• 항공우주시스템공학회지
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• 제3권1호
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• pp.42-46
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• 2009

The 1st development of "Human Powered Aircraft(HPA)" in Korea has been conducting by KAFA(Korea Air Force Academy) from Aug. 2008 to now. HPA is an aircraft powered by directly human energy. The thrust provided by the human power may be the only source and that is weak. Therefore, light weight and strong structure is first requirement. In this paper, treating a basic conceptual design of HPA and material property and material choice for HPA. Also analysing the structure and checking the safety of HPA.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제4권2호
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• pp.35-40
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• 2014

Human powered aircraft (HPA) is an airplane that uses only human power for its propulsion. It's development is completely different from conventional aircraft that use fuels as a power source. In the present study, special features for the development of HPA are discussed by studying the design requirements, weight estimation, aerodynamics and propulsion studies, power analysis, and mossion profile design. It is found that the development of the HPA is completely different from conventional aircraft. Mission profile is crucial to the successful flight of the sport HPA when the pilots are changed.

• 한국항공운항학회지
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• 제17권1호
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• pp.29-38
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• 2009

This paper surveys the historical perspective and design considerations for developing the human powered aircraft(HPA). Especially the weight and materials, aerodynamics, flight controls, and power trains are focused. The average power a human can produce and sustain is approximately 200${\sim}$250 W which is a critical design constraint of HPA. The survey shows that the empty weight of HPA was in the 30${\sim}$40 kg range(90${\sim}$110 kg include pilot). Thus, in order to design a successful HPA, the value of power to weight ratio should be 2.0 W/kg or above. The HPA design technique could be applied directly to the development of an unmanned high altitude airplanes used for atmospheric research, where light structures, low Reynolds number aerodynamics and high efficiency propeller design are required as well.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제5권1호
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• pp.19-22
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• 2015

Human powered aircraft (HPA) is an airplane that uses only human power for its propulsion. The human power as a power resource and an engine produce the available power that is very crucial to the success of the HPA. In the present paper, the human power characteristics for completing the mission profile are discussed focusing on the take-off and climbing performance. The mission profile is designed by using an athlete's power generation. It is believed that present analysis can be helpful for the mission profile design and athletes exercise program development for the HPA competitions.

• 한국항공운항학회지
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• 제21권1호
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• pp.62-67
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• 2013

Human Powered Aircraft (HPA) should be light in weight and have high efficiency because power source of propulsion is human muscles. Airframe structure takes up most of empty weight of aircraft, so weight reduction of structure is very important issue for HPA. In this paper, design/analysis/test procedures for ultra light weight structure of the HPA developed by Korea Aerospace Research Institute (KARI) are explained briefly. Structural design is conducted through case studies on HPA in the USA and Japan. Loads analysis is performed to calculate design loads which is needed for structural design and analysis. Structural analysis is conducted for structure sizing. Static strength test of main wing spar which is primary structure of wing is performed to verify structural integrity.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.193-201
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• 2013

프로펠러는 인간동력 항공기 추진시스템의 중요한 구성품이다. 높은 프로펠러 효율을 얻기 위하여 프로펠러는 큰 지름을 가지고 느리게 구동된다. 프로펠러는 인간동력 항공기용 프로펠러 설계 프로그램을 사용하여 설계되었다. 프로펠러의 피치는 지상에서 조정이 가능하다. 본 논문에서는 여러 가지 변수에 대하여 설계에 사용된 동일한 프로그램을 통하여 프로펠러의 성능 해석을 수행하였다. 또한, 파일롯의 체력이나 비행속도의 변화에 따른 탈 설계점 해석도 수행하였다. 설계된 프로펠러는 카본 복합재의 초경량 구조로 제작되어 총 950g의 무게로 제작되었다. 제작된 프로펠러는 아이언 버드에서의 지상 성능 시험을 통하여 속도 및 동력을 측정하고 튜닝을 수행하여 실기에 장착되어 최종적으로 291 m 비행에 성공하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.21-24
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• 2012

본 논문은 HPA(Human Powered Aircraft) 제작 계획서를 작성하기 위해 프로펠러에 사용하는 에어포일을 작년에 접하게 된 EDISON-CFD 분석을 이용하여 기존에 X-foil로 얻어진 날개 익형에 대한 양력계수와 항력계수, 양항비와 비교하였다. 프로펠러 허브로부터 거리에 따른 단면에 해당하는 레이놀즈 수, 마하수, 받음각, 시위길이를 고려하여 에어포일을 분석해 보았다. 그 결과를 통해 프로펠러 에어포일을 선정하는데 많은 도움이 되었다. EDISON-CFD 분석에 대해 좀 더 공부하는 계기가 되어 우리 팀이 앞으로 졸업논문을 쓰는데 많은 도움이 될 것이다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.209-220
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• 2013

본 논문에서는 항공우주연구원에서 주최하는 2012년 인간 동력 항공기 시범 경진대회에 참가하기 위하여 제작한 충남대학교 Light Bros. 팀의 Human Powered Aircraft인 Volante 날개에 대한 설계/제작과정과 프로펠러의 설계/제작과정을 기술하였다. 동력장치는 두 개의 프로펠러로 구성되어 있고 베벨기어와 지상에서 작동하게 만들어졌다. 프로펠러의 상태변화와 시간에 따른 동력변화를 측정하여 가장 효율적인 프로펠러는 찾는 것이다. 복합재의 사용과 글라이더 형태의 큰 Aspect Ratio(AR)을 갖는 날개의 하중 해석 및 구조 해석을 수행하였다. 주익 Spar의 모델링 및 구조 해석을 수행한 후 구조 시험을 통해 변위 및 Strain 비교를 수행하였으며 결과적으로 주익의 성능 및 안전성을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.221-229
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• 2013

인간동력항공기의 개념을 분석하여 최고 성능의 인간동력항공기 개발을 위하여 필요시되는 동력증강 및 항력감소 설계에 대하여 연구하였다. 2012년 인간동력항공기 시범경진대회에 출전하기 위하여 유선형 동체 채택에 의한 항력저감 및 팔과 다리 힘 동시사용에 의한 동력증강개념을 제시하였으며 개념 확인을 위하여 동체의 전산해석 및 동력장치 설계를 수행하였다. 유선형 동체의 효과를 최대한 이용하기 위해서는 동체형상 설계가 중요하며 팔의 동력을 이용하기 위해서는 조종 장치의 설계가 중요하고 비행실험이 요구된다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.202-208
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• 2013

본 논문에서는 기계적 동력을 이용하지 않고 오직 인간의 근육에서 발생된 에너지를 이용하여 이착륙 및 비행을 할 수 있는 인간동력항공기의 조종사 훈련 계획 수립, 훈련 및 성과에 관해 기술하였다. 이를 위해 전문 트레이너는 각 조종사들의 신체적 특성을 고려하여 훈련 계획을 수립하였으며, 조종사들은 기초 체력 증진을 위한 실내 트레이닝, 균일한 동력 발생을 위한 실외 트레이닝, 조향 능력 습득을 위한 시뮬레이션 교육 및 경비행기 탑승을 실시하였다. 훈련을 통해 조종사의 몸무게 감소 및 체력 향상을 확인할 수 있었으며, 비행에 필요한 기본적인 비행 운용 능력을 습득하였다.