• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권2호
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• pp.259-269
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• 2015

The issue of the longitudinal stability of a WIG vehicle has been a very critical design factor since the first experimental WIG vehicle has been built. A series of studies had been performed and focused on the longitudinal stability analysis. However, most studies focused on the longitudinal stability of WIG vehicle in cruise phase, and less is available on the longitudinal static stability requirement of WIG vehicle when hydrodynamics are considered: WIG vehicle usually take off from water. The present work focuses on stability requirement for longitudinal motion from taking off to landing. The model of dynamics for a WIG vehicle was developed taking into account the aerodynamic, hydrostatic and hydrodynamic forces, and then was analyzed. Following with the longitudinal static stability analysis, effect of hydrofoil was discussed. Locations of CG, aerodynamic center in pitch, aerodynamic center in height and hydrodynamic center in heave were illustrated for a stabilized WIG vehicle. The present work will further improve the longitudinal static stability theory for WIG vehicle.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.443-450
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• 2014

본 연구에서는 수중익 배치와 종모멘트 특성이 전몰형 수중익선의 종방향 운동 안정성에 미치는 영향에 대하여 Tandem 수중익 모형의 시험을 통하여 고찰한다. 먼저, Canard 날개배치를 가지는 Tandem 수중익 모형을 제작하고 수중익의 양력 및 항력 계측 실험을 수행하여 양력 및 항력 특성을 평가하였다. 또한 종방향 운동의 초기 안정성과 자기 안정성을 가지는 Tandem 수중익 모형의 날개 배치를 결정하였다. Tandem 수중익 모형의 종안정성 시험에서는 선수 및 선미 수중익의 종방향 간격 변화와 종모멘트의 자기안정성 변화에 따른 Pitch 및 Heave 운동 특성, 익주 상태의 종안정성을 평가하였다. 먼저, Canard 날개배치를 가지는 Tandem 수중익 모형을 제작하고 수중익의 양력 및 항력 계측 실험을 수행하여 양력 및 항력 특성을 평가하였다. 또한 종방향 운동의 초기 안정성과 자기 안정성을 가지는 Tandem 수중익 모형의 날개 배치를 결정하였다. Tandem 수중익 모형의 종안정성 시험에서는 선수 및 선미 수중익의 종방향 간격 변화와 종모멘트의 자기안정성 변화에 따른 Pitch 및 Heave 운동 특성, 익주 상태의 종안정성을 평가하였다. 실험 수행 결과 본 연구의 주요 결론의 다음과 같다. 종 모멘트 자기 안정성이 클수록 주어진 고정 pitch 각에서 pitch운동에 대한 자기안정성이 높다. 다음 종모멘트 자기 안정성이 클수록, pitch각도 변화에 따른 pitch운동 및 heave운동의 변동 폭이 상대적으로 작으며 종방향 안정성이 우수하다. 마지막으로 종모멘트 자기안정성이 클수록, 수중익 양력이 동일한 경우, Tandem 수중익의 안정적인 익주를 위해서는 충분한 종모멘트의 자기안정성을 확보하는 것이 필수적인 것을 시험을 통하여 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권4호
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• pp.391-397
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• 2009

In this paper, longitudinal static stability is investigated, which is an essential requirement for the safety and the performance of the human powered hydrofoil boat (HPHB). In case a disturbance changes the trim angle of the boat, the derivative of the moment about the center of gravity must be negative in order to make the boat to be stable. The equation to evaluate the longitudinal static stability of the EPISODE, a HPHB of Chungnam National University with a height controlling system(HCS) is derived. From the derivative it is confirmed that a longitudinal and vertical position of the center of gravity is important for a HPHB. The range of a trim angle while the boat is foil-born was found with a HCS under the condition of mechanical restraint. And it is confirmed that the longitudinal static stability is satisfied for EPISODE in certain range of a trim angle. It is also shown that the longitudinal static stability and a range of the trim angle can be determined from the principal dimensions of a HPHB, therefore, it can be applied from the stage of the conceptual design of HPHB.

• 한국항공운항학회지
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• 제15권4호
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• pp.142-147
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• 2007

When the aircraft is developed, several flight tests are performed including stability and controllability, performance and systems, above all the most important part of the flight test is stability test. Stability test is divided into two parts, static stability and dynamic stability. Static stability of the aircraft is typically defined in terms of its initial tendency to return to equilibrium after a disturbance and not included time concept. One of static stability, longitudinal static stability, was addressed here. The longitudinal static stability was studied from the basic theory to the flight test method and also explained data reduction method throughout the flight test. Finally showed how to meet the specifications such as ROC, FAR and MIL-specifications.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.963-969
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• 2005

An advanced method of Relaxed Static Stability (RSS) is utilized for improving the aerodynamic performance of modem version supersonic jet fighter aircraft. The flight control system utilizes RSS criteria in both longitudinal and lateral-directional axes to achieve performance enhancements and improve stability. The T-50 advanced trainer employs the RSS concept in order to improve the aerodynamic performance and the flight control law in order to guarantee aircraft stability, The T-50 longitudinal control laws employ the dynamic inversion and proportional-plus-integral control method. This paper details the design process of developing longitudinal control laws for the RSS aircraft, utilizing the requirement of MIL-F-8785C. In addition, This paper addresses the analysis of aircraft characteristics such as damping, natural frequency, gain and phase margin about state variables for longitudinal inner loop feedback design.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.83-91
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• 2006

