• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• Composites Research
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• 제23권6호
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• pp.1-6
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• 2010

복합재 항공기 동체의 낙뢰손상방지를 목적으로 탄소섬듐-주석 산화물(ITO) 나노입자를 코팅함으로써 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 복합재료의 전기전도도를 향상하였다. 탄소섬유에 코팅된 ITO 나노입자는 10~40%의 농도로 콜로이드 상태에서 분사되었다. CFRP의 전기전도도는 코팅 후 3배 이상 증가하였으며 현재 B-787 복합재 항공기 동체에 사용 중인 기술인 금속메쉬를 CFRP 외층에 매몰한 경우보다도 높은 전기전도도를 얻을 수 있었으며, 나노입자 코팅으로 섬유-기지 계면에 미지는 악영향은 발견되지 않았다. 모의 낙뢰에 의한 손상영역은 각각 다른 처리를 한 재료와 조건에 따라 초음파 C-scan 이미지로 확인하였다. ITO 40% 코팅 시편의 경우 전기전도도는 B-787 샘플의 경우보다 높았지만 낙뢰에 의한 손상영역의 크기는 거의 비슷한 수준이었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.35-45
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• 2023

본 논문에서는 항공기용 차폐 케이블의 구조에 따른 간접낙뢰의 영향성을 분석하고, 차폐력 향상을 위한 차폐 케이블 구조를 분석하였다. 항공기에서 케이블은 부품 중에 가장 많은 비중을 차지하고 있고, 항공기 프레임과 전자기기들이 연결되어 있어 영향을 많이 줄 수 있다. 특히, 간접낙뢰 노이즈는 항공 전자기기 오동작 및 손상을 발생시킬 수 있어, 차폐 케이블을 활용하여 간접낙뢰 노이즈로 인한 피해를 줄일 수 있다. 항공기용 차폐 케이블의 차폐층 유무, 내심, 절연체 등의 케이블 구조에 따른 간접낙뢰 영향성 분석을 진행하였다. 또한, 간접낙뢰 공인 규격인 RTCA DO-160G Sec. 22를 적용하여 시뮬레이션 및 실험하여 검증하였다.

• International Journal of Safety
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• 제5권2호
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• pp.18-23
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• 2006

Studies have claimed that ESE (Early Streamer Emission) air terminals offer a vastly increased zone of protection over that of traditional lightning rods (Franklin rods) by causing the emission of an upward streamer/leader: The upward streamer/leader will propagate towards the tip of the downward leader at an early stage in the attachment process.. This paper shows the results of a performance evaluation test of a particular type of the ESE air terminal (called "ElecHippo") with a simple rod tested at the Korea Electrotechnology Research Institute (KERI). The corona emission current of the ElecHippo made by Yong-Jin Enterprise Corp. has also been measured at the Occupational Safety & Health Research Institute (OSHRI). The results show that the ElecHippo meets the French standard of NFC 17-102-1995. The results also verify the ESE performance by measuring the ion emission current generated in the discharge electrode gap as a function of the capacitance and inductance of the equipped devices. Finally, we propose a new method for grounding the system to reduce the lightning damage by combining the ESE air terminal, the early discharge earth plate, the lightning strike recorder and the surge protection device.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.239-240
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• 2015

This paper presents the transient state characteristic and single phase ground fault occurred by deterioration of surge arrester when offshore wind turbine is struck by lightning strike. The wind turbine and submarine cable data are based on the 2.5GW offshore wind farm planned in South Korea Southwest Seashore. During lightning strikes, additional ground fault can lead to damage of the generation components. So, the sensitive analyses are conducted in order to investigate the effects of lightning strike on offshore wind 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.