• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2009

스마트무인기는 수직이착륙과 고속비행이 동시에 가능하도록 헬리콥터와 고정익 항공기 의 장점을 결합한 틸트로터 항공기이다. 현재 지상통합시험을 수행중이며, 4자유도 지상치구시험과 안전줄 호버시험을 거쳐 비행시험을 수행할 예정이다. 스마트무인기에 적용된 제어법칙을 검증하기 위해서 40%축소기를 개발하여 비행시험을 수행하였다. 비행시험결과 예측하기 어려웠던 틸트로터 항공기의 고유한 기술적인 문제점들이 발생하였으며, 이러한 문제점을 해결하여 전자동 비행시험을 완료하였다. 본 논문에서는 국내 최초로 수행된 축소형 틸트로터 항공기의 비행시험 과정 중에 발생한 주요한 문제점을 서술하고, 그 해결과정을 상세하게 기술하였다. 축소형 틸트로터 항공기의 전자동 비행시험 수행을 통해 경험한 시행착오와 개선사항은 향후 계획된 스마트 무인기의 실물기 비행시험을 성공할 수 있는 훌륭한 초석이 될 것이다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제5권1호
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• pp.75-92
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• 2007

2002년 프론티어사업의 일환으로서, 10년간 1200억의 예산으로 미래형 신개념비행체 기술개발사업을 시작한 스마트무인기사업은, $2002{\sim}2003$년 수행한 개념연구를 통해 미래형 신개념 고속 수직이착륙 항공기 개념으로서 틸트로터 개념을 선정하고 이의 개발에 매진하고 있다. 사업단에서는 우선, 항공 선진국에서 지난 반세기 동안 시행한 다양한 비행체 개념연구결과에 대해 자체적인 비교 분석 및 국제공동 연구를 근간으로하여, 당시 틸트로터에 필적하는 가능성을 보였던 스탑트로터(보잉사), 복합자이로콥터(카터콥터사) 개념이 아닌, 틸트로터 비행체의 기술개발을 결정하게 되었다. 각각의 비행체 개념이 갖는 위험성과 도전성, 그리고 소요기술, 설계특성, 개발 위험도 등에 대한 면밀한 분석을 기초로 한 사업단의 체계적 의사결정은 주효했다. 스탑트로터개념은 비행시험의 잇단 실패와 지연/잠정 중단사태가 이어졌고, 복합자이로콥터 또한 잇단 비행사고로 2002년 기록한 148kts를 능가하는 고속성능 시현에 지금까지 실패함으로써, 실용화 가능한 고속수직이착륙기로서의 검증을 위해서는 해결해야할 기술적 과제가 많이 남아있음을 보여주고 있다. 반면, 틸트로터 개념의 경우 V-22의 설계 수정형에 대한 성공적인 비행시험완료 및 인증획득으로 전면양산승인이 2005년 결정되어 458대가 (미해병대(360), 해군(48), 공군(50)) 납품될 예정이고, 2010년 인증획득을 목표로 민수용으로 개발중인 BA609의 순조로운 비행시험진행, 무인기로 개발된 Eagle Eye 기술시현기의 비행 시험성공과 2003년 미 해양경찰청으로부터 Deep Water 프로그램의 장거리 순찰임무 주력기종 선정과 같이 군용, 상용, 무인용 고속 수직이착륙 시장의 전 방위적 진입이 현실화되고 있다. 이에 따라 항공업계의 반응은 2가지 방향으로 나뉘고 있다. 하나는 유럽의 ERICA 프로그램과 같이 틸트로터 기술 개발을 서두르자고 주장하는 방향이고, 다른 하나는 시콜스키의 X2 프로그램과 같이 틸트로터와는 차별화된 독자적인 고속 수 직이착륙 비행체 개념 개발을 시도하는 것이다. 이러한 배경으로 국내 독자적인 기술력으로 지난해까지 일구어낸 성공적인 스마트무인기 상세설계 종료 및 축소형 비행체 전환비행성공은 그 의의가 매우 크다고 할 수 있다. 본 논문은 틸트로터 개발사를 통해, 신개념 비행체 개발의 어려움과 교훈을 알아보고, 세계에서 2번째로 틸트로터 기술을 개발하고 있는 스마트무인기 사업의 현황과 기술적 특징 및 의의의 정리, 그리고 틸트로터의 대안으로 진행중인 새로운 고속 VTOL 비행체 연구현황에 대한 소개 와 간단한 기술적 평가를 포함시켰다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제14권4호
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• pp.51-56
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• 2008

• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.541-549
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• 2008

피로해석은 반복하중 하에서의 항공우주 구조물에 대한 구조적 파괴를 예방하기 위해 수행된다. 본 논문에서는 틸트로터형 무인 항공기에 대하여 피로수명에 대한 평가를 하였다. 먼저 틸트로터형 무인항공기의 기동에 맞는 하중 스펙트럼을 생성해 내었으며, F.C.L. 부품중 하나인 플랩퍼론 연결부위에 대하여 피로해석을 수행 하였다. 틸트로터형 무인항공기는 크게 두 가지 기동 형태로 나눌 수 있는데, 이 착륙시의 헬리콥터 형태와 순항시의 고정익 형태가 되겠다. 전체적인 피로하중 스펙트럼을 만들기 위해서 헬리콥터 형태에는 FELIX를, 고정익 형태에서는 TWIST를 사용하였다. 한편으로는, S-N 실험점이 해석에 사용될 때 재료수명의 전 영역에 대한 S-N 회귀식을 얻기 위하여 크리깅 메타 모델이 사용되었다. 그리고 최소 자승법을 이용한 이차 회귀식에 대한 S-N 커브 역시 생성하였다. 더욱이 이 커브들이 갖고 있는 정확도를 측정하기 위하여 결정 계수법을 사용하였다. 마지막으로는 플랩퍼론 연결 부위에 대한 피로수명 결과를 MSC. Fatigue와 비교하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.654-659
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• 2007

