• 항공우주
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• 통권108호
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• pp.66-67
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• 2010

수직이착륙, 영어로는 VTOL(Vertical Take-Off and Landing)이라 불리는 기술은 공기역학을 거부한 첨단 항공우주기술이다. 일반적으로 고정익 항공기는 날개에서 발생하는 양력으로 하늘을 날지만 VTOL 항공기는 순수한 엔진 추력만으로 수직으로 이착륙하거나 단거리에서 이륙할 수 있다. 다만 높은 기술적 완성도를 요구하는 만큼 현재까지 실전 배치된 군용기 중 이 기술이 적용된 군용기는 해리어(Harrier)와 V-22 오스프리(Osprey), Yak-38 정도가 고작이다. 수직이착륙 기술에 대해 소개한다.

• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.53-59
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• 2016

항공기 날개 구조물은 유체를 포함한 연료탱크로 사용되며, 연료탱크와 날개구조물을 연결하는 체결부는 복합재 구조물을 사용한다. 항공기 날개 구조물에 고속의 물체가 관통 또는 폭발하게 되면 수압램 현상이 발생하며, 수압램 현상에 의해 연료탱크에 높은 압력이 생성된다. 이러한 높은 앞력은 날개구조물 뿐만 아니라 연료탱크와 체결부의 파손을 야기하기 때문에 전투용 항공기의 기체 생존성 확보를 위해서는 수압램 효과에 대한 체결부의 거동을 확인해야 한다. 본 연구에서는 수압램 검증 시험에 앞서 항공기의 복합재 날개 외피와 스파 체결부를 모사한 4종류의 복합재 T-Joint에 정적 인장 시험을 수행하여 시편의 파손 거동을 스트레인 게이지와 초고속 카메라를 통해 확인하였다. 스트레인 게이지를 통해 얻은 변형률을 기준으로 동일한 형상과 하중 조건을 갖는 유한요소해석 모델링의 해석 결과를 비교하여 모델링의 타당성을 확인하였으며, 정적 하중에서 복합재 T-Joint의 파손응력을 확인하였다. 유한요소해석을 통해 향후 진행될 수압램 시험에서 각 시편이 파손되는 압력을 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.555-563
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• 2020

전진익 항공기는 평익 항공기와 비교하였을 때 우월한 공력 특성을 갖고 있다. 그러나 전진익 항공기는 종래의 주익에 비하여 낮은 발산 속도를 갖고 있게 되고, 이는 설계 단계에서 필수적으로 고려하여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 공력탄성학적 테일러링에 대한 연구가 이루어졌다. 적층 판의 최적의 적층 배열을 찾기 위해선 반복적인 계산이 필요하고 이를 위하여 모델링이 용이하고 계산 효율성이 우수한 1차원 보 축소 해석을 수행한다. 해석을 위하여 다물체 동역학 프로그램인 DYMORE를 사용하였고 이를 해석해와 비교하였다. 또한 NACA0015 형상의 다중 셀 구조 단면을 해석하기 위하여 상용 프로그램 VABS를 사용하였고 전진익 항공기의 날개를 보다 현실적으로 해석하기 위하여 oblique 기능을 사용하였다. 공력탄성학적 테일러링을 통하여 얻은 최적의 발산 속도는 238.9m/s이고 이는 기존에 동일 중량, 단일 방향으로 적층한 날개에 비하여 42% 가량 개선된 수치이다. 하지만 공력탄성학적 테일러링이 부주의하게 적용할 경우 기존 단일 적층 날개에 비하여 오히려 감소된 발산 속도를 가질 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.547-556
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• 2010

항공기의 안전성 확보 및 투하되는 탄의 정확도 증대를 위한 새로운 개념의 활공비행체 개발이 많은 기업에서 진행 중에 있다. 항공기의 장착 공간 및 활공거리 증대를 고려하여 세장비가 큰 전개되는 날개를 채택하는 것이 일반적이다. 큰 세장비의 날개 구조물은 상대적으로 낮은 강성에 의하여 과도한 탄성변형 뿐 아니라 플러터 발생의 가능성이 높아지게 된다. 본 연구는 큰 세장비 날개에 대하여 유체-공력 연계기법을 이용, 구조변형에 의한 공력특성의 변화 및 플러터 발생가능성에 대하여 검토하였다. 공기력 계산을 위하여 FLUENT 코드가 구조 동특성 해석을 위하여 ABAQUS 상용코드가 사용되었으며, 국부지지 방사기저함수로 구성된 Code-bridge를 이용한 입력 자료의 보간 및 사상을 수행하였다. 해석 결과 고려된 활공 조건에서 구조 변형에 의한 공력 특성의 변화가 발생하는 것이 관측되었으며, 이에 의한 진동도 계속적으로 발생되는 것으로 표현되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.14-23
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• 1998

본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기중에 부유되어 있는 입자들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 화산 지역, 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지, 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어 진다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져 올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지 입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 입자의 유입각에서 라그랑지안 방법을 적용하여 압축기 날개 유로로 부유된 입자의 궤적을 예측하고 입자의 충돌에 의한 충격량을 계산하였다. 아울러 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 해석하였다. 세라믹과 연강에 대한 날개 표면의 마모량을 계산하였으며, 이러한 예측들을 통하여 표면에의 코팅 등의 개선책을 찾을 수 있었다.