현대의 고성능 전투기는 공력성능 및 조종성능의 향상을 위하여 대부분 세로축 방향으로 항공기를 불안정하게 설계하는 정안정성 완화 개념을 채택하고 있다. 비행제어법칙의 설계 작업은 불안정하게 설계된 항공기에 안정성을 부여하고, 주어진 비행임무에 대하여 만족스런 조종성능을 발휘할 수 있도록 비행성능을 조작하는 일련의 과정이다. 세로축 무게중심은 무장형상, 연료상태 및 착륙장치의 위치에 영향을 받으며 항공기 안정성에 많은 영향을 미친다. 따라서 무게중심의 이동은 세로축 안정도 여유에 영향을 미친다. 본 논문에서는 운용 시에 발생 가능한 최대 후방 무게중심에 대해 항공기 안정성을 해석하였고, 비행시험을 통해 최종적으로 검증하였다. 선형해석 항목은 세로축 단주기 모드 특성 및 안정도 여유에 관하여 행하였으며, 비선형 해석 항목은 단주기 모드를 해석하기 위해 세로축 가진 입력에 대한 항공기 응답특성을 분석하였다. 또한, 최대 후방 무게중심에서 수행된 고받음각 비행시험 자료를 제시함으로써 T-50 고등훈련기의 비행 안정성을 제시하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.1-6
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• 2015

This paper investigates the longitudinal flight dynamics and stability of flapping-wing micro air vehicles. Periodic external forces and moments due to the flapping motion characterize the dynamics of this system as NLTP (Non Linear Time Periodic). However, the averaging theorem can be applied to an NLTP system to obtain an NLTI (Non Linear Time Invariant) system which allows us to use a standard eigen value analysis to assess the stability of the system with linearization around a reference point. In this paper, we investigate the dynamics and stability of a hawkmoth-scale flapping-wing air vehicle by establishing an LTI (Linear Time Invariant) system model around a hovering condition. Also, a direct time integration of full nonlinear equations of motion of the flapping-wing micro air vehicle is conducted to see how the longitudinal flight dynamics appear in the time domain beyond the reference point, i.e. hovering condition. In the study, the flapping-wing air vehicle exhibited three distinct dynamic modes of motion in the longitudinal plane of motion: two stable subsidence modes and one unstable oscillatory mode. The unstable oscillatory mode is found to be a combination of a pitching velocity state and a forward/backward velocity state.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.12-17
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• 2006

채널 및 레일과 같은 비평면 지면 위를 비행하는 날개들의 정상상태 공력특성 및 종방향 정안정성을 경계요소법을 사용하여 연구하였다. 펜스의 높이가 날개의 위치보다 높을 경우, 펜스와 날개와의 거리가 작아질수록 양력이 증가하고 피칭다운 모멘트가 커졌다. 레일의 폭이 날개 스팬보다 넓을 때, 레일의 높이가 낮을수록 양력이 증가하고 유도항력이 감소하였다. 종방향 정안정성 측면에서 단일 날개의 경우 비평면 지면보다 평지에서 안정한 결과를 나타내었다. 종렬배치형 날개의 경우 채널내를 비행하는 날개가 평지보다 비평면 지면에서 안정적이었다. 본 연구결과는 초고속운송체의 설계에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Wind and Structures
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• 제13권5호
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• pp.471-485
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• 2010

In comparison with the common two-tower suspension bridge, due to the lack of effective longitudinal restraint of the center tower, the three-tower suspension bridge becomes a structural system with greater flexibility, and more susceptible to the wind action. By taking a three-tower suspension bridge-the Taizhou Bridge over the Yangtze River with two main spans of 1080 m as example, effects of structural parameters including the cable sag to span ratio, the side to main span ratio, the deck's dead load, the deck's bearing system, longitudinal structural form of the center tower and the cable system on the aerodynamic stability of the bridge are investigated numerically by 3D nonlinear aerodynamic stability analysis, the favorable structural system of three-tower suspension bridge with good wind stability is discussed. The results show that good aerodynamic stability can be obtained for three-tower suspension bridge as the cable sag to span ratio is assumed ranging from 1/10 to 1/11, the central buckle are provided between main cables and the deck at midpoint of main spans, the longitudinal bending stiffness of the center tower is strengthened, and the spatial cable system or double cable system is employed.

• 항공우주기술
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• 제2권2호
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• pp.18-24
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• 2003

비행선의 자세각 변화는 내부의 헬륨 가스의 쏠림에 의한 부력중심 이동을 수반하게 된다. 본 논문에서는 자세각에 따른 부력중심 이동거리를 산출하고, 그에 따른 정적 종안 정성을 고찰하였다. 또한, 부력중심 이동 거리를 줄이기 위하여 비행선 내부에 설치된 격막에 의한 효과를 검토하였다. 부력중심은 정적 종안정성을 저하시키는 방향으로 이동하므로, 현 설계에서는 격막의 설치가 필수적이다. 속도에 대한 종적 정안정성을 고찰한 결과, 현 설계에서는 매우 낮은 속도 영역에서 정적으로 안정함을 알 수 있다.