회전안정화 로켓 모터를 이용하는 upper stage 위성체의 자세 불안정 현상을 연구하였다. 이 위성체는 대칭형의 본체와 내장된 유동질량으로 구성되며, 유동질량은 구진자로 모델링되었다. 종래의 선형모델이 갖는 단점을 보완하기 위해 정확한 시변 비선형 방정식을 사용하고, 본체 및 구진자 모두 회전 대칭축에 대해 정상상태에 있다고 가정하였다. 본 논문에서는 진자에 대한 준정상해(quasi-stationary solution) 및 공진조건을 파라미터의 함수로 결정하였다. 공진조건의 분석결과 유동질량은 계수자극 및 외부자극을 동시에 받으며, 자극을 받은 유동질량으로부터 에너지가 본체에 유입되면서 위성체는 불안정한 장동운동을 일으키는 것으로 확인되었다. 본 논문에서는 수치시뮬레이션 예시를 통하여 주어진 위성체 모델에 대해 발생가능한 공진조건에서 진자의 운동, 위성체 각 운동량 및 섭동모멘트의 관계 규명과 로켓모터 추진 후에 자세운동이 어떻게 변화하는가를 설명하였다.
본 연구에서는 RAE "A" 날개-축대칭 동체 형상을 이용하여 유동흐름 방향, Span 방향과 동체 둘레 방향(${\phi}$ 방향)에 따라 격자에 대한 수렴성 및 비행체의 압력 분포 변화를 수치적으로 연구하였다. 아음속 및 천음속 영역 조건에서 $k-{\omega}$ Wilcox-Durbin+ 난류 모델을 사용하여 2차 정확도의 수치적 해를 예측하는 유동해석을 수행하였다. 아음속 유동 조건에서는 해석결과가 실험결과와 매우 잘 일치하였으나, 충격파가 존재하는 천음속 유동에서는 약간의 차이가 발생하였다. Cubic spline을 사용하는 외삽 방법으로 격자 수렴성을 검토하였다. 외삽 방법을 통해 회전 방향의 격자 조밀도가 격자 수렴성에 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 격자 수렴성에 대한 검토 결과를 바탕으로 더 조밀한 격자를 생성하였다. 이를 통해 특히 RAE-A 형상의 축대칭 동체 표면에서 더 정확한 해석 결과를 얻을 수 있음을 보였다.
Physical parameters of milk cow were measured to design and build RMS(Robotic Milking System) with a tape-measurer and body parameter measurer. The parameters are very important variables to design an RMS. For the working zone space of an RMS manipulator and the movement blunting of milk cow, an interval frame was installed on the stall bottom, and then cow's behavioral reactions were tested. The results from this study is summarized as follow. 1. On the general physical condition measurement, the maximum, minimum and average body length of cow which is related to the space that the manipulator could work into the RMS were 175cm, 144cm, and 163cm respectively. It appeared that the average distance between bottom and chest was 60cm. 2. The average length between fore teats, fore and hind teats and hind teats were 178mm, 150mm and 95mm respectively. It appeared that the average length between bottom and teat attachments was 544mm, and the average length between fore teats and tail-end was 331mm. 3. Although a cow kept a some extent length between hind legs for milking, it looked a stable pose. However, the cow kept a some extent distance between front legs for milking, it looked a unstable pose. Based on results of this test, an interval frame of stall bottom should be installed around the position which was located at its hind legs.
적외선 검출기와 같은 우주용 영상센서는 작동 유무 및 시간경과에 따라 센서의 응답특성이 변하기 때문에 영상품질이 저하된다. 이러한 영상센서의 비균일 응답특성을 보정하기 위하여 궤도상에서 보정용 흑체시스템을 이용하여 주기적인 보정을 실시 할 수 있도록 해야 한다. 본 논문에서는 저온에서 고온에 이르는 다양한 기준온도에서의 높은 온도균일도 확보 및 흑체의 대표표면온도 추정이 용이하고, 초경량, 저전력, 고정밀도의 흑체 시스템을 구현하기 위해 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)기반의 흑체시스템을 제안하였으며, 열해석을 통해 성능을 입증하였다.
BTT 조종방식을 갖는 유도탄내에서 2축 김발형 탐색기가 그 기준축에 장착된 레이트 자이로를 사용하여 안정화되어질 때, BTT조종방식에 의한 Rolling에 따른 시선의 변화가 실제 시선변화량과 더불어 탐색기에서 측정되어진다. 이러한 동체운동 상관효과는 BTT 유도탄의 호밍루프내에서 주로 의사표적기동과 레이트자이로 정렬오차가 관계되어 있다는 것을 알 수 있었다. 본 논문에서는 이러한 각각의 동체운동 상관을 포함하는 탐색기모델과 간단한 선형 BTT 호밍루프 모델을 구축하였다. 그리고 이 모델에서 호밍루프 안정성에 대한 상관효과를 분석하였으며, 안정성 회복을 위한 선형 보상기를 제시한다.
아음속-초음속 패널법(panel method)을 이용하여 항공기의 정적 안정성 미계수와 동적 안정성 미계수 및 조종미계수를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 사용된 코드는 아음속-초음속 소스(source)와 말굽 와류(elementary horse shoe vortex)의 분포를 사용하고, 그 분포의 크기는 얇은 물체 근사(thin body approximation)을 적용하여 간략히 한 경계 조건을 이용하여 계산하였다. 항공기에 부착된 물체 좌표계에서 준정상(quasi-steady) 해석을 통해서 항공기 3축의 댐핑 계수를 예측하였다. 개발된 코드는 삼각날개(delta-wing)의 중립점(neutral point), 롤, 피치 댐핑 계수의 이론치와 비교하여 검증하였다. 마지막으로 F-18의 정적, 동적 안정성 미계수와 조종 미계수를 풍동 시험치와 계산치에 비교하여 개발한 코드의 정확성과 유용성을 확인하였다.
