• 한국항공우주학회지
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• 제33권3호
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• pp.39-46
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• 2005

본 논문에서는 광범위한 함수 근사성질을 갖고 있는 신경회로망을 이용하여, 시스템의 입출력 조화성분의 선형관계를 표현하기 위해 추정된 전달행렬의 적용범위를 확장할 수 있는 적응 고차조화제어(Higher Harmonic Control, HHC) 기법을 제안하고 있다. 신경회로망의 학습신호는 추정된 전달행렬을 기반으로 계산된 최적제어 이득 값 행렬을 이용하여 구성된다. 내부 안정성을 보장하기 위하여 신경회로망의 가중치 학습방법은 Lyapunov 직접 방법을 이용하여 유도하였다. 6개의 입력과 2개의 출력을 갖는 비선형 시스템에 대한 시뮬레이션 결과를 통해 적응 고차조화제어 기법이 불확실한 전달행렬에 적용 가능함을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.92-100
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• 2017

회전익 항공기의 MRA 조종로드는 메인로터의 회전면을 조절하여 항공기의 속도, 고도 및 방향을 조절해 주는 중요한 기능을 수행한다. 그러나 A 항공기 운용 중에 조종로드에 수분이 유입됨으로서 동계 운용 간 조종로드 내부가 결빙으로 파손되고 제작공정 간 불균일한 코팅으로 인한 부식이 발생되어 개선이 요구되었다. MRA 조종로드 상부 공간을 통하여 로드 내부로 수분이 유입되었고, 유입된 수분이 외부 온도의 영향으로 결빙 발생 후 팽창하는 과정에서 로드가 파손되었으며, 조종로드의 제작공정 간에는 도금처리 미흡으로 조종로드 내부에 부식이 발생하였다. 이러한 결함을 해결하기 위하여, 로드 내부로 수분이 유입되지 않도록 조종로드 상단 부분을 실링 처리하였고, 부식이 발생되지 않도록 제작공정 진입 전 내경부 부식 확인, 공정 이동 간 불순물 제거 및 방청유 적용 공정 추가, 균일한 두께 분포를 위한 내경부 2회 코팅 등을 반영하였다. 이를 검증하기 위해 개선품에 대한 방수시험과 염수분무시험 등을 통하여 방수와 부식방지 여부를 확인하였다. 본 논문에서는 이처럼 항공기 운용과정에서 발생한 MRA 조종로드 결함에 대한 현상과 원인 및 대책을 검토하고 개선 방안을 수립하여 이를 입증하였다. 이와 같은 방수 및 부식 방지 기술은 국내 회전익 항공기 개발 산업에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.33-38
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• 2015

고압과 정량 흡상을 목적으로 클리어런스가 없는 초고압 회전용적형 헬리컬기어 펌프의 개발을 진행하였다. 펌프의 내부 압력과 토출 유속을 검증하기 위해 CFD 해석을 수행하였다. 이에 따라 FVM 기법으로 유동해석을 수행하였는데 클리어런스가 없는 완전히 밀폐된 형태의 FVM 유동해석은 격자가 연속하게 구성되지 않아 유체영역이 분리되어 정상적인 결과를 얻어낼 수 없었다. 이러한 문제로 격자 구성이 필요치 않은 MPS 기법으로 유동해석을 수행하였고, MPS 유동해석을 통해 펌프의 내부 압력과 토출 유속을 확인할 수 있었다. 로터의 회전속도 1,000 rpm에서 펌프 내부의 압력은 최소일 때 19.5 bar, 최대일 때 44.6 bar이고, 평균 압력은 33.9 bar로 확인되었다. 토출 유속은 최소일 때 64.5 m/s, 최대일 때 84.8 m/s이고, 평균 유속은 76.1 m/s로 확인되었다. 본 연구를 통해 클리어런스가 없는 해석 모델의 유동해석은 FVM 기법보다는 MPS 기법이 더 적합하였음을 확인할 수 있었다. 또한 초고압 회전 용적형 헬리컬기어 펌프의 압력의 변화에 따른 유속과의 관계를 본 연구를 통해 규명할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.681-689
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• 2020

본 논문에서는 유도형 탄약의 모사 기체를 제작하고 공중에서 탄체에 롤축 회전을 인가한 뒤 롤축 저속 회전 중인 탄체의 롤각 추정 성능을 실험적으로 검증한 방법과 결과를 소개한다. 멀티로터형 무인기를 모선으로 사용해 유도형 탄약 모사 기체에 초기 속도와 고도를 부여하였으며 탄체 투하, 탄체 회전, 롤각 추정 및 안정화로 이어지는 비행 시험 시나리오를 통해 롤각 추정 결과를 분석한다. 약 200m의 고도에서 수평 방향으로 15m/s의 속력으로 탄체를 투하한 뒤 내부의 반동차(Reaction Wheel)를 사용하여 탄체를 회전시켰으며 특히, 상용 GPS/INS와의 비교를 통해 롤각 추정 결과를 제시한다. 아울러, 반동차를 이용하여 공중에서 탄체를 롤축 회전시키는 메커니즘들을 비교하고 실제 구현한 결과도 소개한다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.48-55
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• 2008