In this paper, the fatigue load spectrum for tilt rotor UAV is developed and fatigue analysis is achieved for flaperon joint. Tilt rotor UAV has two modes which are helicopter mode when UAV is taking off and landing and fixed wing mode when UAV is cruising. To make fatigue load spectrum, FELIX for helicopter mode and TWIST for fixed wing mode are used. And Fatigue analysis of flaperon joint is achieved using fatigue load spectrum we obtained. When S-N test data are analyzed, we use the Kriging meta model to get probability S-N curve for whole range of material life. The result which is life of flaperon joint obtained by suggested fatigue analysis procedure in this paper is compared with that obtained by MSC/Fatigue.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 한국항공운항학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.167-172
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• 2004

• 항공우주산업기술동향
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• 제4권1호
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• pp.55-60
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• 2006

헬리콥터와 같은 전통적인 수직이착륙항공기는 이착륙시 활주로가 필요로 하지 않는 장점이 있으나 고 속비행 및 고고도 성능에 있어서는 고정익기에 뒤떨어진다. 고효율의 엔진개발에 따라 고정익 항공기가 최 대속도 및 성능이 비약적으로 발전한대 비해, 헬리콥터의 최대속도는 160 ~170 kts (300~315 km/h) 수 준으로 제한되어왔고 장거리 운항에서 필수적인 고고도 운항능력에 있어서도 4km 이상의 고도에서 효율 적인 비행을 수행하는 데에는 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 지난 반세기 동안 다양한 신개념 비행체 연 구가 수행되었다. 스마트무인기기술개발사업단에서는 항공선진국의 이러한 연구개발동향 및 그 결과를 종 합하여 미래적 신개념 비행체 대안을 모색하였고, 그 결과 틸트로터 개념을 선정하여 상세설계를 종료한 상태이다. 이러한 경과에 대한 요약과 현재 활발히 진행중인 항공선진국의 미래형 수직이착륙 항공기 개발 기종의 현황, 성능비교를 통해 고속, 고고도 수직이착륙 항공기 개발에 관한 세계적 추세와 본 사업의 연관 성을 고찰해 보았다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권2호
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• pp.27-36
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• 2007

The Damage Tolerant Design is developed to help alleviate structural failure and cracking problems in aerospace structures. Recently, the Damage Tolerant Design is required and recommended for most of aircraft design. In this paper, the damage tolerant design is applied to tilt rotor UAV. First of all, the fatigue load spectrum for the tilt rotor UAV is developed and fatigue analysis is performed for the flaperon joint which has FCL (fatigue critical location). Tilt rotor UAV has two modes: helicopter mode when UAV is taking off and landing; fixed wing mode when the tilt rotor UAV is cruising. To make fatigue load spectrum, FELIX is used for helicopter mode. TWIST is used for fixed wing mode. Fatigue analysis of flaperon joint is performed using fatigue load spectrum. E-N curve approach is used for picking crack initiation point. The LEFM(Linear Elastic Fracture Method) is considered for analyzing crack growth or propagation. Finally, including the crack initiation and propagation, the fatigue life is evaluated. Therefore the Damage Tolerant Design can be done.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제3권2호
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• pp.12-19
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• 2009

The research for the fatigue analysis is regarded greatly as important in aerospace field. Moreover, a study on the fatigue characteristic is very actively progressing. In this study, the fatigue life estimation was performed for Flaperon Joint which has FCL(fatigue critical location) of tilt-rotor UAV. The Flaperon Joint should be taken the various loads by several missions profiles of UAV. The fatigue load spectrum of Flaperon Joint is generated by the standard mission segment for the tilt-rotor UAV, and this spectrum is used for the fatigue test and analysis. The in-house fatigue analysis program is applied to calculate the fatigue life based on Stress-Life(S-N) method. The S-N curve is generated from the S-N data of Mil-Handbook by second order polynomial regression method. Moreover, the coefficient of determination is used to ensure how accuracy it has. In addition, the Goodman equation is used to consider the mean stress effect for evaluating more accurate fatigue life. Finally, the result of fatigue analysis is verified by comparing with the fatigue test result for the Flaperon Joint.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.10-21
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• 2013

오늘날 헬리콥터 기술의 발전과 더불어 함상에서 헬리콥터를 운용하는 것은 당연한 것으로 여겨지고 있다. 육상과 달리 해상에서 항공기를 운용하기 위해서는 육상보다 심한 바람과 파도와 배의 이동에 의한 착륙장의 운동과 염분에 의한 장비의 부식이 고려되어야하며 안전한 운용을 위한 운용절차가 요구된다. 본 논문에서는 수직이착륙 항공기의 함상운용 사례분석을 통하여 함상운용에 요구되는 항공기와 선박의 고려사항과 운용절차를 알아보고 이를 기반으로 틸트로터 무인기의 함상운용 기술개발 방안을 제시한다.