• 한국항행학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.446-452
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• 2016

항공기는 비행이라는 특수성에 의해 안전성이 매우 중요하게 고려되어야 하며, 생산단계 뿐 아니라 운용 유지단계에서도 적절한 검사와 정비를 통해 비행안전성을 유지해야 한다. 최근에는 구성품의 건전성 확인과 정비 필요성 판단을 인적요소에 의존하지 않고 공학적 접근법에 의한 최신 기술이 사용되고 있으며, 국내에서 생산하는 회전익기에도 주요 구성품의 진동측정/감시 시스템인 health & usage monitoring system이 적용되어 운용 중에 있다. 그러나 진동 임계값이 부적절하여 생산 및 운용 간 지속적인 임계값 초과현상이 발생하였으며, 이는 실제 정비가 필요한 경우가 아닌 오경보로 판명되었다. 본 논문에서는 HUMS의 운용개념을 기술하고, 특히 제한된 여건에서 효율적으로 정비 필요성을 판단하기 위한 HUMS 임계값 최적화와 재설정된 임계값의 초과현상 발생시 조치해야하는 검사 및 정비행위를 정립하여 운용유지의 효율성과 궁극적으로 항공기 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 연구를 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권11호
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• pp.997-1003
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• 2012

GNSS와 ARS는 저가의 무인 항공기를 위한 보편적인 센서로, 오차가 크며 방위각을 독립적으로 알아낼 수 없다는 단점이 있다. 또한 GNSS/INS는 초기정렬 과정과 직선비행 중에 IMU의 오차를 충분히 보상하지 못한다. 자장계는 방위각을 얻는데 효과적으로 활용되는데, 소형의 헬리콥터에 사용되는 전기모터는 정확한 방위각 산출을 방해한다. 이 논문에서는 자장계를 보상하는 방법을 제안하였으며, 비행시험으로 검증하였다. 또한 시뮬레이션 결과는 GNSS/INS에 추가된 자장계가 관측성과 정확도를 높이는 데 효과적임을 보여준다.

• 한국항공운항학회지
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• 제23권4호
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• pp.102-108
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• 2015

According to various researches, one of main causes of flight accidents is influence of human factors. It is important to collect and analyze event data in advance to minimize and prevent human errors by developing safety checklist. As a result international aviation industry developed Flight Operations Quality Assurance for commercial airliners, and, upon its proven effectiveness, it is now highly recommended to adopt for helicopter operations. Consequently, S government organization instituted Helicopter Flight Operations Quality Assurance system in 2012. Hence, this study conducted regression analysis of S organization's flight event frequency and applied ICAO SMS Matrix to categorize the severity of the events according to international standards. Based on the analysis, this research derived fundamental checklist factors for helicopter, which can be a proactive measure for safe operation.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권7호
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• pp.539-547
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• 2021

회전익 항공기의 로터 블레이드는 공기역학, 구조적 유연성, 제어 가능성 등의 상호작용 효과를 고려한 설계가 필요하다. 역설계는 형상정보 및 실험결과를 통해 공통된 특성을 갖는 구성품을 설계할 때 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 BO-105 헬리콥터의 복합재 로터 블레이드를 선정하여 공통된 특성을 갖도록 역설계하고자 하였다. 이를 위해 로터 블레이드를 여러 구간으로 나누어 복합재료가 단면에 따라 연속적으로 적층될 수 있도록 역설계를 수행하였다. 각 구간에 대해서는 variational asymptotic beam sectional analysis (VABS) 단면해석 프로그램을 사용하여 설계안의 플랩 방향, 래그 방향 및 비틀림 강성값이 실험 결과와 일정 수준 이하의 차이를 갖도록 하였다. 최종으로 CAMRAD II를 통해 특정 비행 조건에서 로터 블레이드에 작용하는 하중을 예측한 후 설계된 블레이드가 구조적으로 유효한지 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2023