스트랩다운 탐색기를 장착한 유도탄의 경우 유도에 필요한 시선각속도 추출을 위해서는 탐색기 측정치인 관측각속도에서 동체각속도 성분을 보상해 주어야 한다. 관측각속도에 포함된 동체각속도와 동체각속도 성분의 보상에 사용되는 자이로 출력인 동체각속도의 신호 특성의 차이는 호밍루프의 불안정성을 야기한다. 본 논문에서는 자이로 출력에 탐색기 지연을 고려하여 보상신호의 특성을 일치시키고, 탐색기 지연에 오차가 있을 경우에도 전체 호밍루프의 안정화를 이루기 위해 유도명령 단에 PID제어기를 적용하는 호밍루프 설계방법을 제안하였다. 보상 전 후의 선형모델 대한 안정성해석을 수행하였고, 비선형 6자유도 시뮬레이션을 통해 설계된 호밍루프의 안정성과 성능을 검증하였다.
패널법(panel method)을 이용하여 포텐셜 유동조건에 있는 임의의 3차원 융합익기(Blended-Wing Body) 형상에 대해 정상/비정상 공력해석을 수행하였다. 본 연구 방법은 구간일정강도(piecewise constant strength) 용출(source) 및 중첩(doublet) 특이점(singularity)을 사용하고 Dirichlet 경계조건에 기초한 포텐셜 기저(potential based) 패널법과 물체고정좌표계의 각 방향에 대해 시간전진법(time-stepping method)을 결합한 방법이다. 본 프로그램은 임의의 3차원 BWB 형상 항공기의 공력해석을 빠르고 정확하게 수행할 수 있으며 BWB 항공기의 안정성을 위한 다양한 공력계수를 제공할 수 있다. 본 프로그램으로 3차원 정상/비정상 임의의 3차원 형상에 대하여 공력특성을 예측할 수 있어 BWB 항공기 설계단계, 비행 시뮬레이션과 같이 반복적 빠른 계산을 요구하는 실질적 응용에 크게 기여할 것이다.
With an increase in the commercialization of electricity, and the development of advanced and large electric devices and various wireless radio wave services, concerns over the effects of electromagnetic fields on human health have increased. Accordingly, the World Health Organization encouraged the development of international standards by establishing the 'International Electromagnetic Fields Project' in 1996 based on studies on the harmful effects of electromagnetic fields on the human body. Moreover, the National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) classified electromagnetic fields as possible carcinogens under Group 2B category, even though they have been found to have a weak correlation with those effects on human health. Mid-to-large-sized electric facilities used at industrial sites mostly adopt a commercial frequency of 60 Hz, and workers handling these facilities are exposed to such extremely low frequency (ELF) fields for a long time. A previous study suggested that exposure to ELF electromagnetic fields with frequency ranges from 0 to 300 Hz, even for a short time, at densities higher than 100 μT may have harmful effects on human body as it affects the activation of nerve cells in the central nervous system by inducing an electric field and current and stimulating muscles and the nervous system in the body. Such studies, however, focused on home appliances used by ordinary people, and research on facilities utilizing high-capacity current and operated by workers at industrial sites is lacking. Therefore, in this study, a 3000 kilowatt generator, which is a high-capacity electric facility employed at industrial sites, was investigated, and the size of the magnetic fields generated during its no-load and high-load operations per distance to produce a map was measured to reveal spots deemed hazardous according to domestic and international exposure standards. The findings of this study is expected to alleviate workers' anxiety about the harmful effects of magnetic fields on their body and to minimize the level of exposure during operations.
한국은 우주 탐사 프로그램에 대한 포부와 함께 급속하게 확장내지 발전하고 있다. 정부는 항공우주산업에 우선권을 주고 있으며, 더 좋은 기반위에, I987년의 항공우주산업개발촉진법, 2005년의 우주개발진흥법과 2007년의 우주손해배상법을 제정하여 시행 해오고 있다. 필자는 위성의 발사허가, 우주물체의 등록, 위성정보의 이용, 우주비행사의 구조, 손해배상, 지상 제3자에 대한 책임보험, 우주개발지원계획 등이 포함된 전기 세 가지 우주관계법의 입법경위, 주요내용 및 논평을 하고자 한다. 더욱이 필자는 한국의 우주산업을 효율적으로 개발하기 위하여 일본의 우주항공연구개발기구(JAXA), 영국의 국립우주센터(BNSC), 국립우주연구센터(CNES), 독일의 항공우주센터(DLR), 스웨덴의 우주공사(SSC), 중국의 항천과공집단공사(CASIC) 등과 유사한 한국의 새로운 우주항공개발공사 (KADA: 가칭)의 창설할 수 있는 입법이 필요로 하며 또한 정부기구로서 캐나다의 우주청(CSA), 러시아의 우주청(RSA), 이탈리아의 우주청(ISA), 이스라엘의 우주청(ISA), 인도의 우주성(IDS), 미국의 항공우주청(NASA)과 중국의 국가항천국(CNSA)등과 유사한 한국의 새로운 우주청(KSA: 가칭)을 창설할 수 있는 입법조치가 필요하다. 만약 한국 정부가 장차 정부 조직으로 한국의 우주청을 설립시키려면 정부조직법의 개정이 필요하다. 동양적인 사고와 창의력에 근거하여 아시아 여러 나라들 간에 우주산업을 발전시키기 위하여 연구협력을 증진시킬 수 있는 "아시아우주기구(ASA)" 의 설립이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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