• 제목/요약/키워드: in-situ reaction

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상향류 활성탄 생물막 공정을 이용한 정체 수역 수질 개선 및 공정 내 미생물 군집 해석 (Water Quality Improvement of Stagnant Water using an Upflow Activated Carbon Biofilm Process and Microbial Community Analysis)

  • 오유미;이재호;박정진;최기충;박태주;이태호
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.23-32
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    • 2010
  • 정체수역에서는 자연적 흐름의 차단으로 인해 자정능력이 떨어지며, 영양염류의 축적으로 인해 부영양화와 같은 문제점이 발생한다. 또한 비점오염물질의 유입은 정체수역 내 난분해성 물질을 증가시킨다. 본 연구에서는 정체수역의 수질개선을 위해 무산소조, 호기1조, 호기2조로 구성된 장치형 상향류 활성탄 생물막 반응기를 도입하여 정체수의 연속적 순환에 따른 오염물질 농도의 변화를 모니터링 하였다. 정체수역을 모사하기 위하여 $2m^3$의 저장탱크에 유원지의 호소수를 저장하였으며, 수질개선을 위한 최적 유입 유량을 산출하기 위하여 HRT가 6 hr, 4 hr, 2 hr 가 되도록 호소수의 유입 유량을 변화시켰다. 이 가운데 HRT 4 hr에서 SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$, TN, TP의 제거 효율이 각각 69.8, 83.0, 91.3, 74.1, 74.7, 88.9%로 가장 좋은 수질 개선 효과를 얻을 수 있었다. 이에 HRT를 4 hr로 고정하고 골프장 연못수를 운전했을 때 SS, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, $COD_{Cr}$ TN, TP의 제거 효율이 각각 78.5, 78.0, 80.2, 74.9, 55.6, 97.5% 달성되었다. 각 조건에서의 미생물 군집 변화를 PCR-DGGE를 사용하여 분석 결과, 유입수를 골프장 연못수로 교체함에 따라 미생물 군집에 변화가 나타났다. 또한 FISH에 의해 유입 유량 변화에 따른 질산화 미생물량의 변화를 관찰한 결과, HRT 4 hr의 조건에서 질산화 미생물이 가장 우점화됨을 알 수 있었다. 미생물량 및 INT-DHA를 이용한 미생물 활성도 실험 결과, HRT를 낮게 유지하였을 때에도 감소되지 않았다. 따라서 상향류 활성탄 생물막 공정을 정체 수역의 효과적인 수질 개선에 충분히 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

Real-Time Monitoring of Mitochondrial ATP Synthesis and Hydrolysis by Surface Infrared Spectroscopy

  • Yamaguchi, Ryo-Taro;Hirano-Iwata, Ayumi;Aonuma, Yuki;Yoshimura, Yuya;Shinohara, Yasuo;Kimura, Yasuo;Niwano, Michio
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.108-109
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    • 2013
  • Mitochondria play key roles in the production of cell's energy. Their dominant function is the synthesis of adenosine 5'-triphosphate (ATP) from adenosine diphosphate (ADP) and phosphate (Pi) through the oxidative phosphorylation. Evaluation of drug-induced mitochondrial toxicity has become increasingly important since mitochondrial dysfunction has recently been implicated in numerous diseases including cancer and diabetes mellitus. Mitochondrial functions have been monitored via oxygen consumption, mitochondrial membrane potential, and more importantly via ATP synthesis since ATP synthesis is the most essential function of mitochondria. Various analytical methods have been employed to investigate ATP synthesis in mitochondria, including high performance liquid chromatography (HPLC), bioluminescence technique, and pH measurement. However, most of these methods are based on destructive analysis or indirect monitoring through the enzymatic reaction. Infrared absorption spectroscopy (IRAS) is one of the useful techniques for real-time, label-free, and direct monitoring of biological reactions [1,2]. However, the strong water absorption requires very short path length in the order of several micrometers. Transmission measurements with thin path length are not suitable for mitochondrial assays because solution handlings necessary for evaluating mitochondrial toxicity, such as rapid mixing of drugs and oxygen supply, are difficult in such a narrow space. On the other hand, IRAS in the multiple internal reflection (MIR) geometry provides an ideal optical configuration to combine solution handling and aqueous-phase measurement. We have recently reportedon a real-time monitoring of drug-induced necrotic and apoptotic cell death using MIR-IRAS [3,4]. Clear discrimination between viable and damaged cells has been demonstrated, showing a promise as a label-free and real-time detection for cell-based assays. In the present study, we have applied our MIR-IRAS system to mitochondria-based assays by monitoring ATP synthesis in isolated mitochondria from rat livers. Mitochondrial ATP synthesis and hydrolysis were in situ monitored with MIR-IRAS, while dissolved oxygen level and solution pH were simultaneously monitored with O2 and pH electrodes, respectively. It is demonstrated that ATP synthesis and hydrolysis can be monitored by the IR spectral changes in phosphate groups in adenine nucleotides and MIR-IRAS is useful for evaluating time-dependent drug effects of mitochondrial toxicants.