회전익 항공기의 동력전달축은 경량화를 위하여 중공축을 적용하였으며 선형탄성 파괴역학을 이용해 균열 전파 거동을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통하여 원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 균열성장수명을 예측하였다. 비틀림을 부여하고 균열을 고려한 요소를 형성하여 2차원 유한요소모델을 생성하였다. 초기 균열 길이를 정의하고 균열 길이를 증가시켜 유한요소해석을 수행해 균열 선단의 응력확대계수를 도출하였다. 응력확대계수가 중공축을 구성하는 재료의 파괴인성을 초과하기 직전의 길이를 한계 균열 길이로 정의한다. 응력확대계수 핸드북을 통해 응력확대계수를 계산하여 한계 균열 길이를 도출하고 균열성장속도식을 수치적분하여 각각의 균열성장수명을 비교해 제안한 유한요소해석 기법을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.71-78
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• 2014

회전익 항공기 중 군에서 운용하는 기동헬기는 전장상황에서 운용되기 때문에 연료셀 피탄 상황에 직면할 가능성이 높다. 연료셀 피탄에 따른 내부압력 증가로 내부폭발이나 화재가 발생할 수 있으며, 이는 승무원의 생존 가능성에 치명적인 영향을 주게 된다. 따라서, 승무원의 생존성을 극대화하기 위해서는 연료셀이 직면 가능한 극한 상황을 예측하여 설계에 반영해야 한다. 항공기 연료셀 설계시 고려해야 하는 데이타는 피탄에 의한 연료셀 내부압력, 수압램 영향에 의한 연료셀 자체 및 금속피팅부 응력, 탄환의 운동에너지 등이 포함될 수 있다. 이러한 설계 데이터 확보를 위해서는 실물 시험을 수행하는 것이 가장 바람직하지만, 시간과 비용의 부담과 더불어 시험실패와 같은 시행착오 위험성으로 많은 제약이 따른다. 따라서, 사전에 다양한 설계 데이터 예측과 시행착오의 최소화를 위해서는 피탄 상황에 대한 수치해석이 필요하다. 본 연구에서는 입자법을 사용하여 연료셀 피탄 조건에 대한 유체-구조 연성 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 전용 충돌해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였고, 결과로 얻어진 탄의 거동과 에너지, 연료셀 내부압력과 등가응력의 평가를 통해 연료셀 설계와 관련한 데이터 확보 가능성을 타진하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.8-14
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• 2019

조류 충돌은 항공 운항에서 안전에 관한 가장 중요한 설계 요인이며 고정익 및 회전익 항공기에 심각한 손상을 가하는 원인 중 하나로 분류된다. 본 연구를 통해 조류 충돌 과정을 오일러-라그랑지안 기법을 적용하여 헬리콥터에 장착된 복합재 블레이드의 응답을 MSC.DYTRAN 소프트웨어로 모사하였다. 임의의 라그랑지안 오일러리안(ALE) 방법과 적절한 상태 방정식을 선정하여 조류 모델링에 적용하여 복합재로 구성된 로터 블레이드의 앞전의 조류충돌 구조 건전성을 입증하였다. 조류충돌 해석을 적용하기 위해서 블레이드 앞전 물성치와 조류의 강도와 물성의 차이가 크기 때문에, 충돌 후 조류의 파편을 유체로 가정하여 Euler 요소로 적용하였다. 조류충돌 해석을 통해 설계된 로터 블레이드의 앞전 구조는 조류 충돌에 대해 새의 크기(50.8mm)를 적용하여 TSAI-FILL 파괴기준으로 1.18의 여유마진을 확인하였다. 복합재 블레이드의 조류충돌 해석 결과는 충분히 신뢰성을 가진 것으로 평가되며 다양한 해석조건으로 시험을 대체할 것으로 평가할 수 있다. 향후 제시된 방법으로 다양한 하중 조건, 다양한 조류 모델링을 적용하여 로터 블레이드의 구조 안정성을 평가할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.159-166
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• 2018

