• 한국분무공학회지
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• 제28권4호
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• pp.176-183
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• 2023

Many countries are striving to reduce carbon emissions with the goal of net zero by 2050. Accordingly, vehicles are rapidly being electrified to reduce greenhouse gases in the transportation sector. However, many organizations predict that internal combustion engines of LDV (light-duty vehicle) will exist even in 2050, and it is difficult to electrify aircraft and large ships in a short time. Therefore, synthetic fuel (i.e., e-Fuel) that can reduce carbon emissions and replace existing fossil fuels is in the spotlight. The e-Fuel refers to a fuel synthesized by using carbon obtained through various carbon capture technologies and green hydrogen produced by eco-friendly renewable energy. The purpose of this study is to compare and analyze the injection and spray characteristics of the simulated e-Gasoline. We mixed the hydrocarbon fuel components according to the composition ratio of the synthetic fuel produced based on the FT(Fischer-Tropsch) process. As a result of injection rate measurement, simulated e-Gasoline showed no significant difference in injection delay and injection period compared to standard gasoline. However, due to the low vapor pressure of the simulated e-Gasoline, the spray tip penetration (STP) was lower, and the size of spray droplets was larger than that of traditional gasoline.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.576-586
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• 2019

파리협정 및 ICAO CORSIA 시행으로 우리나라의 온실가스 의무감축목표가 강화된 만큼 국내선과 국제선의 항공기에서 배출되는 배출량 감축을 위한 항공사들의 전략적 대응은 절실해 보인다. 본 논문은 국내 항공운송산업에서 항공사들이 온실가스 배출량 감축을 위하여 다양한 노력을 기울임에도 불구하고 어떠한 제도적 문제점을 갖고 있는지 살펴보고, 향후 어떠한 방향으로 나아가야 하는지에 대해 논의하였다. 분석결과 첫째, 국내항공사들은 지난 3년간 배출량은 약 551만 KAU였던 반면 할당량은 약 485만 KAU에 불과하여 실제 할당량 대비 약 116% 온실가스가 배출되었고 이로 인해 국내 항공사들에는 약 107억 원의 추가 비용 부담이 발생하는 결과가 초래되었다. 둘째, 항공사들은 국내선뿐만 아니라 국제선 노선에서도 할당량 과부족에 따라 초과 배출량을 상쇄시키기 위해 초과할당량 유상 구매가 증가하게 되어 항공사의 추가비용 부담이 불가피한 전망이다. 셋째, 항공사들은 배출권거래제에 따른 전략적 대응으로 대규모 투자를 통한 친환경 고효율 항공기의 조기도입을 검토 중이나 천문학적인 비용이 투입되기 때문에 장기투자의 관점에서 점진적으로 추진할 수밖에 없다. 또한 항공사들은 엔진 세척, ULD 및 카트 경량화, 플랩 사용 확대 및 APU 사용 억제 등의 전략적 대응방안들을 적극 시행하고 있지만 단기적으로는 감축 여력이 극히 제한적인 것으로 나타났다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제3권3호
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• pp.243-257
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• 2016

The increase of air traffic volume has brought an increasing amount of issues related to carbon and NOx emissions and noise pollution. Aircraft manufacturers are concentrating their efforts to develop technologies to increase aircraft efficiency and consequently to reduce pollutant discharge and noise emission. Ultra High By-Pass Ratio engine concepts provide reduction of fuel consumption and noise emission thanks to a decrease of the jet velocity exhausting from the engine nozzles. In order to keep same thrust, mass flow and therefore section of fan/nacelle diameter should be increased to compensate velocity reduction. Such feature will lead to close-coupled architectures for engine installation under the wing. A strong jet-wing interaction resulting in a change of turbulent mixing in the aeroacoustic field as well as noise enhancement due to reflection phenomena are therefore expected. On the other hand, pressure fluctuations on the wing as well as on the fuselage represent the forcing loads, which stress panels causing vibrations. Some of these vibrations are re-emitted in the aeroacoustic field as vibration noise, some of them are transmitted in the cockpit as interior noise. In the present work, the interaction between a jet and wing or fuselage is reproduced by a flat surface tangential to an incompressible jet at different radial distances from the nozzle axis. The change in the aerodynamic field due to the presence of the rigid plate was studied by hot wire anemometric measurements, which provided a characterization of mean and fluctuating velocity fields in the jet plume. Pressure fluctuations acting on the flat plate were studied by cavity-mounted microphones which provided point-wise measurements in stream-wise and spanwise directions. Statistical description of velocity and wall pressure fields are determined in terms of Fourier-domain quantities. Scaling laws for pressure auto-spectra and coherence functions are also presented.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.649-657
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• 2023