• 한국항공운항학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-6
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• 2011

The free-wing tilt-body aircraft is researched in the flight performance characteristics such as short take-off and landing capability, and reduced sensitivity to gust and center of gravity (CG) change. Due to the main wing separating from the fuselage, the high tiltable empennage, and the stub-wing strongly influencing from the propeller wake, the resulting vehicle aerodynamics and flight dynamics are quite different from those of a conventional fixed-wing aircraft. Using the governing flight dynamics model was studied previously, all of speed and body tilt angle is simulated to determine the flight envelope by a non-linear 3-DOF flight simulation analysis. Though flight performance and trimmability are studied, the flight model of free-wing tilt-body aircraft is to reduce the hidden risk and to achieve the successful flight test. It is analyzed the flight characteristics that distinguishes free-wing tilt-body aircraft from the conventional aircraft.

• 한국항공운항학회지
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• 제19권4호
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• pp.1-5
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• 2011

The free-wing tilt-body aircraft is researched in the flight performance characteristics for center of gravity (CG) change. All of speed, body tilt angle and center of gravity change are simulated to determine the flight envelope by a non-linear 3-DOF mathematical model. In flight, this aircraft configuration changes by the tiltable empennage. Then, flight dynamics distinguishes from those of a conventional fixed-wing aircraft. Though flight performance and trimmability are studied by CG change, the flight model of free-wing tilt-body aircraft is to reduce the hidden risk and to achieve the successful flight test. It is analyzed the flight characteristics by CG change that distinguishes free-wing tilt-body aircraft from the conventional aircraft.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.615-622
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• 1995

It may be inefficient to conduct the aeroelastic analysis by using full-scale conventional finite-element analyses or experiments, from the initial design phase, for an aircraft wing which can be considered as the discontinuum complex structure with composite laminated skins. In this paper, therefore more efficient aeroelastic analysis has been conducted for a box-beam typed aircraft wing by using the equivalent continuum beam-rod model which is derived from the concept of energy equivalence. Equivalent structural properties of the continuum beam-rod model are obtained from the direct comparison of the finite-element matrices of continuum beam-rod model with those of box-beam typed aircraft wing. Numerical results by the continuum beam-rod model approach are compared with those by the conventional finite-element analysis approach to show that the continuum beam-rod model proposed herein is quite satisfactory as a simplified model of aircraft wing structure for aeroelastic analyses.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제11권1호
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• pp.29-32
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• 2021

편대비행 항공기들은 선행항공기에서 발생시킨 후류의 영향으로 후행항공기의 공력효율이 증가하는 것으로 잘 알려져 있다. 비점성 비회전 유동장에 관한 연속방정식을 지배방정식으로 사용하는 패널법은 비교적 빠른 시간 이내에 항공기의 공력특성 변화를 계산할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 편대비행 항공기들 사이의 항공기들 사이의 흐름방향 거리는 스팬길이의 2.5배로 위치시키고, 수평상대거리는 스팬길이의 -0.4~0.3배로, 수직상대거리는 스팬길이의 -0.25, -0.15.0.15.0.25배로 변화시키며 계산을 수행했다. 연구결과 선행항공기와 후행항공기의 수평상대거리 변화의 경우 주날개들이 안쪽으로 겹침이 발생하고, 수직 상대거리가 가까울수록 더 큰 공력성능 향상을 얻을 수 있었다. 편대비행 하는 후행항공기의 공력성능 향상은 선행 항공기로부터 발생한 익단 와류의 올려흐름 영향에 기인한 것이다. 선행항공기로부터 발생한 익단와류는 후행항공기의 모멘트 특성을 변화시켜 비행안정성에 영향을 미치게 된다. 향후 연구에서는 선행항공기로부터 발생한 와의 영향이 후행항공기의 모멘트 특성에 미치는 영향을 연구 할 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.359-366
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• 2018

본 논문은 FBG센서를 항공기 날개 내부에 설치한 CTLS항공기를 이용하여 데이터를 받아 잡음제거를 수행하였다. 잡음제거를 위하여 이동불변의 특성을 지닌 정상 웨이블릿 변환 기법을 제시하였다. CTLS와 같이 복합재 내부에 FBG센서를 설치하게 될 경우 접착제 층 사이에 크고 작은 빈공간과 미 접착부분이 생기게 되고, 신호갈라짐 (split problem) 현상이 발생하게 된다. FBG센서 자체가 전자기적 잡음에 영향을 받지 않지만 광원이나 광 검출기, 신호처리장치의 경우 전원을 사용하는 전자부품이기 때문에 이러한 전자기파의 영향을 받아 오차가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 오차를 실험결과를 통하여 정상 웨이블릿 변환을 이용하여 잡음을 제거하고 보다 정확한 데이터 검출을 할 수 있음을 확인하였다.