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육계에서 비타민 C 및 E의 첨가 급여가 성장 능력과 스트레스 반응에 미치는 영향 (The Effects of Dietary Supplementation of Vitamin C and E on the Growth Performance and the Stress Response in Broiler Chickens)

  • 손시환;조은정;장인석;문양수
    • 한국가금학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.31-40
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    • 2013
  • 본 연구는 브로일러에서 비타민 C와 E의 첨가 급여가 성장 능력 및 개체별 스트레스 경감 정도에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 스트레스 반응 정도는 혈액과 각 조직별 세포들에 대한 텔로미어 함량, DNA 손상율 및 열손상단백질 유전자(HSP, HMGCR) 발현율을 분석하고 고찰하였다. 텔로미어 함량 및 감축율은 양적 형광접합보인법(Q-FISH)으로 분석하였고, DNA 손상율은 comet assay로 분석하였다. 열손상단백질 유전자 발현율은 HSP70, HSP90-${\alpha}$, HSP90-${\beta}$ 및 HMGCR을 표적으로 하여 real-time PCR로 분석하였다. 시험 결과, 급여 처리구 간에 체중, 증체량, 사료 섭취량, 사료 요구율 및 생존율 등 생산 능력의 차이는 없는 것으로 나타났다. 텔로미어 감축율에 있어서는 비타민 E 첨가 급여구가 대조구에 비해 유의하게 낮은 감축율을 보여 스트레스 경감의 효과를 나타내었다. DNA 손상율 또한 모든 비타민 첨가 급여구가 대조구에 비해 유의하게 낮은 양상을 보였다. HMGCR, HSP90-${\alpha}$ 및 HSP90-${\beta}$의 유전자 발현율에 있어서도 비타민 E 첨가 급여구가 대조구에 비해 유의하게 낮은 발현율을 나타내어 스트레스 경감 효과를 나타내었다. 이상의 결과에 따라 브로일러에 사료 내 비타민 E의 첨가 급여(100 mg/kg feed)는 성장 능력의 저하 없이 개체의 생리적 스트레스 정도를 경감시키는 바람직한 항산화 제재로 사료된다.

닭 텔로미어 길이의 유전력 추정과 유전 전이 양상 (Inheritance and Heritability of Telomere Length in Chicken)

  • 박단비;손시환
    • 한국가금학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.217-225
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    • 2014
  • 텔로미어는 진핵 세포의 염색체 말단으로, 직렬 반복 DNA 염기 서열과 shelterin 단백질 복합체로 구성되어 있다. 텔로미어의 기능은 염색체를 보호하는 것으로 체세포의 텔로미어 길이는 세포 분열시 DNA 복제 결실로 인해 연령이 증가함에 따라 감소하는 경향이 있다. 그러나 유전적, 후생유전학적 및 환경적 수준에서 여러 가지 요인이 텔로미어 길이에 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 닭의 텔로미어 길이의 유전력을 추정하고, 이들의 유전전이 양상을 살펴보고자 하였다. 텔로미어 길이는 백혈구를 이용하여 양적 형광접합보인법(Q-FISH)과 양적 중합효소 연쇄반응법(qRT-PCR)으로 분석하였다. 분석 결과, 텔로미어 길이의 유전력은 자손과 부모 회귀 분석에 의해 출생 시 0.9로 추정되었고, 10 주령 및 30주령 때 부 분산 분석에 의해 0.03과 0.04로 추정되었다. 부와 자손 간(r=0.348) 및 모와 자손 간(r=0.380) 텔로미어 길이는 모두 유의한 정의 상관 관계를 보였다. 따라서 닭 텔로미어의 유전 전이 양상은 부모 양쪽 모두로부터 비슷하게 자식에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 더불어 암수 자손에 미치는 영향 또한 유사한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 부모의 텔로미어 길이의 각인이 성염색체의 유전자가 아닌 상염색체의 유전자에 의해 조절되는 것을 의미한다. 또한, 산모 연령에 따른 출생 자손의 텔로미어 길이는 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 모체의 연령이 출생 자손의 텔로미어 길이에 영향을 미치지 않는데, 이는 수정란의 초기 배아 단계에서 세포적 reprogramming이 이루어지기 때문으로 사료된다.

