• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
• /
• pp.55-57
• /
• 2020

최근 항공기 분야에서는 기존 내연기관이 아닌 배터리를 이용한 전기 추진 방식(Electric Propulsion)에 대한 연구가 활발하다. 특히 완전 전기 추진 시스템에서는 모든 전력을 배터리로부터 입력받는다. 배터리는 잔존용량에 따라 배터리의 출력전압의 크기가 변하는 특성을 갖는다. 이러한 특성은 전동기 상전류의전고조파 왜율(THD)에 영향을 준다. 본 논문에서는 배터리 잔존용량에 따른 상전류 맥동을 분석하였고, 배터리 동작 특성에 맞추어 상전류 THD 조건을 만족하고 최대 효율로 인버터를 동작하기 위한 스위칭 주파수 선정 알고리즘을 제안하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.58-63
• /
• 2009

세계적으로 강화되는 오염물질 배출규제와 유가의 급등은 미래 수송수단의 변화를 가져올 것으로 예상된다. 새로운 대체에너지가 나타나기 까지는 화석연료를 대체할 에너지원으로 수소가 가장 유력하다. 가까운 미래의 항공기는 수소 가스터빈엔진이나 연료전지와 같은 동력장치를 사용할 것으로 과학자들은 예측하고 있다. 향후 연료전지 동력 항공기가 실현되기 위해서는 동력밀도가 높은 연료전지, 고압의 기체 또는 액체상태의 수소연료저장 장치, 그리고 경량의 고효율 전기모터가 개발되어야 한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제40권7호
• /
• pp.590-600
• /
• 2012

본 논문에서는 태양전지나 연료전지와 같은 전기 에너지원을 사용하는 항공기에 적용할 수 있는 일반화된 사이징 방법에 대해 연구를 수행하였다. 다중 추진 시스템이나 에너지원이 사용되는 경우를 고려하여 다중 동력경로를 모델링하였고 소모성 에너지와 비소모성 에너지 중량을 각 임무 단계의 중량변화 계산에 반영하였다. 구속조건의 분석에서 기존의 추력 대 중량비 대신 동력 대 중량비를 선택하여 동력 균형 및 에너지 균형의 사이징 과정에 사용하였다.

• 융복합기술연구소 논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.25-30
• /
• 2022

도심항공교통은 다수의 전기추진 수직이착륙 항공기가 이착륙 가능한 버티포트가 필요하다. 빌딩풍은 고층건물 주변부에서 발생하는 강풍으로 항공기 이착륙과정에서 항공기의 비행 안전성을 크게 훼손시킬수 있다. 본 연구에서는 항공기 이착륙시 발생할 비행안정성 분석을 위하여 먼저 빌딩풍 주변의 유동특성을 분석하는 연구를 수행하였다. 유동해석은 상용CFD 소프트웨어인 SimericsMP를 사용하였으며, 난류 모델은 k-ε RNG 모델을 사용하였다. 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 CAARC 빌딩모델의 표면 압력 계산결과를 풍동시험 결과와 비교⋅검증하였다. 두 개의 고충빌딩이 있는 상황을 가정한 후, 빌딩풍이 빌딩 주변부의 속도분포 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 두 개의 고층 건물 사이의 거리가 증가하는 경우 와들 사이의 상호작용이 감소하는 것을 확인했다. 향후 본 연구를 확장하여 다양한 형상의 고충건물이 밀집해 있는 도심지역에 대한 유동해석 연구를 진행하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
• /
• pp.908-909
• /
• 2015

본 논문은 항공기 추진용 전동기에 대한 논문으로 전동기 내부에 블레이드가 삽입되는 특징으로 인해 매우 얇은 요크폭과 항공기 시스템 효율을 위해 가볍게 설계해야 한다는 점을 제약조건으로 갖는 Ring-type PMSM 설계에 관한 논문이다. 본 논문에 언급되는 전동기의 경우 내부에 삽입되는 블레이드로 인해 내부 요크 폭이 매우 얇다는 제약조건에서 어떠한 전동기 타입이 적절한지 검토하였고, 네오디움(NdFeB) 자석을 사용하여 높은 자속밀도로 고출력을 얻는 동시에 높은 도전율과 얇고 넓은 자석 형상에 따라 발생하는 손실을 저감하기 위한 설계를 진행하였고 유한요소해석을 통해 감자를 고려하여 전자기적 성능을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.49-57
• /
• 2020