ICAO는 2016년 39차 총회에서 국제항공 탄소 상쇄 감축제도(CORSIA; carbon offsetting and reduction scheme for international aviation)를 채택하였고, 2023년 1월 1일 기준 우리나라를 포함한 115개국이 CORSIA에 참여하겠다는 의사를 표명했다. 항공 산업에서 발생하는 탄소는 항공기 엔진에서 배출되는 온실가스가 주요인이므로 탄소 배출 감소를 위해서는 연료소모량을 절감해야 한다. 방안별 효과를 예측하고 시행에 대한 의사결정을 위해서는 시뮬레이션 수행 등 사전 연구가 필수적이다. 정확한 결과를 도출하려면 양질의 데이터가 필요한데 그 중 실제 연료소모량 자료는 항공사의 내부 자료로 공개가 되지 않아 확보가 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 실제 연료소모량 자료를 기반으로 연료소모량을 추정하는 모형을 구축한 후, 모형의 고도화를 수행하여 정확도를 향상시키고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.658-665
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• 2023

이륙중량은 항공기의 탄소 배출량과 연료 소모량을 추정할 때 정확도를 향상시킬수 있는 중요한 열쇠이다. 하지만 이륙중량은 항공사의 경영전략을 유추할 수 있는 민감한 유상하중 정보가 포함되어 있어 외부 유출이 불가능하다. 선행연구에서 이륙중량을 추정할 수 있는 몇 가지 모델이 제시되었지만, 연구자는 알 수 없는 조종사가 설정하는 변수들에 의해 연구의 한계가 존재한다고 지적한다. 본 연구에서는 이러한 한계를 통제할수 있는 방법을 제시하기 위해 이륙중량과 연관된 여러 변수를 확인하였다. 그중 이륙중량의 정확도를 향상시킬수 있는 변수를 선별하였고 이를 상용화된 ADS-B 정보에 적용하여 추정 방법을 제시한다. 제시하는 추정 식은 평균적인 이륙중량을 추정하는 것이 아니라 이륙중량 범위 내의 모든 구간에서 추정을 할 수 있다.

• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.472-478
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• 2023

글로벌화 추세에 따라 항공기를 이용한 승객 및 물류이동이 증가하고 있으며, 이로 인해 항공유 사용량 역시 매년 증가하고 있다. 항공기로부터 발생되는 온실가스인 CO₂는 전세계에서 발생되는 CO₂의 약 3.5%를 차지하고 있으며, 수송용 연료에서 발생하는 CO₂의 약 12%를 차지할 정도로 높은 비중을 차지하고 있다. 이에 따라서 많은 국가와 국제민간항공기구(ICAO) 등에서는 바이오항공유를 도입함으로써 CO₂ 저감을 위한 노력을 하고 있다. 본 논문에서는 항공유의 연료적 특성 및 품질기준과 함께 바이오항공유의 대표적 생산방법으로 ATJ, OTJ, GTJ, STJ에 대해 기술하였다. 또한 국내·외 바이오항공유에 대한 사용현황과 보급활성화에 대한 방안을 제시하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제19권2호
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• pp.52-57
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• 2011

The procedures of Continuous Descent Approach(CDA) is designed to minimize the thrust required during landing, thereby reducing fuel consumption, noise and emissions compared to conventional approach procedures. Widespread implementation of CDA would result in significant reductions in the environmental impact and aircraft operation costs. This paper estimated the possible economic effects from the perspective of airliners through cost-benefit analysis, provided that the CDA is introduced. It is now proposed that a more comprehensive analysis model, which includes the reduced ATC communication burden between controllers and pilots, not to mention the economic aspect, should be established for the improvement.

