DOI QR코드

DOI QR Code

A New Process for the Requirements Based Aerospace System Design and Optimization

요구도 기반 항공우주 시스템 강건최적설계 기법 연구

  • 박형욱 (건국대학교 항공우주정보시스템공학과 대학원) ;
  • 이재우 (건국대학교 항공우주정보시스템공학과) ;
  • 변영환 (건국대학교 항공우주정보시스템공학과) ;
  • 정준 ;
  • Published : 2009.03.01

Abstract

In this study, a robust aerospace system design process for the aerospace system is developed by considering the uncertainties of user requirements, manufacturing errors, and operational environment variation. User requirements are analyzed and quantified by decision making models and system engineering methods to select alternative concepts which satisfies the various requirements. Robust design and optimization method is applied to derive the robust solution of the selected system. First, a variance of objective function is calculated, and a mean value and a variance of target value are determined by the deterministic design optimization results of the system. A robust optimum design formulation is then needed to derive the robust solution that minimizes the variance of the response and moves the mean values to the target value. It is applied to Very Light Jet (VLJ) aircraft to which much attention is paid recently in civil aerospace market.

본 연구에서는 기존 설계요구도 정립과정에서 고려할 수 없었던 설계자의 주관적인 판단의 배제 및 사용자 요구도의 변화, 시스템의 생산 및 운용환경에서 발생하는 오차 등을 개념 설계과정에서 고려하는 설계 프로세스를 개발하였다. 사용자 요구도를 의사결정 모델 및 시스템 엔지니어링 기법을 사용하여 구체화하여 대안형상들을 도출하고 그 가운데에서 우수한 대안형상을 선정한다. 선정된 대안형상들에 대해 최적설계 기법을 적용한 개념설계 결과를 도출하고 여기에 강건최적설계 기법을 적용하여 사용자의 요구를 만족하면서 오차에 영향을 적게 받는 결과를 도출하도록 하였다. 본 논문에서는 최근 각광받고 있는 Very Light Jet 항공기에 대하여 개발된 프로세스를 적용해 보았다.

Keywords

References

  1. 이재우 외, 항공기 설계교육연구회, 항공기 개념설계 경문사, 2001.
  2. Kirby, M.R., Mavris, D.N., "Forecasting Technology Uncertainty in Preliminary Aircraft Design", Presented at the 4th World Aviation Congress and Exposition, San Francisco, CA, October 19-21, 1999.
  3. Mavris, D.N., Kirby, M.R., "Technology Identification, Evaluation, an d Selection for Commercial Transport Aircraft", Presented at th e 58th Annual Conference Of Society of Allied Weight Engineers, San Jose, California, May 24-26, 1999.
  4. Mavris, Dimitri N and DeLaurentis, Daniel A (2000), "A probabilistic approach for examining aircraft concept feasibility and viability", Aircraft Design (1369-8869). June 2000, 3, 2: 79-101. https://doi.org/10.1016/S1369-8869(00)00008-2
  5. 백방선, 원유동, 품질경영론, 2판, 무역경영사 2001.
  6. Hyeong-Uk Park, Mee-Young Park, Seung-Jin Lee, Jae-Woo Lee, an d Yung-Hwan Byun, "Development of Requirement Driven Design Concept Selection Process in Aerospace System", Computational Science and Its Applications-ICCSA 2006, Lecture Notes in Computer Sciences LNCS 3984 Part V pp 512-521, May 2006 . https://doi.org/10.1007/11751649_56
  7. Lou Cohen, Quality Function Deployment, ADDISON-WESLEY PUBLISHING COMPANY, 1995
  8. John C. Mankins, A White Paper, "Technology Readiness Levels", 1995, NASA, USA
  9. JMP 5.0, SAS Institute Inc.,
  10. Chen, W., Alle n, J. K., Tsui. K. L. and Mistree, F., "A Procedure for Robust Design : Minimizing Variations Caused by Noise Factors and Control Factors", Journal of Mechanical Design, Vol. 118, No.4, pp. 478-485. 1996. https://doi.org/10.1115/1.2826915
  11. 전상욱, 전용희, 김정화, 이동호, “항공기 날개 설계를 위한 강건성 및 신뢰성 최적 설계 기법의 적용”, 항공우주학회지 34권 8호, 2006. 8월
  12. 김주현, 김병곤, 전상욱, 전용희, 이동호 "신경망으로 구축된 불확실성 모델을 이용한 전투기 날개의 강건 최적 설계”, 항공우주학회지 36권 2호. 2008. 2월
  13. Huber, Mark. "Eclipse targets hefty initial production run", Aviation International News, 17. Oct. 2006, Retrieved on 12. Dec. 2006.
  14. Achintya Haldar, Sankaran Mahadevan, Probability, Reliability, and Statical Methods in Engineering Design, Jon Wiley & Sons, Inc., 2000.