동전기-펜턴 공정을 이용한 2차원 토양 정화장치에서의 phenanthrene 제거 (Removal of Phenanthrene by Electrokinetic-Fenton Process in a 2-dimensional Soil System)

  • 박지연;김상준;이유진;양지원
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권5호
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    • pp.11-17
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    • 2005
  • 본 연구에서는 phenanthrene 오염토양 정회를 위한 동전기-펜턴 공정을 2차원 토양 정화장치에서 실시하여, 중력 및 전기삼투흐름과 관련된 phenanthrene의 제거 특성을 조사하고자 하였다. 100 V의 정전압 조건 하에서 전류는 초기 1,000에서 290 mA까지 감소하였는데, 이는 토양 내 이온들이 전기삼투 및 전기이동에 의해 유출수를 따라 밖으로 배출되어 토양의 저항이 증가하였기 때문이다. 28일의 처리기간 동안 두 개의 음극 전극조로부터 배출되어 음극 탱크에 축적된 총 전기삼투유량은 10,280 mL였으며, 전기삼투유속의 감소는 발생하지 않았다. 실험 종료 후 토양내 의 phenanthrene 잔류량은 양극 부분은 매우 낮았으며 음극으로 갈수록 증가하였다. 이것은 과산화수소를 포함한 전해질 용액이 전기삼투에 의하여 양극에서 음극으로 공급되었기 때문이다. 또한 오염물의 농도는 바닥 부분에서 낮게 나타났으며 토양의 윗부분으로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. 이것은 공극의 크기가 큰 토양은 토양업자 표면과 유체간에 모세관 인력이 작으므로 중력에 의한 물의 흐름이 존재하였기 때문이다. 실험 종료 후 토양 내의 대부분의 지점에서 잔류 오염물은 초기 농도의 20% 이하의 값을 나타냈으며, 동전기펜턴 공정에 의한 평균 phenanthrene 제거율은 81.4%였다. 원위치 오염토양 정화기술인 동전기펜턴 공정을 이용함으로써 다른 토양 정화기술의 한계점을 극복하고 효과적으로 오염토양을 정화할 수 있을 것으로 기대된다.

생물학적 인 제거 공정에서 탄소원에 따른 미생물군집구조의 변화 (Changes of the Bacterial Community Structure Depending on Carbon Source in Biological Phosphate Removing Process)

  • 여상민;이영옥
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.165-172
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    • 2006
  • 생물학적 인 제거공정에서 인 제거 효율에 따른 인제거관련 미생물을 포함하는 슬러지 미생물상의 변화를 분석하기 위하여 2개의 반응조(SBR)에 각기 다른 탄소원(초산나트륨, 포도당)을 주입하여 작동시켰다. 초산나트륨을 주입한 SBR1에서는 반응 100일 후, 유출수에서 $PO_4-P$가 3.92 mg/L 검출되었고(제거효율 60.8%) 이때의 미생물상은 ${\beta}$-subclass proteobacteria(39.67%)와 인제거미생물인 PAO(45.10%)가 우점하는 양상을 보인 반면, 포도당을 주입한 SBR 2에서는 $PO_4-P$가 8.3 mg/L 검출되었으며(제거효율 17%), ${\gamma}$-subclass proteobacteria(23.89%)가 우점하였고 PAO는 21.42%를 차지할 뿐이었다. DGGE결과에서도 ${\beta}$-subclass proteobacteria가 SBR1에서 우점하였다. 그러나 수온이 증가할수록 ${\beta}$-subclass proteobacteria and PAOs의 비율이 감소하였고 GAOs는 증가하였다. 그러므로 생물학적인 인제거공정에서 수온과 영양원의 상태 등 환경인자들이 인제거 미생물과 인제거를 저해하는 미생물의 우점도에 영향을 미친다고 할 수 있다.

