• 방사성폐기물학회지
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• 제17권2호
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• pp.263-278
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• 2019

항공기 충돌사고는 1970년대부터 원자력발전소의 인허가에 중요하게 고려되어 온 외부 사건의 하나였다. 9.11 테러 이후 세계 각국에서는 사고로 인한 항공기 충돌에 더하여 의도된 항공기 충돌에 대비한 안전성 평가를 수행해오고 있으며 일부 국가에서는 이를 법제화하여 인허가의 중요한 요건으로 다루고 있다. 항공기 충돌에 대한 안전성 평가는 여러가지 요인으로 인하여 쉽지 않은 작업이며 보다 신뢰성 있는 평가를 위한 연구개발이 세계 각국에서 진행 중이다. 본 논문에서는 각국의 항공기 충돌에 대비한 안전성 평가 요건의 법제화 현황을 사고로 인한 충돌과 의도된 충돌의 경우로 분리하여 정리하였다. 다양한 조건의 항공기 충돌에 대한 안전성 평가를 위하여 수행되어 온 연구 중 주요한 것들을 정리하였으며 특히 사용후핵연료 건식저장시설에 대한 내용을 위주로 다루었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.47-55
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• 2021

항공기의 비정상적인 착륙 상황에서도 조종사의 생존을 보장하고 탈출에 방해되지 않도록 구조물이 설계되어야 한다. 추락 시, 화재의 원인을 찾는 연구를 시작으로 과거 수많은 고정익 항공기 추락시험이 수행되었다. 동역학적 분석을 통한 구조물의 거동특성을 이해하고, 가속도 상태에서 인체의 허용한계를 조사하여 적절한 추락하중배수가 설정되었다. 또한 화물기 사고 데이터를 확률론적 방법으로 분석하여 승객의 안전과 운용비용이 합리적으로 반영된 화물고정용 추락하중배수도 제시되었다. 과거 사례를 바탕으로 현재 적용되고 있는 추락하중배수의 물리적, 의학적, 경제적 의미를 살펴 보았다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.157-164
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• 2013

본 연구에서는 여객용 항공기 충돌 시 강섬유보강콘크리트를 사용한 철근콘크리트 원전 격납건물의 구조적 거동을 유한요소해석을 이용하여 고찰한다. 항공기 충돌에 의해 원전 격납건물에 가해지는 하중은 Riera 충격하중 시간함수와 충돌 시 접촉면적을 이용하여 모델링하였다. 강섬유보강콘크리트의 재료모델은 CSCM Concrete Model을 사용하였다. 기존에 제안된 강섬유보강콘크리트의 강도예상모델을 이용하여 재료모델의 입력변수를 결정하였다. 강섬유의 함유량에 따른 원전 격납 건물의 항공기 충돌에 대한 구조적 거동을 상용 유한요소 해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 해석하였다. 해석결과를 바탕으로 항공기 충돌에 대한 저항성을 평가하였으며, 보수적인 안전성이 요구되는 원전 격납건물에 강섬유보강콘크리트를 적용할 경우 항공기 충돌에 대한 저항성 증대 효과를 기대할 수 있는 것으로 고찰되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권1호
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• pp.73-87
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• 2015

In case of aircraft impact on nuclear containment structures, the initial kinetic energy of the aircraft is transferred and absorbed by the outer containment, may causing either complete or partial failure of containment structure. In the present study safety analysis of BWR Mark III type containment has been performed. The total height of containment is 67 m. It has a circular wall with monolithic dome of 21m diameter. Crash analysis has been performed for fighter jet Phantom F4. A normal hit at the crown of containment dome has been considered. Numerical simulations have been carried out using finite element code ABAQUS/Explicit. Concrete Damage Plasticity model have been incorporated to simulate the behaviour of concrete at high strain rate, while Johnson-Cook elasto-visco model of ductile metals have been used for steel reinforcement. Maximum deformation in the containment building has reported as 33.35 mm against crash of Phantom F4. Deformations in concrete and reinforcements have been localised to the impact region. Moreover, no significant global damage has been observed in structure. It may be concluded from the present study that at higher velocity of aircraft perforation of the structure may happen.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권1호
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• pp.59-66
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• 2022

도심의 교통체증 문제를 해결하기 위해 eVTOL(Electric Vertical Take-Off and Landing) 항공기를 이용한 도심항공교통(UAM) 개념이 등장하여, 많은 국내외 기간들의 연구가 진행되고 있다. 하지만 도심 위를 필연적으로 비행하게 되는 eVTOL 기체가 차세대 교통수단으로 자리 잡기 위해서는 안전성의 확립이 필수적이다. 추락 시 위험도는 항공 안전과 관련된 대표적인 요소이며, 위험도 분석을 위해서는 돌발 상황으로 인한 기체의 추락 및 충돌 지점 예측이 필요하다. 고정익 모드로 운항하는 비행체의 경우 자세 혹은 방향을 결정하는 데 조종면이 큰 역할을 차지한다. 따라서 본 연구에서는 eVTOL 기체의 추락 시 위험도를 분석하기 위해 추진 시스템이 고장 난 기체의 조종면 각도에 따른 추락 지점의 분포를 추정하는 방법을 제시한다. 여기서, 성능과 형상이 공개된 eVTOL 기체를 대상으로 분석한 데이터를 사용하였다. 또한, 초기 조건에 따른 추락 지점의 분포와 확률을 계산하여 추락할 확률이 높은 구간을 도출하였으며, 추락 순간의 속도를 계산하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권2호
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• pp.505-517
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• 2016

