• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.315-320
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• 2016

일반적으로 항공기 복합재 구조물은 고압의 오토클레이브(Autoclave)를 이용하여 제작하고 있으나 제작 가능한 크기가 제한적이고 고가라는 단점이 있다. 최근 전통적인 오토클레이브 공정을 대체하기 위해 Out-of-Autoclave(OoA) 공정에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 최근에 개발된 OoA 프리프레그는 오븐에서 경화가 가능하기 때문에 장비 투자비와 경화 비용이 낮을 뿐만 아니라 오토클레이브 프리프레그와 유사한 품질을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나 OoA 공정은 낮은 압력 때문에 복잡한 형상의 부품을 결함없이 제작하기는 매우 어렵다. 본 연구에서는 최신 OoA 프리프레그를 이용하여 Skin-Spar-Rib 일체형 복합재 부품을 제작하고 단면 관찰 결과를 통해 기존 오토클레이브 공정의 대체 가능성을 판단하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.759-764
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• 2017

본 연구에서는 항공기용 레이돔에 적용되는 복합재의 볼트 체결부 강도에 대한 온도 및 습도 환경의 영향을 연구하였으며 열습환경에 노출된 레이돔 체결부에 대해 수분흡수율을 구하고, 온도와 습도환경에 따른 체결부 강도의 물성변화를 확인하였다. 이때 시편은 환경조건을 고려하여 상온건조(RTD), 고온고습(EWT), 저온건조(CTD) 세 가지로 구분하였으며 볼트 체결부의 파손하중 및 파손모드를 결정하기 위한 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석의 결과가 체결부 강도와 파손모드에서 실험결과와 잘 일치하였으며 체결부 파손강도 예측이 가능한 효과적인 방법으로 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권1호
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• pp.46-53
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• 2010

항공기용 복합재료 내부 여러 층에서 발생하는 박리를 정량적으로 평가하기 위한 X-ray 후방산란 검사장치를 개발하였다. 복합재료 두께방향으로의 역산란 밀도변화로부터 층간 박리를 검사하는 슬릿 방식의 카메라와 컴퓨터로 제어되는 X-ray 선원, 그리고 센서로 구성되는 X-ray 후방산란장치를 제작하여 그 성능을 충격하중에 의해 만들어진 인공결함시편을 이용해 검증하였다. 결함평가를 위해 복합재료내 산란장의 크기를 이론적으로 계산하는 수학적 해석 모델을 볼츠만 방정식을 이용하여 제안하였으며 적응필터 알고리즘을 사용하여 산란 노이즈를 최소화 하였다. 다중 박리 결함을 X-ray 후방산란장치를 통해 효과적으로 검출하였으며, 박리 위치와 박리 상태를 모두 정확하게 검사할 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제49권1호
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• pp.1-12
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• 2014

전투기 연료필터의 막힘은 조종사 생명과 전투기의 손실에 큰 영향을 줄 수 있다. 따라서 결함 연구는 사고를 미연에 방지하는데 매우 중요하다. 전투기 연료필터는 제트 연료에 포함된 다양한 불순물을 여과하는 중요한 기능을 수행한다. 연료 필터는 시간당 1,330 파운드의 유속으로 공급되는 제트 연료에 함유된 10 ${\mu}m$ 크기 이하의 불순물을 여과한다. 필터는 운영시간 기준 500 시간마다 교체되어야 한다. 그러나 500 시간이 도달하기 훨씬 전에 연료 필터의 막힘 현상으로 경고등이 켜지고 있다. 이와 같은 유사한 결함이 최근에 반복적으로 발생하고 있다. 그러므로, 이 연구에서는 전투기의 연료 필터 막힘에 대한 원인을 FT-IR microcopy, FE-SEM/EDS, 총 황함량 분석기와 같은 다양한 분석기술을 이용하여 조사하였다. 결론적으로, 연료 필터를 막히게 한 물질은 내부 연료 탱크용 실란트에서 기인한 가류 촉진제로 확인되었다. 그리고 연료 탱크내에서 가류 촉진제 블루밍 현상에 의해 연료필터를 막히게 하는 물질의 형성에 대한 메커니즘을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.199-205
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• 2019

복합재는 원하는 방향으로 섬유를 배열하여 일체형으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 복합재는 제작과정에서 층(ply)과 층 사이에 있는 미세 공기, 소재 내부의 수분 또는 경화 중의 부적절한 온도와 압력 등으로 인하여 미세기공이 형성될 수 있으며, 이는 복합재 부품의 기계적 강도저하의 주요 원인으로 평가되고 있다. 본 논문에서는 오토클레이브 진공백 성형법을 이용하여 복합재 두께 별로 공정 조건(경화압력, 압밀시간, 압밀압력, 진공압력)을 변화시켜가며 복합재 패널을 제작하여 미세기공률을 분석하였다. 미세기공률은 이미지 분석법, 용해법, 연소법을 이용하여 평가하였으며, 초음파 감쇠계수와의 연관성을 분석하였다. 실험결과, 미세기공률 분석의 정확도는 용해법이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 경화압력이 낮아질수록 미세기공률이 증가하고 높은 초음파 감쇠계수 값을 가짐을 확인하였다. 또한, 동일한 경화압력이라도 적층두께가 증가할수록 초음파 감쇠계수가 증가하고 기공률이 증가됨을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.65-70
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• 2019

