• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.1011-1018
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• 2021

본 연구에서는 회전익기 통합해석 코드인 CAMRAD II를 이용하여 동축 동회전 로터(적층 로터)의 모델링과 제자리 비행 성능해석을 수행하였다. 본 연구는 주요 설계 변수인 방위각 위상차와 상/하단 로터 사이의 간격을 적절히 고려하여 동축 동회전 로터를 모델링하였으며, 기존 동축 반전 로터의 상단 로터의 토크 값을 동축 동회전 로터의 트림 목표 값으로 이용한 트림 기법 및 동축 반전 로터의 전체 추력 값을 트림 목표 값으로 이용한 트림 기법에서 제자리 비행 성능해석을 각각 수행하였다. 토크 트림 기법을 이용하였을 시 전체 로터의 추력은 -10°의 방위각 위상차에서 1.84% 최대화되었고, 추력 트림 기법을 적용하였을 때에는 전체 로터의 동력은 20°의 방위각 위상차에서 4.53%만큼 최소화되었다. 본 연구를 통하여 전기동력 수직 이착륙기에서 활용될 수 있는 동축 동회전 로터의 제자리 비행 성능이 방위각 위상차의 값에 따라 변화될 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권9호
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• pp.599-608
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• 2022

로터 시스템을 사용하는 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)는 이착륙 시 버티포트(Vertiport)에서 지면 효과를 경험하게 된다. UAM의 안전한 운용을 위해서는 지면 효과가 비행체의 공력성능에 미치는 영향성이 선행적으로 분석되어야 한다. 본 연구에서는 Lattice Boltzmann Method (LBM)를 적용하여지면 효과가 동축 반전 프로펠러를 장착한 쿼드콥터 형상 전기동력 수직이착륙기 전기체의 공력성능 및 후류 구조에 미치는 영향을 분석하였다. 동축 반전 프로펠러 시스템의 상하부 프로펠러에서 지면 효과 영향성은 상이하게 관찰되었다. 지면과의 이격 거리가 변화하더라도 상부 프로펠러의 성능에는 큰 변화가 없었지만, 지면과 가까워질수록 하부 프로펠러에서는 평균 추력과 토크 값이 크게 증가하였다. 또한 이격 거리가 감소함에 따라 추력 변동의 진폭이 증가하는 경향성이 나타났다. 지면 효과에 의해 프로펠러 후류는 하류 방향으로 충분히 전파되지 못하고 지면을 따라 발달한 Outwash 흐름에 의해 확산되었다. 프로펠러 시스템 사이에서 지면 확산 유동이 충돌하는 분수 와류(Fountain Vortex)의 형성을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.436-441
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• 2024

도심항공교통(UAM)은 전기동력 수직이착륙기(eVTOL)를 활용하여 도심 지역에서 승객 및 화물을 운송하는 혁신적인 항공교통관리 시스템으로, 회랑은 비행체가 운항하는 네트워크이자 협력적으로 관리해야 하는 공역으로 정의할 수 있다. UAM의 안정적 운용을 위해서는 전략적 분리 기법과 함께 협력적 의사결정체계(CDM)를 통한 이해관계자 간의 협력과 조정이 필수적이다. 본 연구는 전통적인 항공교통흐름관리에서 적용하는 CDM의 시간 기반 마일스톤을 UAM 체계에 적용하여 안전한 교통량 보장과 최적의 항공교통흐름을 확보하는 방안을 검토하였다. 교통흐름관리를 위해 마일스톤 시간정보는 UAM 이동 상태에 따라 총 13개 주요 마일스톤 시간정보로 구분하였고, 각 시간정보를 제공하는 공유 주체와 마일스톤 흐름을 정의하였다. UAM의 교통량과 수용량 균형을 위해 협력적 의사결정체계(CDM)의 필요성을 강조하며, 이를 통해 이해관계자 간의 마일스톤 정보 공유와 관리는 UAM 기체의 출발 흐름 개선과 운영 효율성 향상에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권8호
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• pp.583-590
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• 2022

본 논문에서는 UAM의 다학제 설계 프레임워크 MADAM (Multidisciplinary Analysis Design for Advanced Mobility)을 소개한다. UAM의 실제 운영에서는 항공기 성능뿐 아니라 서비스의 수요와 비용 그리고 운항 시나리오까지 서로 상관관계가 있다. 따라서 다학제를 종합적으로 고려하는 프레임워크는 필수적이다. 본 연구에서는 다학제 설계 프레임워크 MADAM을 개발하였고 이를 소개한다. 프레임워크를 이용한 서울 지역에서 김포-삼성 UAM 노선의 수요 및 비용분석을 예시 결과로 제시하였다. 높은 비용을 요구하는 주요 요소들의 연도별 양상 변화를 적용하여 35년에는 7만 6천원 가장 높은 총이익을 도출하는 티켓 가격으로 계산이 되었다.