기존의 전기 모터는 큰 중량과 부피의 단점으로 항공기 적용에 적합하지 않다. 고온 초전도 (High-Temperature Superconducting: HTS) 모터는 전류 밀도와 자기장 밀도가 높으며 손실이 적어 일반 전기모터와 비교하여 크기와 무게를 크게 줄일 수 있다. 본 논문은 미래 항공기 전기 추진용 HTS 모터의 개념 설계 및 해석 결과를 제시한다. 회전속도가 7,200 RPM인 2.5 MW 용량의 HTS 모터를 설계하고 무게 대비 출력 비(kW/kg)를 분석하였다. HTS 모터 계자코일 (Field Coil)의 운전온도는 LH₂ (Liquid Hydrogen) 냉각을 고려하여 20K을 선정하였다. 고정자 권선 (Stator Winding)은 다상 구성 (Multi-Phase Configuration)으로 연결하였고 와전류 (Eddy Current) 손실을 최소화하기 위해 Litz 선을 사용하였다. 결과적으로 모터의 무게 대비 출력 비는 약 18.67 kW/kg으로 기존 모터보다 훨씬 높음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.183-186
• /
• 2011

본 논문에서는 전기동력 추진기관을 사용하는 비행체의 추진시스템에 대하여 분석하고, 무게분석을 통하여 PAV의 전기동력시스템을 살펴보았다. 현재 1,000 kg의 PAV를 개발할 경우 PEMFC와 리튬전지를 조합한 추진기관이 내연기관을 대체할 수 있을 것으로 예상된다. 내연기관을 대체하기 위해서는 연료전지 출력밀도 2.5 kW/kg, 배터리 에너지밀도 0.75 kWh/kg 이상의 성능이 요구된다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1-8
• /
• 2010

본 논문에서는 PAV에 쓰이는 전기추진 시스템에 대해서 기술하고 동력시스템에 대한 분석, 무게산정을 통하여 PAV 추진시스템으로서의 전기추진시스템을 살펴보았다. 연료전지와 배터리를 같이 사용 하는 전기추진의 경우 아직은 내연기관만큼 성능을 내진 못하지만 에너지 밀도가 약 0.75 kW$^*$hr/kg, 출력밀도는 약 2.5 kW/kg 정도까지 성능이 나온다면 기존의 내연기관을 대체할 수 있을 것으로 예상된다. 연료전지와 배터리 등을 이용한 친환경적인 전기추진 방식은 요즘 주된 관심사인 소음 공해 문제를 해결할 수 있는 훌륭한 해결책이 될 수 있을 것이라 생각된다.

• 항공우주산업기술동향
• /
• 제6권1호
• /
• pp.35-43
• /
• 2008

소형항공기에 장착되는 추진기관의 기술동향을 조사하고 검토하였다. 현재 소형항공기 시장은 피스톤 엔진과 터보프롭, 터보팬엔진이 대부분의 시장을 점유하고 있으며, 지속적으로 기술개발이 진행되고 있다. 피스톤엔진의 경우, 기존의 가솔린엔진 외에 디젤엔진이 새롭게 부각되고 있다.디젤엔진은 상대적으로 비용이 낮고 구입이 용이한 연료(Jet A)를 사용하는 장점을 토대로 소형항공기 시장 수요가 증가하고 있으며, 신뢰성과 효율을 높인 새로운 엔진들이 개발되고 있다. 가스터빈엔진의 경우, 새롭게 떠오르고 있는 VLJ 시장 수요를 겨냥한 소형 터보팬엔진 사용이 증가하고 있으며, 향후 수요가 급격히 증가할 것으로 예상된다. 한편, 최근의 고유가 상황 및 환경 영향성을 고려하여 기존의 화석연료를 사용하지 않는 전기추진방식 도 개발되고 있다. 향후 소형항공기 추진기관은 더욱 높은 신뢰성과 안전성을 토대로, 성능과 효율 향상은 물론 친환경적인 특성을 갖도록 개발될 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
• /
• pp.888-889
• /
• 2015

세계적으로 석유 연료를 대체할 에너지원인 전기에너지에 대한 관심이 높아지고 있고, 전기자동차 뿐만 아니라 항공기에 사용할 고출력 전동기에 관한 연구 및 개발이 진행되고 있다. 고출력 밀도를 갖는 전동기의 경우 방열설계가 잘되어 있지 않으면, 발열로 인한 전동기의 성능과 내구성 및 수명이 단축되게 된다. 본 논문에서는 소형 항공기의 이륙, 상승, 순항구간에 요구되는 출력특성을 만족하도록 설계된 전동기에 대해, 항공 운항 Mission Profile의 출력 및 시간변동에 따른 온도 특성을 분석해 보았다.