본 연구에서는 소형민수헬기(Light Civil Helicopter, LCH)의 풍동시험에 필요한 축소 로터 블레이드에 대해 내부 구조설계와 동특성 및 하중해석을 수행하였다. 축소로터 풍동시험은 로터 시스템의 공력성능과 소음 특성을 평가하기 위해 수행되므로, 실제 크기의 로터시스템과 동일한 공력 특성을 모사할 수 있도록 축소 블레이드 설계 시 마하 스케일(Mach-scale) 기법을 적용하였다. 마하 스케일 블레이드는 실물 블레이드의 끝단속도(blade tip speed)와 동일한 값을 유지할 수 있도록 로터의 회전속도를 증가시켜야 하며, 블레이드 중량, 단면강성 및 고유진동수 등은 특정한 축소계수(${\lambda}$, scaling factor)를 통해 조정된다. 블레이드 내부의 주요 구성품인 스킨, 스파, 토션박스 등을 설계하기 위해 탄소섬유와 유리섬유 계열의 복합소재를 적용하였으며, 국내에서 수급이 가능한 프리프레그(prepreg) 형태의 복합소재를 적용하였다. 내부구조 설계가 완료된 블레이드에 대해 단면강성을 평가하기 위해 KSec2D 프로그램을 사용하였으며, 회전익 항공기의 통합해석 프로그램인 CAMRADII를 이용하여 축소 블레이드의 하중 분포와 동역학적 특성을 검토하였다.

• 한국측량학회지
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• 제35권6호
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• pp.563-572
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• 2017

본 연구의 목적은 회전익 UAV를 이용하여 1cm 미만의 GSD를 갖는 초고해상도 영상을 취득하기 위해 비행고도, 비행속도, 카메라 셔터의 노출시간, 자동초점조절 사용 여부가 영상의 시각적 해상도에 미치는 영향을 객관적으로 분석하는 것이다. 아울러 다양한 형태의 항공표적에 대한 인식 용이성을 평가하는 것도 목표로 한다. 이를 위해 35mm 크기의 7952*5304 화소 CMOS 센서와 55mm 단렌즈를 이용하여 비행고도 20m부터 120m에서 20m 간격으로 촬영하고 영상의 시각적 해상도를 분석하였다. 결과로 자동초점조절을 사용한 경우 시각적 해상도는 이론적인 GSD에 비하여 1.1~1.6배로 나타났고, 자동초점조절을 사용하지 않은 경우 1.5~3.5배로 나타났다. 다음으로 비행고도 80m에서 5m/s로 정속 비행하면서 카메라의 노출 시간을 1/60sec에서 1/2000sec까지 1/2씩 줄이면서 촬영하고 시각적 해상도를 분석하였다. 허용 흐려짐을 1 화소로 가정할 때 최장 노출 시간을 준수한 경우 시각적 해상도 는 이론적인 GSD이 비하여 1.3~1.5배로 나타났고, 초과한 경우 1.4~3.0배로 나타났다. A4 용지에 항공표적을 출력하여 비행고도 80m 이내에서 촬영하면 상용소프트웨어를 이용하여 코드화된 항공표적을 자동으로 인식할 수 있으며, 자동 인식이 불가능한 고도에서도 다양한 형태의 일반 항공표적 및 코드화된 항공표적을 큰 어려움 없이 수동으로 인식할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권5호
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• pp.373-381
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• 2021

본 논문에서는 저속 롤링하는 유도형 탄약 모사체가 시간 지연된 측정치를 획득하였을 때 시간지연을 고려하여 탄약의 롤각을 추정하는 방법을 다루며 비행 실험을 통해 이를 검증한 결과를 소개한다. 수치적 안정화 및 잡음 제거를 위해 저역 통과 필터와 같은 후처리를 거친 측정치의 시간지연 정도를 사전에 파악하여 시간 지연의 분포를 모델링하며 이 분포를 활용한 증강 상태 칼만필터를 설계한다. 비행 실험에서는 대형 고정익 항공기를 이용해 표고 약 250m의 고도에서 수평방향으로 28m/s의 속력으로 탄약을 투하하였으며 탄약 내부의 반동차를 이용해 탄체를 롤축 회전시켰다. 상용 GPS/INS의 롤값과 제안한 방법으로 추정한 롤값의 비교를 통해 측정치 시간 지연보상을 반영한 필터 설계가 유효함을 보인다.