• 제목/요약/키워드: 항공기 동력학

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양시등급 항공기 동력학의 근사 궤환 제어기 설계 (Design of Approximate Feedback Controller for Two-Time-Scale Aircraft Dynamics)

  • 심규홍;사완;홍성경
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.58-64
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    • 2004
  • 본 논문에서는 양시등급 항공기 동력학에서 빠른 종속시스템의 극점들을 그대로 둔 채 느린 종속시스템의 극점만을 재배치함으로써 페루프의 근사치 해를 획득하는 방법이 제안되었다. 행렬대각화를 통하여 얻어지는 이러한 근사치 해는 수정된 것과 수정되지 않은 것 두 종류로 구분된다. 이들의 차이는 전자의 경우 오차가 $O({\varepsilon})$이며 후자의 경우는 오차가 $O({\varepsilon}^2)$이다. 두 가지 해는 모두 감소해이지만 충분한 견실성을 보여준다. 제안된 기법의 우수성은 항공기 종방향 운동 모델의 시뮬레이션을 통하여 확인되었다.

항공기 보조동력장치 입구안내익 구동기어의 품질개선에 관한 연구 (Studies on the improvement of driving gears quality at Inlet Guide Vane of aircraft auxiliary power unit)

  • 박성제;박선욱;서재경
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.512-519
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    • 2016
  • FA-50 항공기 보조동력장치는 추력을 제외한 항공기의 동력을 생성하는 장치로 항공기 감항성 유지를 위해 매우 중요한 요소이다. 또한, 보조동력장치의 입구안내익은 로드압축기로 유입되는 공기 유량을 조절하여 적절한 공기량이 보조동력장치 내부로 공급되도록 유도하는 장치이다. 본 논문에서는 FA-50 항공기 보조동력장치 입구안내익 구동기어에서 발생한 문제점을 바탕으로, 발생원인, 고장탐구결과, 설계개선 내용을 기술하였으며, 개선된 연구에 대해 비행시험검증 결과를 함께 소개한다.

델타연산자 섭동방법에 의한 항공기 동력학의 연산시간 감소 (Reduction of Computing Time in Aircraft Control by Delta Operating Singular Perturbation Technique)

  • 심규홍;사완
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.39-49
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    • 2003
  • 본 논문에서는 먼저 델타연산자 접근법과 섭동기법을 소개하였다. 전자는 수치연산에 있어서 round-off error를 줄여주고 후자는 시스템을 빠른 종속시스템과 느린 종속시스템으로 분리하여 연산시간을 줄여준다. 항공기의 동력학은 종방향 혹은 횡방향 모두 장주기(Phugoid)와 단주기 운동을 동시에 보여준다. 여기서는 경비행기 Beaver의 횡방향 모델에 섬동기법과 델타접슨법을 적용하여 얻는 근사치 해를 정확한 해와 비교하였다. 그 겨로가 개루프 시스템의 경우는 단 한번의 iteration을 시행하여 얻은 근사치 해가 정확한 해와 일치했고, 페루프 시스템의 경우는 iteration없이도 근사치 값이 정확한 해와 일치하였다. 이로써 제안된 방법들의 적용이 항공기 동력학 및 제어에 있어서 매우 유효함이 검증되었다.

이륙 직후 동력 상실시 활주로로 선회 착륙을 위한 안전 고도에 관한 연구 (A Study on the Safe Altitude of Aircraft turning back to the Runway with Power Failure just after Take Off)