The structural integrity of a dual-purpose metal cask currently under development by the Korea Radioactive Waste Agency (KORAD) was evaluated, through numerical simulations and a model test, under high-speed missile impact reflecting targeted aircraft crash conditions. The impact conditions were carefully chosen through a survey on accident cases and recommendations from literature. In the impact scenario, a missile flying horizontally hits the top side of the cask, which is freestanding on a concrete pad, with a velocity of 150 m/s. A simplified missile simulating a commercial aircraft engine was designed from an impact loade-time function available in literature. In the analyses, the dynamic behavior of the metal cask and the integrity of the containment boundary were assessed. The simulation results were compared with the test results for a 1:3 scale model. Although the dynamic behavior of the cask in the model test did not match exactly with the prediction from the numerical simulation, other structural responses, such as the acceleration and strain history during the impact, showed very good agreement. Moreover, the containment function of the cask survived the missile impact as expected from the numerical simulation. Thus, the procedure and methodology adopted in the structural numerical analyses were successfully validated.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.381-396
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• 2020

Investigations of the commercial aircraft impact effect on nuclear island infrastructures have been drawing extensive attention, and this paper aims to perform the safety assessment of Generation III nuclear power plant (NPP) buildings subjected to typical commercial aircrafts crash. At present Part I, finite element (FE) models establishment and validations for both the aircrafts and NPP buildings are performed. (i) Airbus A320 and A380 aircrafts are selected as the representative medium and large commercial aircrafts, and the corresponding fine FE models including the skin, beam, fuel and etc. are established. By comparing the numerically derived impact force time-histories with the existing published literatures, the rationality of aircrafts models is verified. (ii) Fine FE model of the Chinese Zhejiang Sanao NPP buildings is established, including the detailed structures and reinforcing arrangement of both the containment and auxiliary buildings. (iii) By numerically reproducing the existing 1/7.5 scaled aircraft model impact tests on steel plate reinforced concrete (SC) panels and assessing the impact process and velocity time-history of aircraft model, as well as the damage and the maximum deflection of SC panels, the applicability of the existing three concrete constitutive models (i.e., K&C, Winfrith and CSC) are evaluated and the superiority of Winfrith model for SC panels under deformable missile impact is verified. The present work can provide beneficial reference for the integral aircraft crash analyses and structural damage assessment in the following two parts of this paper.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권1호
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• pp.61-68
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• 2012

항공기용 블랙박스의 자료보호모듈(CPM)은 항공사고와 같은 극한 환경후에도 저장된 정보(비행데이터 및 조종석음성)를 안전하게 보호하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 CPM에 대하여 관통저항력과 고온 및 저온내화의 극한환경시험에 대한 구조 및 방열측면의 해석 및 시험을 통한 검증에 대하여 기술하였다. 특히 관통저항력해석에서는 하우징의 두께에 따른 영향성을 LS-DYNA를 이용하여 검토하였으며, 고온 및 저온내화해석에서는 상변화물질과 단열재의 체적비에 따른 영향성을 Icepak을 이용하여 수행하였다. 또한 실험을 통하여 CPM의 구조 및 열적 신뢰성을 검증하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제18권1호
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• pp.58-63
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• 2010

Introduction : Head trauma is the main cause of death in aircraft crash. In a Michigan study of structurally survivable, fatal accidents, 80% of the fatally injured had received head trauma. We tried to develop a new helmet for passengers, and perform its efficiency test. Methods : An aircraft helmet requires an excellent protection against head trauma, lightness, and small volumes. In addition, it must be wearable, fire resistant, and non toxic when it is burning. We developed two new helmets made from silicone foam which met all theses requirements. One was thin (2.5cm), and the other was thick (6.3cm). These looked like a motorcycle helmet and had only a soft silicone as liner material without an outer hard shell. Therefore we can carry them easily inside aircrafts. The standard test for helmet is Snell's drop test. It measures the impact acceleration of head shaped metal wearing helmet during we drop it at certain heights. Impact sites were total 5 sites (front, back, right, left and top) for each helmet. All these sites were impacted twice. Results : The thickness of impact sites varied from 2.5cm to 6.3cm. The impact acceleration of 2.5cm thickness site when it was dropped from 1.0 meter was 379g. But, that of 6.3cm thickness site when it was dropped from 1.5 meter was only 163g. Unfortunately, both helmets didn't meet the Snell Standard for motorcycle helmets. Discussion : If we add suitable outer hard shell, and change its thickness and design, the efficiency will be increased. A study indicated that helmet could reduce the risk of head trauma up to 85%. We made helmet for passengers in aircraft crash for the first time. If we improve its weak points, it will decrease the frequency of head trauma in aircraft craft.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권2호
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• pp.411-425
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• 2017

Using a probabilistic safety assessment, a risk evaluation framework for an aircraft crash into an interim spent fuel storage facility is presented. Damage evaluation of a detailed generic cask model in a simplified building structure under an aircraft impact is discussed through a numerical structural analysis and an analytical fragility assessment. Sequences of the impact scenario are shown in a developed event tree, with uncertainties considered in the impact analysis and failure probabilities calculated. To evaluate the influence of parameters relevant to design safety, risks are estimated for three specification levels of cask and storage facility structures. The proposed assessment procedure includes the determination of the loading parameters, reference impact scenario, structural response analyses of facility walls, cask containment, and fuel assemblies, and a radiological consequence analysis with dose-risk estimation. The risk results for the proposed scenario in this study are expected to be small relative to those of design basis accidents for best-estimated conservative values. The importance of this framework is seen in its flexibility to evaluate the capability of the facility to withstand an aircraft impact and in its ability to anticipate potential realistic risks; the framework also provides insight into epistemic uncertainty in the available data and into the sensitivity of the design parameters for future research.