A refined Panax ginseng karyotype based on an ultra-high copy 167-bp tandem repeat and ribosomal DNAs

  • Waminal, Nomar Espinosa;Choi, Hong-Il;Kim, Nam-Hoon;Jang, Woojong;Lee, Junki;Park, Jee Young;Kim, Hyun Hee;Yang, Tae-Jin
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제41권4호
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    • pp.469-476
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    • 2017
  • Background: Panax ginseng Meyer (Asian ginseng) has a large nuclear genome size of > 3.5 Gbp in haploid genome equivalent of 24 chromosomes. Tandem repeats (TRs) occupy significant portions of the genome in many plants and are often found in specific genomic loci, making them a valuable molecular cytogenetic tool in discriminating chromosomes. In an effort to understand the P. ginseng genome structure, we characterized an ultrahigh copy 167-bp TR (Pg167TR) and explored its chromosomal distribution as well as its utility for chromosome identification. Methods: Polymerase chain reaction amplicons of Pg167TR were labeled, along with 5S and 45S rDNA amplicons, using a direct nick-translation method. Direct fluorescence in situ hybridization (FISH) was used to analyze the chromosomal distribution of Pg167TR. Results: Recently, we reported a method of karyotyping the 24 chromosome pairs of P. ginseng using rDNA and DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole) bands. Here, a unique distribution of Pg167TR in all 24 P. ginseng chromosomes was observed, allowing easy identification of individual homologous chromosomes. Additionally, direct labeling of 5S and 45S rDNA probes allowed the identification of two additional 5S rDNA loci not previously reported, enabling the refinement of the P. ginseng karyotype. Conclusion: Identification of individual P. ginseng chromosomes was achieved using Pg167TR-FISH. Chromosome identification is important in understanding the P. ginseng genome structure, and our method will be useful for future integration of genetic linkage maps and genome scaffold anchoring. Additionally, it is a good tool for comparative studies with related species in efforts to understand the evolution of P. ginseng.

폐암에서 광역동치료술의 효과 (Effect of Photodynamic Therapy in Lung Cancer)

  • 윤성호;한경택;김경남;이승일
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제57권4호
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    • pp.358-363
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    • 2004
  • 연구배경 : 폐암에서 광역동치료는 미세침습성 비소세포폐암 및 기관지폐쇄를 일으키는 악성종양에 대한 기관지내 치료를 미국식품의약국(FDA)에서 승인한 상태이다. 국내에서는 폐암세포주에 대한 보고 외에 폐암에 대한 광역동치료 연구가 많지 않아 임상 성적에 대한 보고가 없어 이에 저자들은 폐암에서 시행된 광역동치료에 대한 결과를 문헌고찰과 함께 보고하고자 한다. 방 법 : 2002년 8월부터 2003년 5월까지 조선대학교 병원에서 기관지 내시경을 통해 조직학적으로 진단된 폐암환자 중 10명을 대상으로 하여 광역동치료 48시간 전에 광과민제(Photogem$^{(R)}$, Lomonosov institute of Fine Chemical, Russia)를 2.0mg/Kg을 정맥 주사한 후 48시간, 72시간에 Diode LASER system(Biolitec Inc., Germany, wavelength; 633nm)을 사용하여 광역 동치료를 시행하였다. 결 과 : 10명 중 9예에서 부분관해와 함께 기관지 개통을 보였으며, 1예에서는 변화를 보이지 않았다. 결 론 : 저자들은 광역동치료를 통해 기관지폐쇄로 인한 호흡곤란 및 기관지 폐쇄와 관련된 폐렴이 개선됨을 확인 하였으며, 합병증이 적어 안전한 기관지내 치료법으로 생각된다. 앞으로 광역동 치료에 대한 장기적인 결과 및 적절한 치료 적응증 및 조기 폐암에서 치료효과 등에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

pH와 첨가제에 의한 이산화염소의 분해율 및 펄프 표백효과(2)-첨가제가 chlorate 생성량의 감소와 펄프 표백 효과에 미치는 영향 (Pulp Bleaching Effect and Ionization Rate of Chlorine Dioxide by Additive and Various pH Conditions (II))