  • 송병흠;김갑수
    • 한국항공운항학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.25-38
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    • 1996
  • 본 연구에서는 항공기 사고의 70%이상을 차지하는 이 ${\cdot}$ 착륙단계 중에서, 이륙 직후 저고도에서 동력이 상실되었을 경우에 이륙활주로 방향으로 Turning Back하는 것은 어떠한 안전 한계를 지니고 있는지를 알아보기 위하여, 우선 조종사에 대한 설문 조사를 실시하여 비행 경력별로 이륙 직후 동력 상실시의 비상 처치 경향과 위험에 처할 확률을 조사하였다. 그리고 실제 활공 성능이 우수한 M20J 항공기와 기동 성능이 우수한 FH20 항공기를 이용한 비행 시험을 통하여 이륙 직후 Turning Back to Runway조작 시의 고도 손실과 선회시 하강율을 실험 자료로 구하였다. 비행 시험 자료를 비교 적용함은 물론 선회 소요 시간과 고도 손실, 선회율과 활공 속도와의 관계 등의 항공 역학적 이론을 적용한 분석 근거에 기초하여 안전하게 Turning Back to Runway 조작을 시작할 수 있는 안전 고도 한계 및 선회율을 제시하였다.

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전기로 추진되는 일반 프로펠러 항공기의 초기 사이징 (Initial Sizing of General Aviation Aircraft Propelled by Electric Propulsion system)

  • 한혜선;신교식;박홍주;황호연;남태우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.391-403
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    • 2013
  • 전기 추진 프로펠러 항공기는 기존의 제트엔진으로부터 나오는 유해한 배기가스로 인한 환경적 우려와 국가 에너지 안보 차원에서 새로운 관심을 받고 있다. 그러나 전통적인 항공기 사이징 방법들은 여러 종류의 에너지원과 동력 시스템을 사용하는 전기 추진 항공기에 바로 적용될 수 없다. 본 연구에서는 일반화된 동력기반 사이징 기법에 기초한 전기 추진 항공기 사이징의 실제 예를 제시하였다. 여기서 일반 항공기는 프로펠러, 고온초전도모터, 수소가 연료로 사용되는 연료전지, 동력 조절 장치로 구성되는 전기 추진시스템에 의해 구동된다. 기술 향상의 영향을 평가하기 위해 전기 구성품들의 두 가지 다른 기술 구성을 가정하여 항공기 사이징을 수행하였고, 전형적인 형태의 기준 항공기와 사이징 결과를 비교하였다.

전기동력 수직이착륙 항공기의 복합재료 적용을 위한 소재인증 방안 고찰 (A Study on the Certification Method for the Application of Composite Material of eVTOL Aircraft)

  • 배성환;조성인;최청호;전승목
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권12호
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    • pp.969-976
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    • 2020
  • 전 세계적으로 도심항공교통이 미래 혁신산업으로 주목받고 있으며 국내/외 유수의 산업체들은 신개념의 전기동력 수직이착륙 항공기 설계 및 제작에 구조적 강건성과 경량화를 위해 복합재료의 적용을 고려하고 있다. 본 논문에서는 신개념의 전기동력 수직이착륙 항공기에 복합재료를 적용하기 위하여 항공선진국의 복합재료 인증체계 및 국내 실정에 적합한 항공용 복합재료 인증 절차 및 방법, 재료 입증을 수행할 조직구성 등 항공안전기본계획에 의해 제도화된 복합재료 인증체계에 대해 분석하였다. 국내에서 수립된 항공용 복합재료 인증체계에 의해 신개념의 전기동력 수직이착륙 항공기 제작사는 사전 소재인증을 통해 국산 항공기에 복합재료를 적용하는 것이 용이해졌을 뿐만 아니라 형식증명 기간 내에 소재 입증에 대한 부담이 감소할 것이다. 또한, 재료 품질 및 성능이 입증된 국산 복합재료의 제작사는 국산 항공기 적용을 위한 진입이 수월할 것이며 항공기에 적용한 경험이 있는 재료 제작사는 해외 수출에도 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 이를 통해 신개념의 전기동력 수직이착륙 항공기 산업발전을 도모하고 국내에서 제작된 기체의 국제적 신인도 제고를 기대할 수 있을 것이다.

