• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.521-530
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• 2011

항공기 기체와의 체결부위가 많은 연료탱크는 체계연관성이 큰 대표적인 핵심 구성품 중의 하나로 다루어져 왔다. 회전익항공기에 광범위하게 적용되고 있는 내충격성 연료탱크는 항공기 추락 시 탑승자의 생존성 향상에 크게 기여하고 있다. 미육군에서는 항공기 추락 후 화재에 의한 인명손실을 원천적으로 방지하기 위해 군용 회전익기 역사의 초기 단계부터 연료탱크 고유의 내충격성에 관련된 군사규격을 제정하여 적용해 왔다. V-22 등의 잘 알려진 사례에 따르면 미군사규격(MIL-DTL-27422D)에서 요구하고 있는 연료탱크 충돌충격시험을 원활하게 통과하지 못하는 경우, 해당 연료탱크가 장착되는 항공기 자체의 개발일정에 심각한 지장을 초래한다. 연료탱크 충돌충격시험은 시편자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되므로, 설계 초기단계부터 충돌충격시험에 대한 일련의 수치적 모사(numerical simulation)를 통해 실물에 의한 시행착오의 가능성을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 Autodyn을 이용하여 연료탱크 충돌충격시험에 대한 수치적 모사를 수행하였으며, 그 결과로 구해진 등가응력 및 내부압력 평가를 통해 회전익항공기용 연료탱크의 내충격 성능을 고려한 설계방향을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.736-741
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• 2017

본 논문은 회전익 항공기의 와이퍼 시스템의 설계 개선에 관한 연구이다. 국내 회전익 항공기의 우천환경 운용 시, 와이퍼 닦임 성능 저하 및 떨림 현상이 발생하였다. 와이퍼 시스템은 크게 와이퍼 암 조립체, 전동기, 와이퍼 변환기 조립체, 플랙스 드라이브로 구성되며, 와이퍼 시스템에 문제가 발생하면 우천환경의 작전에 제한사항이 발생하여 작전능력이 감소한다. 이러한 와이퍼 시스템의 문제를 야기한 원인은 크게 2가지로 검토되었으며, 첫번째 사유는 항공기 기동조건에서 와이퍼 암에 작용하는 부상력 때문이며, 두번째는 구성품들의 과다한 유격 때문이다. 이 2가지 문제를 개선하기 위해서 본 연구가 수행되었으며, 4가지의 와이퍼 구성품 중 와이퍼 암을 개선하였다. 개선 내용으로는 와이퍼 암의 누름압(스프링 장력) 증가, 기어 공차 개선, 재질 및 형상 변경이 수행되었다. 개선형상의 검증은 구성품 단위 내구성 시험, 항공기 지상 시험, 비행 시험이 수행되었으며, 설계 개선된 와이퍼 암을 장착하였을 시 닦임 성능 및 유격문제가 해소된 것을 확인 할 수 있었다. 닦임성능은 육안으로 확인하였으며, 유격문제는 와이퍼 작동거리를 측정하여 확인하였다. 현재 국내 회전익 항공기는 개선 형상을 적용하여 문제없이 운용하고 있으며, 이러한 설계 개선 과정은 향후 회전익 항공기 개발 시 유용한 참고자료가 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.134-141
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• 2019

본 논문은 회전익 항공기의 수평 안정판의 설계 개선에 관한 연구이다. 회전익 항공기의 수평 안정판은 항공기의 피치, 요 등의 거동을 안정화시키는 역할을 수행한다. 이러한 역할로 인해 수평 안정판은 회전익 항공기의 비행 안전에 영향을 미치는 주요 구성 요소(비행안전품목)로 관리되고 있다. 그러나 국내 회전익 항공기 운용 중, 수평 안정판의 내부 구조에 균열이 발견되어 설계 개선의 필요성이 제기되었다. 본 논문에서는 파면 분석과 구조 해석을 통해 수평 안정판 내부 구조 균열의 근본 원인을 2가지로 분석하였다. 첫 번째는 볼트 체결 시 부가되는 체결 토크이며, 두 번째는 항공기 기동에 따른 Lead-lag 거동이다. 이 2가지 원인을 개선하기 위하여 본 연구가 수행되었으며 그 결과 볼트 체결 방법, 볼트 체결 플랜지 구조 및 두께를 변경하고 복합재 링을 추가로 적용하였다. 설계 개선의 검증을 위해 구조 해석이 수행되었으며 구조강도가 향상된 것을 확인할 수 있다. 또한 내부 구조물 (Rib 1)의 피로해석을 수행하여 요구 사항이 충족되었음을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.44-53
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• 2009

In this paper, Recursive Least Squares (RLS) and Fourier Transform Regression (FTR) methods for estimating stability and control derivatives of small unmanned helicopter are evaluated together with MMLE technique. Flight data simulated by using a commercial small-scale helicopter model are exploited to estimate the parameters with accuracies for hover and cruise modes. The performances of the system identification methods are also compared by analyzing the responses of the reconstructed systems using estimated derivatives.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권7호
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• pp.561-568
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• 2013

7,000lb 급 헬리콥터를 위한 무베어링 로터 허브 시스템을 설계한 후, 무베어링 로터 허브 시스템의 주요 구성품 중 하나인 유연보에 대해 요구수명 8,000시간을 만족하는지 확인하기 위한 피로해석을 수행하였다. 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하였으며, 정적구조해석을 통해 피로손상에 취약할 것으로 예상되는 두 단면에 대한 피로해석을 수행하였다. 구조해석을 위해 VABS를 사용하여 유연보 단면 형상에 대한 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 계산하였고, wohler equation을 적용하여 유연보를 구성하는 두 가지 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 생성하였다. CAMRAD II를 통해 무베어링 로터 시스템의 하중해석을 수행하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 피로해석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권10호
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• pp.823-832
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• 2018