• 한국기후변화학회지
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• 제9권4호
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• pp.313-318
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• 2018

The growth rate of international aviation is expected to be higher than that of most industries and the proportion of carbon emissions from the aviation industry will become very significant as the year 2050 approaches. Constraining the growth of this industry is not desirable because it is essential for human welfare as well as the development of related industries. However, reduction of carbon due to aviation is not easy because it is difficult to improve fuel efficiency in a significant way. The ICAO (International Civil Aviation Organization), which is the main organization responsible for handling this problem, developed a program named CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation). The present study analyzes various strategies for countries and airlines to comply with CORSIA using a fuel-efficient system. We conclude that countries should improve their airspace utilization systems, airport facilities, and air navigation systems. Additionally, based on the results of a flight data analysis, airlines should improve their operational efficiency in terms of operations control, flight operation, and maintenance management.

• 한국환경과학회지
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• 제18권6호
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• pp.655-665
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• 2009

This study aims to identify the impacts of air quality in the Korean Peninsula according to the China's environmental policies in preparation of the Beijing 2008 Olympic Games. The measurement of emission variations in China, aircraft measurement, and modelling were carried out. The reduction measures in Beijing, China and its emission changes resulted in $30{\sim}65%$ in decrease out of the total emissions within the Beijing region, whereas when it comes to the whole nation of China, the reduction rate was about $4{\sim}9%$. Comparing the concentration of the air pollutants in Seoul and Ganghwa in August 2008 during around the period of Beijing Olympic Games with one in $2004{\sim}2007$ showed that the $SO_2$ concentrations in the past was above 5ppb, while the concentration in the 2008 olympic period was 4ppb and below. The NOx at the Seokmori site in Ganghwa tended to be lower in concentration in 2008 than in between $2004{\sim}2007$. As for $O_3$ and $PM_{2.5}$, the concentration tended to be rather low since August 11. The air current track that showed during the period of aircraft measurement presented to be flowed into Korea through the Northeast part of China and the coast of Bohai Bay, while the concentrations of $SO_2$. NOx, and $O_3$ over the west sea on August 20 and 24 were 0.54 (0.28ppb), 0.86 (1.84ppb), and 54.0 (41.5ppb) respectively, similar or lower than the ones measured in the past in the similar current patterns. The modelling result showed similar patterns to the data of aircraft measurement, in particular in $SO_2$. Overall, the reduction measures in Beijing, China affected directly and indirectly the air quality in the Korean peninsular, but the impact was not significant as it was momentary and limited to the intended area.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.203-210
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• 2021

전 세계의 많은 대도시는 도시화에 따른 지상 및 지하 교통망이 포화되고 있다. 또한 지구온난화 방지를 위한 탄소배출 규제가 더욱 엄격해지고 있으며 이러한 문제의 해결책으로 복잡한 도심에서도 운행 가능한 eVTOL이 차세대 친환경 교통수단으로 각광받고 있다. 본 연구에서는 eVTOL을 멀티콥터형, 양력+순항형, 추력편향형으로 분류하여 각 유형별 eVTOL들의 호버 효율과 회전판 하중을 계산하였으며 공력해석 프로그램인 OpenVSP, Fluent와 JavaProp을 이용하여 각국의 감항당국 및 우버 사에서 발표한 보고서를 바탕으로 가까운 미래에 실현될 eVTOL의 원활한 운행에 필요한 배터리 비에너지를 계산하고 분석하였다.