태양광 추진 항공기의 초기 사이징을 위한 에너지 균형 및 구속조건 연구 (Energy Balance and Constraints for the Initial Sizing of a Solar Powered Aircraft)

  • 황호연;남태우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.523-535
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    • 2012
  • 태양광 추진 항공기는 감시, 지구 모니터링, 통신 등에 대기 오염 없이 그리고 가까운 장래에 인공위성과의 가격 경쟁력까지 갖추게 될 수 있어 미래의 고고도 장기체공 임무수행을 위해 더욱더 그 중요성이 증대되고 있다. 그러나 전통적인 항공기 사이징 방법들은 태양광 추진 항공기에 바로 적용될 수 없다. 본 연구에서는 다양한 동력 시스템 구성품들이 태양광 추진 장기 체공 항공기의 사이징에 어떤 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 에너지 균형 및 구속조건 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 동력 생성과 연료전지의 재생 에너지 저장을 위한 광전지 모듈을 동력 시스템 구성품으로 고려하였다. 또한 본 연구 결과를 검증하기 위해 고고도 무인기에 이 새로운 사이징 기법을 적용하여 결과를 제시하였다.

전기추진 항공기 설계를 위한 사이징 방법 연구 (Aircraft Sizing Methods for the Design of an Electrically Propelled Aircraft)

  • 황호연;남태우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.590-600
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    • 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.

항공기의 롤운동 동안정미계수 측정에 관한 연구 (A Study on the Measurement of Dynamic Stability Derivatives in the Rolling Motion of Aircraft)

  • 조환기
    • 한국항공운항학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.41-46
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    • 2013
  • 본 논문은 항공기의 롤운동에 대한 동안정미계수 측정을 위한 실험적 기법에 관하여 기술하였다. 항공기 동안정미계수의 실험적인 추출 방법은 항공기 모델을 이용하여 풍동에서 진동실험을 수행하는 것이다. 항공기 모델의 진동은 강제진동기법이 적용되었다. 강제진동 기법은 항공기 모델의 내부에 밸런스형의 측정장치를 설치하고 모델을 풍동 시험부 내에 고정한 후에 강제로 진동시키면서 밸런스로부터 측정값을 획득하는 방법이다. 롤링 운동에 대한 동안정미계수는 풍속이 있는 상태에서 강제진동에 의한 항공기 모델의 모멘트와 진동 주파수 및 진폭을 측정한 후에 자료처리를 통하여 계산되었다. 풍동실험의 결과는 타 기관에서 측정된 표준동역학모델의 롤 동안정미계수와 유사한 결과가 얻어짐을 확인하였다.

e-VTOL 항공기의 감항기술기준 적용 연구 (Study on the Application of Airworthiness Standard for the e-VTOL)

  • 최주원;황창전;석진영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권7호
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    • pp.593-599
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    • 2021
  • e-VTOL 항공기는 전기동력으로 인한 운용유지비의 절감, 친환경성, 수직이착륙으로 인한 도심운용, 자동화로 인한 조종의 편리성 등 미래 교통수단으로 향후 수요가 급증할 것으로 예상된다. 이에 전 세계적으로 활발한 연구 개발이 진행 중에 있으나 상용화를 위해서 필수적으로 요구되는 안전성 확보와 인증에 있어 기술적으로 해결해야 할 문제점들이 상존한다. 이러한 어려움으로 운송사업용 형식증명 및 표준감항증명을 받은 e-VTOL 항공기는 아직까지 전 세계적으로 없는 상태이다. 현행 항공기 감항기술기준에서 요구되는 안전도 수준은 상당히 높고 이를 입증하는 과정도 상당히 까다롭다. e-VTOL 항공기 인증도 현행 감항기술기준에서 요구하는 안전도 수준을 만족해야 하나 현행 기준의 적용성과 동등한 안전성 확보에 필요한 기술적인 한계와 문제점이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 기술적 한계와 문제점들을 e-VTOL 항공기의 특징과 함께 제시하고자 한다.