진 CPU의 냉각을 위해서 냉매 압축기를 적용하고자 하였으며 냉매 압축기에 사용하기 위한 선형압축기를 개발하고자 하였다. 즉 선형압축기에 의해서 압축된 냉매를 사용하여 CPU를 냉각하기 위해서 본 연구를 시작하였다. 본 연구에서는 선형전동기를 공진구동형 스프링을 장착하여 50-100Hz로 공진구동하는 액추에이터를 제작하여 그 특성을 알아보았다. 먼저 제자과정과 제작후 추력과 공진구동 설계 및 공진구동시 전기적, 기계적 특성변화를 확인하였으며 피스톤과 실린더 및 흡입밸브와 배기밸브 등을 장착하여 선형압축기로서 시운전까지 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.89-102
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• 2010

본 논문에서는 항공우주분야의 구동장치와 여러 산업분야에서 응용되고 있는 미래 지향적 구동기의 기술에 대한 사항과 발전방향에 대해 연구하였다. 특히, 항공기 비행조종면 구동장치의 경우 기존에는 기계식 링키지나 무게 대비 출력이 높은 유 공압 구동기가 많이 사용되었으나 최근에는 대부분의 항공기에서 사용 중인 Fly-By-Wire 시스템과 더 나아가 'More Electric', 'All Electric' 시스템으로의 변화가 이루어지고 있다. 전기식 유압구동기와 전기식 구동장치의 경우 효율이나 안전성 그리고 비용적인 측면에서 우수하기 때문에 근래에 지속적인 개발이 진행되고 있다. 또한, 최근에는 구동기의 무게와 정밀도 그리고 응답속도의 향상을 위해 신소재를 이용한 새로운 분야의 구동기들이 개발되고 있다. 따라서 본 연구를 통해서 차세대 항공우주분야 구동장치와 신개념 구동기들의 세부기술 및 발전방향을 제시하고자 한다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권6호
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• pp.86-94
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• 2011

In this paper, an electro hydraulic power steering system based on electro hydrostatic actuator (EHA) is proposed. A detailed steering model for the proposed electro hydraulic power steering system including mechanical and hydraulic subsystems is established. A conventional electro hydraulic power steering system is also modeled to evaluate the performance of the proposed power steering system such as responsiveness, assist force, command tracking and steering feel by computer simulation. From the computer simulation results, it is found that the proposed power steering system based on EHA has desirable performance.