• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제10권2호
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• pp.141-158
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• 2023

In current research work, the aerodynamics performance of a newly designed large flying V aircraft is numerically investigated. Three Flying V configurations, with V-angles of 50°, 70° and 90° that represent the minimum, moderate, and maximum configurations respectively, were designed and modeled to assess their aerodynamic performance at cruise flight conditions. The unstructured mesh was developed using ICEM CFD and Ansys-Fluent was used as an aerodynamic solver. The developed models were numerically simulated at cruise flight conditions with a Mach number equal to 0.15. K-ω SST turbulence model was chosen to account for flow turbulence.The authors performed steady flow simulations.The results obtained from the experimentation reveal that the maximum main angle configuration of 90° had the highest C_Lmax value of 0.46 compared to other configurations. While the drag coefficient remained the same for all three configurations, the 50° V-angle configuration achieved the maximum stall angle of 35°. With limited stall delay benefits, the flying V possesses no sufficient stability, due to the flow separation detected at whole elevon and winglet suction side areas at AoA equal and higher than 30°.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권3호
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• pp.281-288
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• 2004

The hybrid composite material (Al/GFRP laminates) are applied to the fuselage and wing in a aircraft. Therefore, Al/GFRP laminates suffer from the cyclic bending moments. This study was to evaluate the effect of fiber stacking angle on the fatigue crack propagation and delamination behavior using the relationship between crack growth rate (da/dN) and stress intensity factor range (ΔK) in Al/GFRP laminates under cyclic bending moment. The variable delamination growth behavior in case of three different type of fiber orientations, i.e., [Al/O$_2$/Al], [Al/+45$_2$/Al] and [Al/90$_2$/Al] at the interface of Al layer and glass fiber layer was measured by ultrasonic C-scan images. As results of this study, It represent that the delamination shape should turns out to have more effective characteristics on the fiber stacking angle. The extension of the delamination zone in case of [Al/+45$_2$/Al] and [Al/90$_2$/Al] were not formed along the fatigue crack profile. The shape of delamination zone depend on fiber stacking angle and the variable type with the delamination contour decreased non-linearly toward the crack tip at the Al layer.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.177-182
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• 2007

경계요소법을 사용하여 세 가지 유형의 전두부 형상과 비 평면 지면이 FAST 동체의 공력 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 본 수치해석 기법을 검증하고 벽면의 영향이 마찰항력에 미치는 영향을 파악하기 위하여 풍동시험을 수행하였다. 채널은 동체의 양력을 증가시키는 효과가 있었다. 최적의 전두부 형상은 동체와 측면 벽 사이의 간격, 동체의 높이와 같은 FAST 및 안내로 설계 조건에 의존하였다. 계산한 유도항력계수 값과 측정한 전항력 값을 비교한 결과 형상 항력은 동체의 고도에 무관하였다. 지면효과를 받지 않는 동체의 형상항력 값을 알고 있다면, 본 수치기법은 고속 지상 운행체의 개념설계에 사용할 수 있다.

• 한국항공운항학회지
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• 제31권2호
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• pp.81-88
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• 2023

SHM (Structural Health Monitoring) technique for monitoring aircraft structural health and damage, EHM (Engine Health Monitoring) for monitoring aircraft engine performance, and APM (Application Performance Management) is used for each function. APMS (Airplane Performance Monitoring System) is a program that comprehensively applies these techniques to identify the difference between the performance manual provided by the manufacturer and the actual fuel mileage of the aircraft and reflect it in the flight plan. The main purpose of using APMS is to understand the performance of each aircraft, to plan and execute flights in an optimal way, and consequently to reduce fuel consumption. First, it is to check the fuel efficiency trend of each aircraft, check the correlation between the maintenance work performed and the fuel mileage, find the cause of the fuel mileage increase/decrease, and take appropriate measures in response. Second, it is to find the cause of fuel mileage degradation in detail by checking the trends by engine performance and fuselage drag effect. Third, the APMS is to be used in making maintenance work decisions. Through APMS, aircraft with below average fuel mileage are identified, the cause of fuel mileage degradation is identified, and appropriate corrective actions are determined. Fourth, APMS data is used to analyze the economic analysis of equipment installation investment. The cost can be easily calculated as the equipment installation cost, but the benefit is fuel efficiency improvement, and the only way to check this is the manufacturer's theory. Therefore, verifying the effect after installation and verifying the economic analysis is to secure the appropriateness of the investment. Through this, proper investment in fuel efficiency improvement equipment will be made, and fuel efficiency will be improved.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제15권4호
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• pp.356-365
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• 2014

This paper is the second in a series and aims to build a high-fidelity mathematical model for a propeller-driven airplane using the propeller's aerodynamics and inertial models, as developed in the first paper. It focuses on aerodynamic models for the fuselage, the main wing, and the stabilizers under the influence of the wake trailed from the propeller. For this, application of the vortex lattice method is proposed to reflect the propeller's wake effect on those aerodynamic surfaces. By considering the maneuvering flight states and the flow field generated by the propeller wake, the induced velocity at any point on the aerodynamic surfaces can be computed for general flight conditions. Thus, strip theory is well suited to predict the distribution of air loads over wing components and the viscous flow effect can be duly considered using the 2D aerodynamic coefficients for the airfoils used in each wing. These approaches are implemented in building a high-fidelity mathematical model for a propeller-driven airplane. Flight dynamic analysis modules for the trim, linearization, and simulation analyses were developed using the proposed techniques. The flight test results for a series of maneuvering flights with a scaled model were used for comparison with those obtained using the flight dynamics analysis modules to validate the usefulness of the present approaches. The resulting good correlations between the two data sets demonstrate that the flight characteristics of the propeller-driven airplane can be analyzed effectively through the integrated framework with the propeller and airframe aerodynamic models proposed in this study.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권2호
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• pp.124-129
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• 2007