일반적으로 항공기 운동 모델의 충실도는 대상 항공기의 비행시험 결과와 비교하여 검증한다. 따라서 성능 비교를 위한 기준 비행 데이터를 추출하는데, 각종 잡음이 포함된 방대한 양의 비행데이터를 처리하는 것은 많은 인력과 시간이 소요된다. 특히 회전익항공기는 축간 커플링 효과와 후류 간섭 효과 등으로 비선형성이 큰 특성을 가지고 있으며, 제자리 비행, 후진 비행 등의 다양한 기동을 수행하므로 비행 데이터를 처리하는 것이 복잡하다. 본 연구에서는 회전익항공기의 비행 데이터 처리 기준을 정의하고, 데이터마이닝 기법을 이용한 정적 및 동적 비행 데이터 자동 처리를 위한 절차와 방법을 제시한다. 최종적으로 비행데이터를 사용하여 제시한 방법을 검증한다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.186-196
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• 2017

In order to resolve the trimming difficulty in rotor CFD calculations, a high-efficiency and improved "delta trim method" is established to compute the blade control settings that are necessary to identify the blade motion. In this method, a simplified model which combines the blade element theory and different inflow models is employed to calculate the control settings according to the target aerodynamic forces, then it is coupled into a CFD solver with unsteady Navier-Stokes equations by the delta methodology, which makes the control settings and aerodynamics calculated and updated in the meantime at every trim cycle. Different from the previous work, the current research combines the inflow model based on prescribed wake theory. Using the method established, the control settings and aerodynamic characteristics of Helishape 7A, AH-1G and Caradonna-Tung rotors are calculated. The influence of different inflow models on trimming calculations is analyzed and the computational efficiency of the current "delta trim method" is compared with that of the "CFD-based trim method". Furthermore, for the sake of improving the calculation efficiency, a novel acceleration factor method is introduced to accelerate the trimming process. From the numerical cases, it is demonstrated that the current "delta trim method" has higher computational efficiency than "CFD-based trim method" in both hover and forward flight, and up to 70% of the amount of calculation can be saved by current "delta trim method" which turns out to be satisfactory for engineering applications. In addition, the proposed acceleration factor shows a good ability to accelerate the trim procedure, and the prescribed wake inflow model is always of better stability than other simple inflow models whether the acceleration factor is utilized in trimming calculations.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권11호
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• pp.821-829
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• 2019

회전익 항공기는 기체 자체로는 불안정하기 때문에 안정적인 운영을 위해서는 flybar와 같은 안전장치가 필요하다. 최근에는 센서 기술이 발달하여, flybar 대신 기체의 안정성을 향상 시킬 수 있는 안정성 증대 장치(SAS : Stability Augmentations System)를 사용하고 있다. 안정성 증대 장치가 포함된 회전익 항공기를 무인으로 활용하기 위해서는 안정성 증대 장치 기능을 포함한 비행제어 컴퓨터가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 역 설계를 활용하여 상용 안전성 증대 장치의 알고리즘을 예측하였다. 그리고 그 결과를 비행제어컴퓨터에 활용하여 무인회전익 시스템을 만드는 방법을 제안한다. 그리고 알고리즘을 검증하기 위해 상용 안정성 증대 장치의 출력과 개발한 알고리즘의 출력 비교하였다. 최종적으로 검증된 알고리즘을 활용하여 자동 비행이 가능한 무인 회전익 시스템을 체계를 구축하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권5호
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• pp.458-465
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• 2011

무인지상차량을 통해 수직이착륙 무인항공기의 운반, 발사, 귀환 및 재충전 기능을 제공함으로서 두 체계의 단점을 보완할 수 있는 무인항공기-무인지상차량 합동운용 개념이 제시되었다. 합동운용 개념은 두 체계의 물리적 결합을 통해 무인지상차량의 감시정찰 범위를 확대하고, 수직이착륙 무인항공기의 운용능력을 확장할 수 있는 개념이다. 체계간의 유연하고 정확한 인터페이스를 제공하기 위해 구형 동체를 가지는 동축반전 회전익형 무인항공기의 형상이 제안되었다. 무인항공기의 정밀착륙을 위해 영상기반 목표추적 기법이 포함된 복합항법 기술이 검토되었고, 실험적 연구가 수행되었다. 또한, 탑재된 회전익형 비행체에 콤팩트한 형상을 제공하기 위한 길이-가변 로터의 구현 가능성에 대해서도 기술하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.83-90
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• 2017

복합형 로터항공기의 터보샤프트 엔진에 대한 성능해석을 수행하였다. 복합형 로터항공기의 개념으로 팁제트 방식과 덕티드팬 방식의 형태를 이용하였다. 터보샤프트엔진에 대한 성능해석은 Gasturb 12 소프트웨어를 이용하여 수행하였다. 팁제트 방식의 항공기는 주어진 임무조건에서 최대출력 약 1,600 hp 대가 요구되며, 덕티드팬은 설계점에서 약 1,000 hp 대의 출력이 요구된다. 이것은 팁제트의 경우 제자리비행 시 부가적인 보조압축기 구동이 필요하며, 동력장치에 높은 출력을 요구하고 있기 때문인 것으로 파악된다. 또한 연료소모량의 경우 팁제트 방식이 덕티드팬에 비해 약 2.8배정도 소모되어 연료 효율 측면에서 덕티드팬 방식의 항공기가 보다 우수한 특성이 있음을 알 수 있다.