• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.36-41
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• 2014

Electro-Mechanical Actuator installed on aircraft consists of a decelerator which magnifies the torque to rotate an axis connected with aircraft control surface, a control section which controls the motor assembly through receiving orders from cockpit and a motor assembly which rotates the decelerator. EMA controls aircraft attitued, position, landing, takeoff, etc. It is important part of a aircraft. Aircraft maneuvering make vibration of EMA. Vibration may cause the vibration fatigue. For that reason, it is necessary to analyze the system safety. In this paper, first EMA is modeled in finite element method and analyzed the response from input vibration. second EMA is tested and analyzed from modal experimental data. third EMA Fe model is updated and re analyzed. and EMA is verified safety with $3{\sigma}$ stress and S/N curves.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권8호
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• pp.26-33
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• 2005

틸트로터 비행체 개념인 스마트무인기는 수직이착륙, 장기체공, 그리고 고속비행성능을 동시에 요구한다. 이와 같은 세 가지의 상반된 비행체 성능의 구현을 위해서는 비행모드별로 최적의 공력성능을 갖도록 하는 플랩시스템의 운용이 불가피하다. 스마트무인기의 플래퍼론을 설계하는데 있어서 다양한 후보 형상을 생성하고, 이들 형상에 대해 전산유동해석을 수행하여 각 형상에 대한 공력성능을 분석하였다. 이와 같은 공력성능과 실제형상의 구조적인 단순성을 고려하여 스마트무인기의 최종 플래퍼론 형상을 선정하였으며, 40% 축소모델에 대한 풍동시험을 통해 선정된 플래퍼론에 대한 성능을 검증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제8권4호
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• pp.1-6
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• 2014

This paper presents the trade-off study of conducting a survey of the weights for various kind of propulsion systems installed in the Smart Unmanned Aerial Vehicle TR-100, a tilt-rotor vehicle, which is developed by Korea Aerospace Research Institute, in order to predict the appropriate propulsion system for present and future Personal Air Vehicle, which has single mode and vertical take-off & landing. In order to perform the trade-off study, we set the requirements that the vehicle hovers for 1 hour with 1,000 kg maximum take off weights. In this study, the power systems are classified engine, which uses the fossil fuel - turboshaft engine, piston engine, diesel engine and rotary engine, and electric motor with fuelcell or Li-Ion battery. The results of trade-off study shows the power systems using fossil fuel are superior to using fuelcell or Li-Ion battery for weight of propulsion system. Also turboshaft engine is the best power system for the aspects of system weight, and the nexts are rotary engine, piston engine, diesel engine, electric motor with Li-Ion battery, and electric motor with fuelcell.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.1-9
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• 2004

수직이착륙과 고속수평비행이 기능한 스마트 무인기 개발의 일환으로 초기개념설계용 성능예측 프로그램을 작성하였다. 스마트 무인기가 요구하는 설계조건을 기반으로 각 임무 단계 수행과정에서의 연료소모중량을 반복계산하여 전체 중량을 예측하고, 동시에 무인기의 주요형상변수, 추진성능, 수직이착륙성능, 수평비행성능 등의 계산을 통해 성능예측 및 설계요구조건 만족여부 판단, 경향성 분석을 수행할 수 있다. 동 프로그램은 수직이착륙 무인항공기 비행체의 초기개념설계단계에서 비행체의 경향성 분석, 비행성능 예측 및 설계 요구조건 검증 등을 손쉽고 간편하게 수행 할 수 있는 도구도서 사용할 수 있다.

• Wind and Structures
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• 제30권4호
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• pp.433-450
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• 2020

The strong turbulence characteristic of typhoon not only will significantly change flow field characteristics surrounding the large-scale wind turbine and aerodynamic force distribution on surface, but also may cause morphological evolution of coast dune and thereby form sand storms. A 5MW horizontal-axis wind turbine in a wind power plant of southeastern coastal areas in China was chosen to investigate the distribution law of additional loads caused by wind-sand coupling movement of coast dune at landing of strong typhoons. Firstly, a mesoscale Weather Research and Forecasting (WRF) mode was introduced in for high spatial resolution simulation of typhoon "Megi". Wind speed profile on the boundary layer of typhoon was gained through fitting based on nonlinear least squares and then it was integrated into the user-defined function (UDF) as an entry condition of small-scaled CFD numerical simulation. On this basis, a synchronous iterative modeling of wind field and sand particle combination was carried out by using a continuous phase and discrete phase. Influencing laws of typhoon and normal wind on moving characteristics of sand particles, equivalent pressure distribution mode of structural surface and characteristics of lift resistance coefficient were compared. Results demonstrated that: Compared with normal wind, mesoscale typhoon intensifies the 3D aerodynamic distribution mode on structural surface of wind turbine significantly. Different from wind loads, sand loads mainly impact on 30° ranges at two sides of the lower windward region on the tower. The ratio between sand loads and wind load reaches 3.937% and the maximum sand pressure coefficient is 0.09. The coupling impact effect of strong typhoon and large sand particles is more significant, in which the resistance coefficient of tower is increased by 9.80% to the maximum extent. The maximum resistance coefficient in typhoon field is 13.79% higher than that in the normal wind field.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.541-549
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• 2008

