• 한국항공우주학회지
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• 제39권1호
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• pp.50-55
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• 2011

본 연구에서는 고고도 장기 체공 항공기 날개의 스팬과 주날개보의 형상을 설계변수로 동시에 고려하는 공력-구조 동시 설계를 수행하였다. 이 때 공기역학적 성능 최대화와 중량 최소화를 한 번에 수행하기 위해 다목적 최적화를 이용하였다. 설계 대상이 된 날개는 구조적 대변형이 발생되므로 전산유체역학과 유한요소법을 이용하여 비선형 정적 공탄성 해석을 수행하였다. 설계를 위한 해석에 요구되는 계산 비용을 감소시키기 위해 반응면을 구성하였으며 이를 위해 실험계획법이 이용되었다. 또한 본 연구에서는 대변형이 발생되지 않은 형상과 대변형이 발생한 형상의 공력 성능을 비교하여 대변형이 발생하는 경우 설계를 위해 반드시 변형이 고려되어야 함을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.183-190
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• 2018

본 논문에서는 보의 대변형 및 비틀림 변형을 고려한 인간동력항공기 주익 main spar 질량 최적화 과정을 소개한다. 순차적 이차 프로그래밍 기법(sequential quadratic programming)을 최적화 기법으로 선정해 구조 최적설계에 적절한 최적화 알고리즘을 수행하였다. Main spar 내부 직경, 적층 두께 등을 설계변수로 설정하였다. 목적함수에는 질량 최소화, 굽힘 변형 변위 일정, 그리고 비틀림 변형 각도 일정 등의 요소를 포함하였다. 굽힘과 비틀림 변형 계산엔 대변형 해석에 적합한 기하학적 정밀 보 모델을 도입하였으며, 기하학적 정밀 보 모델에 필요한 단면 물성은 Variational Asymptotic Beam Sectional Analysis(VABS) 단면 해석프로그램를 통해 계산하였다. 그 결과 main spar의 굽힘 변형 및 비틀림 변형을 최대 1.45% 이내로 유지한 채로 7.88%의 질량 감소를 이루는 최적설계를 도출하였다, 이후 응력복원 및 변형률 복원을 통해 최적설계의 구조적 안정성과 최적화 과정의 타당성을 검증하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권4호
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• pp.534-541
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• 2010

With the financial sponsorship of FKI and six other companies, the design and construction of the human powered aircraft Sky Runner has been begun to design in December of 2008. And it flew in late December of 2009. The original design configuration was continuously modified in response to test results as a 30.36m span, $35.25m^2$ wing area, 26.0 aspect ratio and 39.8kg of empty weight. Although, we have made only 150m flight flying a few seconds so far however, it will contribute to the research of ultra-light and long duration flying planes. A brief review of some design features, wing layout, prop design, fabrication and flight test results are presented.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권5호
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• pp.467-474
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• 2021

A study on optimal shape selection of a mechanical fastening for the repair of crack defect of ROK Air Force F-5 fighter wing was conducted. The crack defect occurred in the spar of the wing, and the technical manual does not specify the repair method. However, ROK Air Force decided to develop a repair technology for this defect in consideration of various logistic conditions. Three repair shapes for the proper repair were devised and the finite element analysis was performed to examine the structural safety of these three connection members. As a result of the structural safety review, two connection members except one were structurally safe with safety margins over zero because the calculated stress values were at or below the yield strength level. Therefore, two connection members were determined to be able to use for repair under the condition that the aircraft operated within the design limit load. The results of this study would be very useful if the same defect occurs in long-term aircraft operated by the ROK Air Force.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1281-1286
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• 2015

항공기는 다양한 임무를 수행함으로써 장기간 운영 시 비행시간 누적으로 인해 피로균열을 발생시킬 수 있다. 주익 구조물에 균열이 발생하면 수명단축 등 여러 문제점들이 발생할 수 있다. 이의 해결을 위해 피로임계위치(Fatigue critical location, FCL)에서의 균열진전 해석이 필요하다. 균열진전 해석을 위해서는 장시간의 응력 스펙트럼이 필요한데 실제 항공기에서 필요한 만큼의 데이터를 얻는 것은 막대한 시간과 비이 소요된다. 본 논문에서는 SwRI(South West Research Institute)보고서에 제시되어있는 임무별 단시간 하중배수 자료를 바탕으로 Peak-Valley Cycle Counting 을 진행하여 장시간의 응력 스펙트럼을 산출하는 알고리즘을 개발하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.692-697
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• 2005