  • 윤병호;왕립군
    • 펄프종이기술
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    • 제31권4호
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    • pp.49-57
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    • 1999
  • In CLO2 delignification and bleaching process, formation of chlorate corresponds to a loss of 20-36% of the original CKO2 charge. Because chlorate is inactive and harmful to environmental, it will be of benefit to find methods that can reduce the formation of chlorate during chlorine dioxide bleaching. Chlorate is mainly formed by the reaction HCIO +ClO2 $\longrightarrow$H+ + Cl_ +ClO3-2 On the other hand, AOX in chlorine dioxide bleacing is formed also due to the in-situ produced hypochlorous acid. THus both AOX and chlorate could be reduced by addition of hypochlorous acid. Some paper son the reduction of AOX by additives appeared , but systematic data on chlorate reduction as well as pulp and effluent properties are not available. THus this paper of focused on the effects on the reduction of chlorate and chlorine dioxide bleachability. The additives, fulfamic a챵, AMSO, hydrogen peroxide, oxalic acid were found to eliminate chlorine selectively in chlorine and chlorine dioxide mixture.However, when they were added to bleaching process, sulfamic acid and DMSO showed significant reduction of chlorate formation but hydrogen peroxide and oxalic aicd did not, and significant amount ofhydrogen peroxide was found resided in the bleaching effluent , In addition, sulfamic acid and DMSO decreased the bleaching end ph values while hydrogen peroxide and oxalic acid did not, which also indicated that hydrogen peroxide and oxalic acid were ineffective. The difference might be ascribed to the competitives of hypochlorous acid with lignin, chlorite (CKO2) and additives. Sulfamic acid and DMSO showed better pulpbrightness development but less alkaline extraction efficiency than hydrogen peroxide , oxalic acid and control, which means that insitu hypochlorous acid contributes to the formation of new chromophore structures that can be easily eliminated by alkaline extraction. DMSO decreased the delignification ability of chlorine dioxide due to the elimination of hypochlorous acid, but sfulfamic acid did to because the chlroinated sulfamic acid had stable bleachability. In addition, sulfamic acid, and SMSO shwed decreased color and COD of bleaching effluents, hydrogen peroxide decreased effluent color but not COD content, and oxalic acid had no statistically significant effects. No significant decreases of pulp viocosity were found except for hydrogen peroxide. Based on our results , we suggest that the effectiveness of hydrogen peroxide on the reduction of AOX in literature might be explained by other mechanisms not due to the elimination of hypochlorous acid , but to the direct decomposition of AOX by hydrogen peroxide.

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덕트 팬-베인 형상의 제자리 비행 공력 특성 및 조종 성능 개선에 관한 수치적 연구 (Numerical Investigation of Aerodynamic Characteristics of a Ducted Fan-Vane Configuration and Improvement of Control Performance in Hover)

  • 강동훈;임진우;유흥철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.221-231
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    • 2021
  • 본 연구에서는 덕트 팬-상/하부 베인의 제자리 비행 공력 특성에 관한 수치적 연구를 수행하였다. 일정한 회전 속도, 블레이드 콜렉티브 피치각에서 상부 베인 꺾임각 변화에 따른 시스템 구성 요소별 공력 민감도를 분석하였다. 개별 베인 작동 메커니즘과 덕트-베인 공력 상호 간섭의 물리적 특성을 파악하고자 베인의 조종 성능과 덕트 공력하중 분포를 상세히 분석하였다. 마지막으로, 전기체의 조종 성능 개선을 위해 상부 베인의 새로운 작동 메커니즘을 제안하였다. 상부 베인 꺾임각 변화에 따라 상부 베인 측력과 롤링 모멘트는 선형 증가하였으나, 전기체 측력은 덕트에서 작용하는 반력에 의해 현저히 낮게 나타났다. 또한 덕트 수축부 가까이 위치한 상부 베인이 조종 성능 변화에 가장 큰 역할을 하였다. 덕트와 상부 베인 흡입면의 공력 상호 간섭에 의해 덕트의 음압이, 덕트와 상부 베인의 압력면 공력 상호 간섭에 의해 압력 회복이 발생하여 덕트의 비대칭 공력 증가의 원인이 되었다. 4개의 상부 베인을 0°로 고정시키거나 제거했을 때, 덕트의 비대칭 공력은 감소하고, 전기체의 롤링 모멘트는 80%까지 증가하여 공력 성능이 개선되었다.