• 한국항공우주학회지
• /
• 제45권8호
• /
• pp.639-646
• /
• 2017

본 논문에서는 군용 항공기를 위한 새로운 하중 모니터링 시스템에 대하여 소개하였다. 이 시스템은 항공기에 장착되는 센서와 탑재장비 및 지상에서 운용되는 지상분석장비로 구성된다. 이 시스템을 이용하여 항공기에 작용하는 구조정적하중을 비행파라미터로 추정할 수 있을 뿐 아니라, 정적하중, 동적하중 및 예상치 못한 이벤트에 의한 구조물의 응답을 센서로 측정할 수 있다. 특히 다점 측정이 가능한 광섬유 센서를 사용하였다. 탑재장비는 관련 군사규격서의 요구도를 만족하도록 설계되었으며, 일련의 환경시험으로 입증하였다. 본 시스템은 비행시험에 앞서 지상구조시험에 사용되고 평가되었으며, 향후 비행시험평가를 통하여 군용 항공기의 구조하중 모니터링 시스템으로 사용될 예정이다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권8호
• /
• pp.41-46
• /
• 2006

충격응답함수와 조정법(regularization methods)을 이용하여 항공기 날개의 충격하중 복원 가능성을 검토하였다. 충격하중에 대한 구조의 응답을 내타낼 수 있는 충격응답함수를 날개 유한요소모델의 강성과 질량 자료로 유도하였다. 일반적으로 부적합(ill-posed) 특성을 지닌 충격응답함수의 역행렬은 반복 Tikhonov 조종법(Iterative Tikhonov Regularization Method)과 일반화 특이치 분해법(Generalized Singular Value Decomposition Method)을 사용하여 구하였다. 수치적 입증을 위하여 전투기급 주익을 사용하였다. 해당 주익의 유한요소해석을 통하여 임의의 충격하중에 대한 변위와 변형률을 계산하였으며, 이를 충격응답함수로 계산한 결과와 비교하였다. 또한, 유한요소해석에서 계산된 변형률을 사용하여 충격하중을 복원하였다. 수치적 입증 결과 항공기 구조의 충격하중 모니터링이 본 방법으로 가능할 수 있음을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제46권6호
• /
• pp.464-470
• /
• 2018

본 논문에서는 항공기 플랩 운용조건에 따라 변하는 플랩의 힌지 모멘트를 추정하는 실제적인 방법을 소개하였다. 플랩의 설계를 위하여 구조 하중해석과 풍동시험으로 산출한 힌지 모멘트를 실제 비행 힌지 모멘트와 비교할 수 있었으며, 플랩 구조의 정적 안전성을 확인할 수 있었다. 이를 위해서 두 개의 변형률게이지를 플랩 힌지에 장착하였으며, 항공기 하중 모니터링 탑재장비를 사용하였다. 지상 시험을 통해서 힌지의 변형률과 모멘트의 상관관계를 해석해와 유한요소해석으로 교정하였다. 비행 시험에서는 플랩 처짐 각도 및 속도와 함께 변형률 신호를 기록하였다. 최종적으로, 계측한 변형률을 해석해와 유한요소해석으로 교정함으로서 비행 힌지 모멘트를 추정할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.345-352
• /
• 2016

높은 고도에서 운행되는 항공기는 -$50^{\circ}C$이하의 극저온 피로환경에 노출된다. 이때 반복하중을 통해 발생되는 크랙과 같은 미세결함은 항공기 구조물의 물성변화를 야기하고 구조물 파단과 같은 심각한 구조적 결함을 야기한다. 따라서 효율적인 구조물의 유지보수 및 수명 예측을 위해 구조물의 지속적인 상태진단이 필요하다. 본 연구에서는 실제 항공기 운행조건과 유사한 극저온 피로환경에서 항공기 날개의 구조 건전성 모니터링을 수행하였다. 초기 결함 탐지를 위해 사각배열 압전구동기 및 센서를 구조물 하단에 부착한 뒤, 유도초음파 기반 능동센싱 기법을 통해 손상에 의한 산란 및 반사파를 측정하였다. 이후 통계학적 모델 분석과 위상배열기법을 통해 손상 발생 시점을 파악 및 손상 위치 탐지를 실시하였다. 또한, 극저온 환경에서의 센서의 생존성 파악과 구조 건전성 모니터링 결과의 신뢰성 향상을 위해 센서자가진단을 실시하였다. 실험 결과, 제안된 기법을 통해 극한환경에서 운행되는 구조물의 초기 손상 탐지 및 손상 위치 탐지가 높은 정확도로 가능함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.445-454
• /
• 2003

구조건전성 모니터링은 복합재 구조물이 운용되는 단계에서뿐만 아니라 설계 및 제작단계에서도 중요한 관심사가 되고 있다. 과도한 하중이나 저속충격은 모재균열이나 층간분리와 같은 복합재 파손의 원인이 될 수 있으며 이러한 손상은 구조물의 하중지지성능을 저하시키게 된다. 지능형 복합재 구조물에서의 구조건전성 모니터링기술의 개발은 항공기와 길은 복합재 구조물의 안전성 향상에 도움이 될 수 있다 본 연구에서는 압전세라믹 센서 및 광섬유 센서를 복합재 구조물의 건전성 모니터링에 적용하였으며 파손신호의 특징파악 틴 충격위치 검출을 위한 신호처리 방법을 제안하였다.

• Composites Research
• /
• 제14권5호
• /
• pp.12-19
• /
• 2001

급격한 과도하중이나 충격 등에 의해서 발생만 복합적층 내부의 손상은 항공기 구조물과 같이 안전성이 중요시되는 구조의 신뢰성을 저하시키며 또한 큰 위험 요인이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 구조의 건전성을 모니터링하고 파손여부를 실시간으로 감지하기 위해 단파장 레이저와 광대역광원을 동시에 적용한 광섬유 센서를 이용하여 변형률 및 파손을 실시간으로 동시에 모니터링 할 수 있는 시스템을 구성하였다 이때 서로 다른 파장대의 두 장원은 파장분할다중 송신기를 이용하여 하나의 광섬유 센서에 적용되었다 파손신호의 특징을 정량적으로 구분하기 위해 STFT와 Wavelet Transform 과 같은 시간 주파수 분석법을 사용하였으며, 광섬유 센서로 취득 긴 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전 세라믹 센서와 스트레인게이지의 값과 서로로 비교하였다. 장시간동안 파손과 동시에 측정된 변형률의 값은 스트레인게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또만 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.