피로해석은 반복하중 하에서의 항공우주 구조물에 대한 구조적 파괴를 예방하기 위해 수행된다. 본 논문에서는 틸트로터형 무인 항공기에 대하여 피로수명에 대한 평가를 하였다. 먼저 틸트로터형 무인항공기의 기동에 맞는 하중 스펙트럼을 생성해 내었으며, F.C.L. 부품중 하나인 플랩퍼론 연결부위에 대하여 피로해석을 수행 하였다. 틸트로터형 무인항공기는 크게 두 가지 기동 형태로 나눌 수 있는데, 이 착륙시의 헬리콥터 형태와 순항시의 고정익 형태가 되겠다. 전체적인 피로하중 스펙트럼을 만들기 위해서 헬리콥터 형태에는 FELIX를, 고정익 형태에서는 TWIST를 사용하였다. 한편으로는, S-N 실험점이 해석에 사용될 때 재료수명의 전 영역에 대한 S-N 회귀식을 얻기 위하여 크리깅 메타 모델이 사용되었다. 그리고 최소 자승법을 이용한 이차 회귀식에 대한 S-N 커브 역시 생성하였다. 더욱이 이 커브들이 갖고 있는 정확도를 측정하기 위하여 결정 계수법을 사용하였다. 마지막으로는 플랩퍼론 연결 부위에 대한 피로수명 결과를 MSC. Fatigue와 비교하였다.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권4호
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• pp.343-352
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• 2016

멀티로터 비행체는 여러 개의 로터로 이루어진 무인 비행로봇으로서, 로터의 개수에 따라서 트라이로터, 쿼드로터, 헥사로터, 옥토로터 등으로 나누어 진다. 멀티로터는 수직이착륙 및 정지비행과 같은 높은 기동성으로 인하여 다른 무인 비행로봇에 비하여 험준한 산학지역 및 건물이 밀집되어 있는 도심과 같은 지역의 정찰 및 감시 등 여러 응용분야에 유용하게 활용될 수 있다. 하지만, 멀티로터는 불확실한 외부 환경 및 외란의 영향에 쉽게 노출될 수 있어 강건한 자세 및 비행제어 기법의 적용을 필요로 한다. 본 논문에서는 강인제어기법 중 하나인 슬라이딩 모드제어기를 설계 및 임베디드 알고리듬을 구현을 통하여 실시간 실내 비행실험을 위한 시스템을 구성하고, 실시간 위치제어 및 자세 안정화에 대한 실내 비행실험을 수행하였다. 특히, 불확실한 외부환경에 대한 강건한 비행특성을 검증하기 위하여 외란을 삽입하여 비행시험을 통해 성능을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권5호
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• pp.41-49
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• 2005

본 논문에서는 KF-16D 항공기의 동특성을 실험적으로 규명하기 위해 수행한 지상진동시험의 시험 방법, 센서 및 장비 설치, 시험 결과 검증 방법 및 시험 결과를 기술하였다. 지상진동시험은 외부 장착물 장착 형상에 따라 7가지 형상으로 분류하여 실시하여 외부장착물 부착 형상에 따른 항공기의 동특성 변화를 정량적으로 산출하였고 비행 중 항공기 진동 모드의 정량적인 변화량을 예측할 수 있게 하였다. 항공기 지지는 항공기 비행 상태의 조건을 구현하기 위하여 착륙장치 타이어의 공기압을 최소로 하였다. 시험은 6개~8개의 가진기를 사용하여 다점 랜덤 가진법으로 항공기를 가진하고 약 200개의 가속도계로부터 항공기의 응답을 측정하였다. 시험결과 관심 있는 낮은 주파수영역에서 선형성을 보여 양질의 주파수 응답함수를 얻었으며, 상반성을 만족함을 알 수 있었다. 측정된 가진력과 응답신호로부터 주파수 응답 함수를 구하였으며, 고유 진동수와 감쇠 계수는 주파수 응답함수로부터 다기준 최소 자승 복소 지수법을 적용하여 산출하였다. 고유진동모드는 최소 자승 주파수 영역법으로 사용하여 구성하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.691-701
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• 2020

본 논문은 전기 추진 수직이착륙 무인기의 형상에 적합하도록 회전익 모드에서 추진시스템이 고장난 상황을 대처하기 위한 컨벡스 최적화 기법 기반의 믹서를 제시한다. 각 모터 및 프로펠러의 고장 영향성을 분석하기 위하여 컨벡스 함수 성질을 이용하여 가용 조종력 집합을 계산하였으며 이를 도시하는 방법을 기술하였다. 조종력 할당을 최적화 문제로 정의하고, 실시간으로 최적해를 구하기 위하여 컨벡스 함수로 문제를 재정의하였다. 컨벡스 최적화 솔버를 사용하여 수직 이착륙 비행 모드의 믹서를 구현하였으며 조종력 할당 기법들의 성능을 가용 조종력 범위 집합으로 비교하였다. 최종적으로 비선형 6자유도 시뮬레이션을 통하여 타기법(의사역행렬 기법, 재분배의사역행렬 기법)과 비교 분석하였다.