좋은 날개 실속특성 및 실속/스핀의 특성이 입증된 선미익형 항공기를 현재 개발중에 있다. 전에 개발된 1호기 및 2호기 시제기는 코어 샌드위치 형식으로 날개 전체가 채워지고 고정식 착륙장치로 제작되었다. 새로이 개발될 반디호는 접개식 착륙장치와 날개와 동체에 일반적인 폼 코아 샌드위치층이 장착될 예정이다. 제작을 위해 시편 시험을 포함한 복합 소재 제작 공정이 연구되었고 적층 몰드를 이용하여 유리 섬유 천으로 폼 코어 위로 상온 적충하는 방식이 채택되었으며, 복합소재 부품들은 실온과 대기압하에 경화시킨다. 일반적으로, 몰드부품들은 양산에 적합한 매끄러운 표면 조도와 표준 품질을 보여주었다. 본 연구에서는 소형 항공기 반디호 몰드 기술과 개발 상황을 기술하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제21권1호
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• pp.62-67
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• 2013

Human Powered Aircraft (HPA) should be light in weight and have high efficiency because power source of propulsion is human muscles. Airframe structure takes up most of empty weight of aircraft, so weight reduction of structure is very important issue for HPA. In this paper, design/analysis/test procedures for ultra light weight structure of the HPA developed by Korea Aerospace Research Institute (KARI) are explained briefly. Structural design is conducted through case studies on HPA in the USA and Japan. Loads analysis is performed to calculate design loads which is needed for structural design and analysis. Structural analysis is conducted for structure sizing. Static strength test of main wing spar which is primary structure of wing is performed to verify structural integrity.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.91-94
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• 2004

A cyclocopter with the cycloidal blades system can be the type of UAV which can combine the high-speed characteristics of the conventional airplane with the low-speed characteristics of the helicopter. The cycloidal blades system, which can be described as a horizontal rotary wing, offers powerful thrust levels, and a unique ability to change the direction of the thrust almost instantly. Rotor blades are designed to withstand tremendous transverse centrifugal loadings, and responding to a number of aerodynamic harmonic vibratory forcing frequencies. To reduce the weight and increase the strength, the blades are made of composite materials. The blades consist of the skin, spar, and trailing stiffener. In this study, static and dynamic behaviors of cyclocopter rotor blades are analyzed by using MSC/NASTRAN.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.209-220
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• 2013

본 논문에서는 항공우주연구원에서 주최하는 2012년 인간 동력 항공기 시범 경진대회에 참가하기 위하여 제작한 충남대학교 Light Bros. 팀의 Human Powered Aircraft인 Volante 날개에 대한 설계/제작과정과 프로펠러의 설계/제작과정을 기술하였다. 동력장치는 두 개의 프로펠러로 구성되어 있고 베벨기어와 지상에서 작동하게 만들어졌다. 프로펠러의 상태변화와 시간에 따른 동력변화를 측정하여 가장 효율적인 프로펠러는 찾는 것이다. 복합재의 사용과 글라이더 형태의 큰 Aspect Ratio(AR)을 갖는 날개의 하중 해석 및 구조 해석을 수행하였다. 주익 Spar의 모델링 및 구조 해석을 수행한 후 구조 시험을 통해 변위 및 Strain 비교를 수행하였으며 결과적으로 주익의 성능 및 안전성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권11호
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• pp.963-971
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• 2012

본 논문에서는 항공기 날개의 최적설계 툴을 개발하고, 다중하중스펙트럼 조건에서 항공기 날개의 구조부재에 대한 최적설계를 수행하였다. 공력하중을 계산하기 위해 2차원 CFD의 해석 결과를 사용하였다. 최적화 설계 변수는 리브 및 스파의 개수 및 위치와 두께를 선정하였다. 각각의 비행유형에 대한 순항속도에서의 공력해석 결과로 응력해석을 수행한 후, 피로하중 스펙트럼 임무선도를 활용하여 피로파손해석을 수행하였다. 다중하중 조건의 적용을 위해 손상누적법을 적용하였다. 응력해석에 이은 파손 해석을 포함하는 항공기 날개의 경량화를 진행하였다. 다변수 문제를 효과적으로 최적화하기 위해 PSO(Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 사용하였다.