• 한국군사과학기술학회지
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• 제26권3호
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• pp.302-312
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• 2023

This paper describes the analysis of lightning strike zoning, the indirect lightning data simulation and the protection design for lightning indirect effects of equipment by lightning strike for unmanned aircraft consisting of composite wings. Through the analysis of lightning strike zoning according to the external shape of unmanned aerial vehicles, the structure areas that should be protected during lightning strike is derived, and the protection requirements of lightning indirect effects for flight critical equipments and equipment that must be operated upon lightning strike was derived. Lightning protection levels according to the location of mounting equipment and surrounding structure materials for each equipment was derived, and the protection design of the unmanned aerial vehicle with composite structures was also proposed from direct effect of lightning. Later, the lightning protection technology will be verified by the ground test of lightning direct and indirect effects.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권6호
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• pp.2356-2363
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• 2015

Localization of lightning strike point (LSP) in the forest is modeled to mitigate the forest fire damage. Though forest fire ignited by lightning rarely happens, its damage on the forest is grievousness. Therefore, predicting accurate location of LSP becomes crucial in order to control the forest fire. In this paper, we proposed a new hybrid localization algorithm by combining the received signal strength (RSS) and the received signal strength ratio (RSSR) to improve the accuracy by mitigating the environmental effect of lightning strike location in the forest. The proposed hybrid algorithm employs antenna theory (AT) model of cloud-to-ground (CG) return stroke lightning channel to forecast the location of the lightning strike. The obtained results show that the proposed hybrid algorithm achieves better location accuracy compared to the existing RSS method for predicting the lightning strike location considering additive white Gaussian noise (AWGN) environment.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권12호
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• pp.1071-1086
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• 2016

항공기는 결빙, 난기류, 낙뢰 등 환경적 요인에 의해 안전성을 위협받는다. 그 중 낙뢰는 항공기에 강한 전류와 전압을 유입시켜 고온의 열과 자기장을 발생시키므로 항공기 안정성에 큰 위협이 된다. 본 연구에서는 낙뢰의 발생원리 및 항공기 낙뢰 피격 메카니즘을 설명하고 항공기에 대한 낙뢰의 직접, 간접 영향성을 다룬다. 먼저 항공기 낙뢰 지침서인 ARP를 분석하여 항공기 낙뢰모사와 부착위치에 대한 분석을 진행하였으며, 이를 전산 시뮬레이션에 적용하였다. 또한 ABAQUS 소프트웨어를 활용한 열적, 전기적 시뮬레이션을 통해 연료탱크의 낙뢰 영향성 분석 및 낙뢰보호시스템 설계를 진행하였다. 그리고 Maxwell 방정식에 기초한 EMA3D 소프트웨어를 활용하여 항공기 전기체의 전류 흐름에 대한 전산수치해석을 진행하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제6권3호
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• pp.13-18
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• 2012

Every 3000 hour an aircraft is stricken by a lightning. Also the lightning damage to the aircraft during flight are continually occurred due to extreme weather phenomena such as global warming. Under the airworthiness standards, the aircraft must be designed to protect lightning. To show compliance for lightning, the test should be conducted by the actual lightning current and voltage waveform for the actual aircraft or parts. After test, structure damage is detected via visual inspection or NDI. Structure substantiation for damage is to show retaining limit or near limit load capability. This is conducted by test or analysis based on test. Thus, the aircraft should retain structural strength to land safely, even though the damage of aircraft fuselage from Lightning strike are occurred.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권spc호
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• pp.49-55
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• 2020

항공사에서 운용되는 수송급 항공기는 평균적으로 연 1회(또는 1,000~20,000 비행시간 당 1회) 낙뢰에 피격되는 것으로 추정된다. 그러나 피격 확률이 중요한 것이 아니라 항공기가 낙뢰에 피격된다는 사실이 중요하다. 그러므로 인증 과정에서 항공기의 낙뢰보호설계가 검증되고 낙뢰 관련 감항기준에 대한 적합성이 입증되어야 한다. 본 논문에서는 우선적으로 우리나라 최초로 민간 형식증명을 획득한 KC-100 비행기 및 일부 시험 사례 분석을 통해 낙뢰에 대한 적합성 입증방법을 고찰하였다. 향후 본 논문을 바탕으로 우주발사체에 대한 낙뢰 영향성도 고찰해 볼 필요가 있다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제15권1호
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• pp.44-53
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• 2014

