• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권4호
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• pp.662-674
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• 2017

This paper describes the multidisciplinary design optimization (MDO) process of a tailless unmanned combat aerial vehicle (UCAV) using global variable fidelity aerodynamic analysis. The developed tailless UAV design framework combines multiple disciplines that are based on low-fidelity and empirical analysis methods. An automated high-fidelity aerodynamic analysis is efficiently integrated into the MDO framework. Global variable fidelity modeling algorithm manages the use of the high-fidelity analysis to enhance the overall accuracy of the MDO by providing the initial sampling of the design space with iterative refinement of the approximation model in the neighborhood of the optimum solution. A design formulation was established considering a specific aerodynamic, stability and control design features of a tailless aircraft configuration with a UCAV specific mission profile. Design optimization problems with low-fidelity and variable fidelity analyses were successfully solved. The objective function improvement is 14.5% and 15.9% with low and variable fidelity optimization respectively. Results also indicate that low-fidelity analysis overestimates the value of lift-to-drag ratio by 3-5%, while the variable fidelity results are equal to the high-fidelity analysis results by algorithm definition.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권2호
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• pp.114-121
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• 2019

무미익 항공기는 꼬리 날개가 없기 때문에 일반적인 형태의 항공기에 비해 피탐성 낮으나 안정성이 좋지 않아 제어기를 설계하는 것이 쉽지 않다. 특히 비행 중에 임무장비 투하나 연료 소모 등에 의해 무게중심의 위치가 변화하는 것을 고려한다면 제어기 설계는 더욱 더 어렵게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로 L1 적응제어 방식을 제안하며 비선형 시뮬레이션을 통하여 제어기의 안정성과 성능을 검증하였다. 설계지표 선정을 위해 RPV Flying Quality Design criteria의 내용을 참고하였다. 시뮬레이션을 이용하여 급격한 관성량의 변화에 대해 설계된 적응제억기가 무미익 항공기 안정성을 유지하는 것을 보이고, 이득 스케쥴링 기법과 함께 사용 시 계산량이 줄어들 수 있음을 확인하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제2권1호
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• pp.17-44
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• 2015

A modular multidisciplinary analysis and optimization framework has been built with the goal of performing conceptual design of an advanced efficient supersonic air vehicle. This paper addresses the specific challenge of designing this type of aircraft for a long range, supersonic cruise mission with a payload release. The framework includes all the disciplines expected for multidisciplinary supersonic aircraft design, although it also includes disciplines specifically required by an advanced aircraft that is tailless and has embedded engines. Several disciplines have been developed at multifidelity levels. The framework can be readily adapted to the conceptual design of other supersonic aircraft. Favorable results obtained from running the analysis framework for a B-58 supersonic bomber test case are presented as a validation of the methods employed.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권3호
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• pp.232-242
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• 2015

기동 성능과 스텔스 성능을 극대화시키기 위해 무미익 람다(lambda) 형상의 무인전투기에 대한 연구개발이 각 국에서 활발히 진행되고 있다. 이러한 형상의 비행체는 불안정한 동적 비행특성을 가질 가능성이 높으며, 이를 비행제어 시스템으로 제어하기 위해서는 보다 정확한 동안정 미계수 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 풍동기법의 단점을 보완하고 순수 공기역학적 동안정 미계수를 예측하기 위해 전산유체역학의 Dynamic Mesh 기법을 적용하여 강제진동법을 모사하였고, 해석결과를 기존에 확보한 시험결과와 비교하여 검증하였다. 해석결과는 종축 동안정 미계수에 국한하였으며, 무미익 람다 형상의 기준 받음 각, 진동주파수, 진동폭 등의 변화에 따른 동안정 미계수 변화 경향성을 파악하였다. 전산해석 결과는 풍동시험 데이터와 유사한 경향성을 보였으며, 제시된 연구기법을 통해 항공기 동안정 미계수를 효율적으로 구할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.335-342
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• 2020

스텔스 성능을 향상시키기 위해 꼬리날개를 제거한 무미익 항공기는 러더(rudder)를 대체하여 스포일러(spoiler)를 활용하여 방향조종을 수행한다. 짧은 시간에 스포일러 작동을 반복하는 경우 비정상적(unsteady)이고 비선형적인 공력특성이 발생하여 항공기 비행성능에 역효과(adverse effect)를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 dynamic mesh 기법을 적용한 전산해석을 통하여 스포일러 전개에 따른 에어포일의 비정상 공력 특성을 해석하였다. 스포일러 전개 속도, 장착 위치, 전개 스케줄(deployment scheduling) 변화에 따른 공력특성을 분석하여 스포일러의 동적 작동에 따른 역효과를 감소시킬 수 있는 방안을 검토하였다. 스포일러 장착위치 및 전개 방식의 적절한 선정을 통해 스포일러 동적 역효과를 감소시킬 수 있음을 확인하였으며, 에어포일 형상최적화를 통한 역효과 감소방안에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 이러한 동적 공력 데이터는 향후 무미익 형태의 항공기 개발에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.