동 연구에서는 전진비행하는 로터의 평균 유입류 예측기법 중 Drees 선형모델, 몇가지 변형된 형태의 Mangler & Squire 모델을 서로 비교하여 각 유입류 모델의 특성을 알아내고, KARI 자체 자유후류기법 코드의 해석결과를 함께 비교하여 각 유입류 예측기법의 특성을 파악하였다. 각 예측기법의 비교를 위해 유입류 실험치가 존재하는 로터에 대하여 전진비 0.15, 0.23 및 0.30의 3가지 비행조건을 적용하여 예측한 결과를 비교 분석하였다. Drees 모델의 경우 비교적 실험치에 근접하게 예측하나, 선형모델의 한계로 인해 유입류의 비균일성을 모델링하기에는 미흡하며, Mangler & Squire 모델은 끝단을 제외하고는 비교적 실험치에 근접하게 예측함을 알 수 있었으며, KARI의 자유후류기법은 유입류의 비균일성을 매우 잘 예측하나, 동체에 의한 올려흐름 효과, 후퇴부에서의 동적실속 효과 등의 추가 고려가 필요함을 알 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.65-72
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• 2012

프로펠러와 고양력장치를 장착한 터보프롭 항공기에 대한 실속 특성 분석을 위해 수치 해석을 수행하였다. 항공기의 실속 특성은 프로펠러와 고양력 장치의 장착 조합에 따른 형상별 전산해석 결과를 통해 정성적으로 분석하였다. 실속 특성 해석은 Spalart-Allmaras 난류 모델을 기반으로 한 3차원 Navier-Stokes 방정식 해법을 이용하였으며 프로펠러의 회전은 슬라이딩 격자기법을 이용하여 모사하였다. 분석 결과 순항 형상의 경우 동체/날개 페어링에서 주요 유동박리가 발생하며 프로펠러 후류로 인해 점차 감소함을 알 수 있었다. 고양력장치를 장착한 경우 나셀 바깥쪽에서 주요 유동박리 현상이 발생하였고 프로펠러가 회전하는 경우에도 상대속도 감소와 유효 받음각 증가로 나셀 바깥쪽 날개 부분은 조기에 실속에 잠김을 알 수 있었다. 프로펠러는 날개의 inboard에서 하강하는 회전 방향이 프로펠러 후류로 인한 실속 지연 측면에서 유리함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.375-382
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• 2020

적외선 유도 무기 체계의 발달로 항공기의 생존성은 지속적으로 위협받고 있으며, 항공기의 생존성을 향상시키기 위한 적외선 스텔스 기술 관련 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 적외선 유도 미사일이 항공기와 배경 간의 대비 신호를 탐지하는 것에 주목하여 비행 조건에 따른 항공기의 최적 적외선 신호를 분석하고자 하였다. 이를 위해 항공기의 비행 조건을 고려하여 유동 해석과 대류, 전도, 복사 3차원 열전달 해석을 수행하였고, 동체 표면 온도를 도출하여 항공기 주변 유동 특성을 기반으로 항공기의 적외선 신호를 분석하였다. 더 나아가, 비행 조건 별로 최적 적외선 신호를 갖기 위한 최적 방사율을 도출하였고, 비행 조건 별로 최적 방사율을 동체 표면에 적용했을 때 적외선 신호 저감 효과를 분석하였다.

• Composites Research
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• 제19권5호
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• pp.12-19
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• 2006

본 논문에서 한국해양연구원에서 개발 중인 20인승급 소형 위그선의 주익 구조 설계 및 해석에 관한 연구를 수행하였다. 경량화를 위해 탄소/에폭시 복합재료를 적용하였으며, 구조 형태는 스킨 스파 폼 샌드위치 구조를 사용하였다. 개념 설계에는 복합재 설계 개념을 반영하였고, 상세 설계 및 경량화 구조 설계에는 상용 유한 요소 코드인 NASTRAN을 이용하여 구조 설계를 수행하였다. 여러 단계의 구조 설계 변경을 통해 최종 구조 설계 결과는 설계 요구 조건을 만족하는 결과임을 확인하였다. 또한 주익을 동체에 고정하기 위해 8개의 고강도 볼트를 이용한 삽입 볼트형 구조가 용이한 장탈과 20넌 이상의 피로 수명의 고려를 통해 채택되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권8호
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• pp.1277-1286
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• 2001

Aluminum 5052/Aramid Fiber Reinforced Plastic(Al5052/AFRP) laminates are applied to the fuselage-wing intersection. The Al5052/AFRP laminates suffer from the cyclic bending moment of variable amplitude during the service. Therefore, the influence of cyclic bending moment on the delamination and the fatigue crack propagation behavior in Al5052/AFRP laminate was investigated in this study. Al5052/AFRP laminate composite consists of three thin sheets of Al5052 and two layers of unidirectional aramid fibers. The cyclic bending moment fatigue tests were performed with five different levels of bending moment. The shape and size of the delamination zone formed along the fatigue crack between Al5052 sheet and aramid fiber-adhesive layer were measured by an ultrasonic C-scan. The relationships between da/dN and ΔK, between the cyclic bending moment and the delamination zone size, and between the fiber bridging mechanism and the delamination zone were studied. Fiber failures were not observed in the delamination zone in this study. It represents that the fiber bridging modification factor should turn out to increase and that the fatigue crack growth rate should decrease. The shape of delamination zone turns out to be semi-elliptic with the contour decreased non-linearly toward the crack tip.