항공기 복합재료 날개 구조는 대부분 접착 혹은 패스너로 체결되어 있는데, 이러한 적층 구조 복합재료는 층간 강도가 취약하여 층간 분리가 일어나기 쉽다. 이러한 적층 복합재료의 단점을 보완하기 위해 두께 방향의 섬유를 보강한 3차원 직조형 복합재료를 통하여 강도, 손상 내구성, 충격 및 피로 하중을 향상시킬 수 있다. 또한, 자동화된 직조 공정에 의하여 단일 구조 near-net-shape의 프리폼 제조가 가능하기 때문에 공정 단축, 체결 부품 감소로 복합재료 전체 가격을 절감할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 3차원 직조형 복합재료의 항공기 구조물 적용 가능성을 확인하기 위하여 3차원 프리폼의 기본적인 구조인 orthogonal(ORT), layer-to-layer(LTL), through-the-thickness(TTT) 패턴을 직조하고 이를 복합재료로 성형하여 압축 시험, 인장 시험, Open-hole 인장 시험을 하였다. 이 중 orthogonal 직조 복합재료가 인장 및 압축 탄성계수와 강도 모두 가장 높았으며 노치 민감도에서도 orthogonal 복합재료가 일방향 적층복합재료나 패브릭 적층 복합재료에 비하여 가장 우수한 특성을 보였다.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.14-21
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• 2011

본 논문에서는 항공기에 장착되는 다축 구동 광학계에 대한 동역학 모델링을 하고, 다물체 동역학 해석프로그램을 사용하여 다축 구동 광학계의 모드해석, 사인파 해석 및 랜덤 진통해석을 하였다. 카메라 모듈의 물성으로는 Al6061-T6와 두 가지 형태의 강화 복합재 물성을 적용하였으며, x, y, z 축의 가진에 따른 각 축의 응답을 구하여 서로 비교하였다. 해석 결과는 카메라 모듈의 경량화를 위해 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제9권1호
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• pp.62-69
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• 1993

Friction and wear behavior of a carbon/carbon composite material for aircraft brake material was experimentally investigated. Friction and wear test setup was designed and built for the experiment. Friction and wear tests were conducted under various sliding conditions. Friction coefficients were measured and processed by a data acquisition system and amount of wear measured by a balance. Stainless steel disk was used as the counterface material. Temperature was also measured by inserting thermocouple 2.5 mm beneath the sliding surface of the carbon/carbon composite specimen. Wear surfaces were observed by SEM, and analyzed by EDAX. The experimental results showed that sliding speed and normal force did not have significant effects on friction coefficient and wear factor of the composite. Temperature increase just below the surface was not large enough to cause any thermal degradation or oxidation which occurred at higher temperature when tested by TGA. Wear film was generated both on the specimen and on the counterface at relatively low sliding speed but cracks, grooves, and wear debris were observed at high sliding speed. Friction coefficient remained almost constant when the sliding speed or normal load was varied. It is believed that the adhesive and abrasive components contributed mainly to the friction coefficient. Wear behavior at low sliding speed was governed by wear film formation and adhesive wear mechanism. At high speed, fiber orientation, ploughing by counterface asperities, and fiber breakage dominated wear of the carbon/carbon composite.

• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.230-235
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• 2012

본 연구에서는 항공기용 카메라구조의 진동특성 파악하고 최적조건을 선정하여 구조의 경량화 설계 방안을 제시하였다. 다물체 동력학 프로그램인 ADAMS를 이용하여 모드해석을 진행하고, 해석 결과를 가지고 직교법을 이용하여 항공기용 카메라 구조의 경량화 및 최적조건을 선정하여 이전의 항공기용 카메라 구조와 모드해석 결과를 서로 비교하였다. 또한, 기존에 제시 되어진 베어링의 차원의 값을 무차원의 값으로 전환하여 보다 효과적인 베어링의 기준을 선정하였으며, 비교된 결과를 토대로 최적화된 항공기용 카메라 구조가 제안되었다.

• 항공산업연구
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• 통권65호
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• pp.70-88
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• 2003

필자가 참여했던 쌍발복합재사업, 쌍발복합재항공기사업, SB427 민수용헬기사업, T-50 초음속고등훈력기 사업을 통해 복합재료의 항공기 적용사례를 고찰하면서, 쌍발복합재항공기는 실험용항공기(Experimental Aircraft)이지만 국내 최초의 전복합재항공기(All-composites Aircraft)로서 항공기 구조물이 순전히 복합재료만을 이용하여 설계 및 제작이 가능하다는 것을 보여주었고, 복합재료를 적용 시 어떠한 이점이 있는지를 보여준 예가 되고 있다. SB427 민수용헬기사업은 헬리콥터에서 로터 블레이드와 동체 등 기체구조물 대분에 왜 복합재료를 사용해야 효과적인 지를 잘 보여주고 있다. SB427 개발 사업을 통해 얻을 수 있는 또 다른 점은 민수용 항공기의 경우 구축된 복합재료 인증체계에 따라 복합재구조물을 개발해야 되고 그래야만 마케팅에서 신뢰를 얻을 수 있다는 것이다. T-50 항공기는 국내에서 최초로 개발된 초음속기로 미익 부문에 복합재료가 응용되었다. 양산 항공기의 주구조물에 복합재료가 쓰인 예는 T-50이 첫 번째 인데 T-50에서 얻어진 복합재 적용기술은 앞으로 개발될 고급 군용기와 민수용기에 널리 활용될 것으로 기대된다. 본 논문에서는, 국내 개발 항공기에서의 복합재료 적용이라는 특정 주제를 중심으로 개발 이력과 기술적 조망을 통하여, 정부, 연구소, 업체 간의 유기적이고 체계적인 전략이 필요하다고 사료되며, 이러한 전략을 바탕으로 효율적인 항공 산업을 선점해야 할 것이다.