A lightning strike to the aircraft seriously affects the aircraft and its components in various ways. As one of the most critical threats to the flight safety of an aircraft, fuel vapour ignition by lightning can occur through various means, notably through hot spot formation on the fuel tank skins. In this study, a coupled thermal-electrical approach using the commercial software ABAQUS is used to study the effects of a lightning strike on aircraft fuel tanks. This approach assumes that the electrical conductivity of a material depends on temperature, and that a temperature rise in a material due to Joule heat generation depends on electrical current. The inter-dependence of thermal and electrical properties-the thermal-electrical coupling-is analyzed by a coupled thermal-electrical analysis module. The analysis elucidates the effects of different material properties and thicknesses of tank skins and identifies the worst case of lightning zones.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권3호
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• pp.269-275
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• 2012

Carbon-fiber reinforced plastic(CFRP) laminates made of nano-particle-coated carbon fibers and damaged by a simulated lightning strike were tested under compression-after-impact(CAI) mode, during which the damage progress due to compressive loading has been monitored by acoustic emission(AE). The impact damage was induced not by mechanical loading but by a simulated lightning strike. Conductive nano-particles were coated directly on the fibers, from which CFRP coupons were made. The coupon were subjected to the strikes with a high voltage/current impulse of 10~40 kA within a few ${\mu}s$. The effects of nano-particle coating and the degree of damage induced by the simulated lightning strikes on AE activities were examined, and the relationship between the compressive residual strength and AE behavior has been evaluated in terms of AE event counts and the onset of AE activity with the compressive loading. The degree of impact damage was also measured in terms of damage area by using ultrasonic C-scan images. The assessment during the CAI tests of damaged CFRP showed that AE monitoring appeared to be useful to differentiate the degree of damage hence the mechanical integrity of composite structures damaged by lightning strikes.

• 전기학회논문지
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• 제67권10호
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• pp.1265-1270
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• 2018

One of the ways to improve the stability of power facilities used in power systems is to use power surge arresters and to protect against transient overvoltages and surges in normal operation. Also it is important to reduce the impact of lightning strikes because lightning can create overvoltage in the grid of the wind turbine and affect power quality. So This paper analyzes the effects of overvoltage and adjacent turbines due to single strike and multi strike to ground impedance changes when the surge arrester is deteriorated in a wind power farm.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.110-120
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• 2003

고공을 운항하는 항공기는 대기중의 자연현상에 의해 낙뢰에 노출되게 된다. 낙뢰 피해는 개발초기에는 목재 항공기의 절연파괴에 의한 손상과 화재등이 있었으며 알루미늄의 보급으로 전금속체 항공기가 개발되었지만 연료탱크의 화재 문제라든지 낙뢰 사고는 계속 발생하였다. 이에 NACA에서는 1938년 문제를 제기하고, 인공 낙뢰에 대한 연구를 시작하였다. 이어 FAA에서는 낙뢰보호에 대한 인증을 위해 감항기준을 제정하고 SAE에 낙뢰에 대한 항공기의 보호를 위한 시험대책 연구를 의뢰하여 낙뢰를 모사한 시험 전류, 전약 파형을 제시하여 항공기의 낙뢰보호, 인증에 활용하고 있다. 이 글에서는 낙뢰의 메커니즘 분석을 통한 항공기에 대한 낙뢰의 영향을 제시하고 특히 항공기 안전사고의 중요한 요인으로 대두되고 있는 항공기에 대한 낙뢰의 직접영향에 대한 사례를 분석하고 인증기준과 시험 전류 및 전압파형, 낙뢰 피격부위를 열거하여 개발항공기 및 비행체에 대한 인증에 활용되도록 하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.395-402
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• 2015

본 논문에서는 간접낙뢰로 인한 항공기 탑재 컴퓨터의 손상을 보호하기 위한 간접낙뢰 보호장치의 설계 내용 및 시험 과정을 소개한다. 낙뢰로부터 유도된 서지 전압은 항공기 전기 전자장비의 기능 장애나 손상을 가져오는데 이것을 낙뢰의 간접영향이라 한다. 이러한 항공기의 낙뢰 간접영향으로부터 항공전자 장비를 보호하기 위해서는 항공기에 가해진 낙뢰로 인한 영향성을 분석하고 이에 따른 보호 설계를 각각의 장비에 적용한다. 본 논문에서는 보호대상 장비의 간접낙뢰로 인한 손상을 방지하기 위하여 수행한 RTCA DO-160G Section22의 카테고리 분석과 선정을 통한 간접낙뢰 수준 결정, 선정된 레벨에 따른 보호회로 설계 방법을 소개한다. 또한 설계된 보호회로의 유효성 확인을 위해 수행한 낙뢰 간접영향 검증시험 결과를 보인다.