본 연구에서는 파이로 시동기의 고온고압 가스에 의해 구동되어지는 부분입사형 초음속 터빈의 익렬 엣지 형상에 따른 터빈 블레이드의 표면 가스온도 분포를 분석하기 위하여 초음속 터빈 내부의 온도발달 특성 해석을 실시하였다. 시동 초기의 터빈 블레이드의 표면 가스온도 분포 발달을 살펴보기 위해서 각각의 엣지 형상에 대해 터빈의 회전수를 바꾸어가며 계산을 수행하였다. 터빈 블레이드 엣지 형상은 샤프형과 라운드형 두 가지 종류를 선택하였고, 터빈의 회전수는 두 가지 형상 모두 $0{\sim}10,000rpm$의 회전 속도를 주어 계산을 실시하였다. 터빈의 회전수가 증가할수록 터빈 블레이드 표면의 평균 온도는 하강하였고, 사프형 엣지 형상이 라운드형 엣지 형상에 비해서 터빈 블레이드의 표면 온도 분포가 전반적으로 낮은 분포를 나타내었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.535-538
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• 2009

Auto Pilot은 전자해도나 플로터를 이용하여 항행하고자 하는 코스를 입력 시킨 후 운행모드를 자동운항에 위치시키면 자동으로 경로를 따라 선박을 이동시키는 시스템이다. Water Jet 추진장치는 엔진과 연결된 펌프를 가동해 배 밑바닥에 있는 흡입구로부터 물을 빨아들인 후에 배 내부에 설치된 유도관을 거쳐 노즐을 통해 가속된 물을 배 뒤쪽으로 분사하면서 배를 앞으로 밀어주는 힘을 발생시키는 추진 장치다. Water Jet 추진장치는 수심의 영향이 적고, 고속영역 일수록 추진 효율이 높고 진동과 유동소음 측면에서도 매우 유리한 장점을 갖고 있어 새로운 추진시스템으로 국내외 적으로 수요가 확대되고 있다. 하지만 Auto Pilot 와 Water Jet 추진시스템의 신호 체계가 달라 상호간 효과적으로 신호를 전달할 수 있는 장치가 필요하다. 본 논문은 기존의 Auto Pilot 와 Water Jet 추진시스템의 신뢰성 있는 통신을 할 수 있도록 상호 연동하는 Interface 장치를 설계하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.406-408
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• 2019

자동차에 사용되는 전동식 워터펌프에 적용되는 모터는 CANNED TYPE의 모터 구조이다. 모터의 구동 부품인 로터는 플라스틱 사출물의 격벽 구조 내에 위치하며, 부동액에 침수되어 있는 상태로 회전을 하게 된다. 플라스틱 사출물 격벽 구조 외부에 Stator가 위치되어 Rotor가 회전이 가능하도록 한다. Rotor의 구성은 Magnet와 Core, Shaft로 구성되며, Magnet와 Core의 경우 부품 특성상 수분 침투에 부식되는 재질이기 때문에 부품의 기밀 유지는 매우 중요하다. 차량에 장착된 상태에서는 120도의 환경조건에서 구동이 가능하여야 하며, 내부압력이 1 Bar 이상의 압력에도 누수가 없어야 한다. 본 논문에서는 이 조건을 만족하여 개발된 전동식 워터펌프의 불량을 검사하기 위하여 헬륨을 이용한 Leak 검사 자동화 시스템을 설계 및 구현하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.997-1004
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• 2020

Synchropter는 서로 경사진 한 쌍의 회전날개가 동조 교차 회전하는 회전익 항공기의 일종으로 동축반전 헬리콥터와 마찬가지로 꼬리 회전날개를 제거할 수 있어서 효율적이며 간결한 형태의 비행체 구성이 가능하다. 드론 체계로서의 적합성을 검토하기 위하여 소형 Synchropter를 설계, 제작하여 비행시험을 수행하였다. 설계한 Synchropter는 로터 직경이 1.4m이며 중량이 7kg인 소형비행체로서 효율적으로 비행 특성을 확인하기 위하여 상용부품 기반으로 제작하였다. 비행 제어 시스템은 Open Architecture인 Pixhawk를 기반으로 구성하였으며, Sychropter 제어법칙을 PX4 펌웨어에 탑재할 수 있도록 개발하였다. 정성적 비행시험을 통해 Synchropter의 비행 특성을 분석하였으며, 분석 결과, 드론 체계로서의 활용 가능성을 파악할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.221-227
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• 2016

풍력발전기에서 메인 샤프트는 로터허브와 증속기를 연결하는 중요 부품 중 하나이며 주로 자유단조공법을 통하여 제조된다. 하지만 고 MW급 이상의 메인샤프트는 중량을 감소시키기 위하여 중공형 설계가 이루어지며 주조공법을 이용하여 제조되고 있다. 본 연구의 목적은 중공형 메인샤프트를 단조공법을 이용하여 생산할 수 있는 제조공정을 개발하는 것이다. 자유단조 공법의 공정설계 방법에 따라 중실형과 중공형 메인샤프트를 제조하기 위한 단조공정을 각각 설계하였다. 설계된 공정의 성형가능성을 확인하기 위하여 온도, 변형률 속도에 따른 유동응력을 열간압축실험을 통하여 구한 후 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통하여 단조업계에서 통상 행해지는 중실형 단조공법의 온도 및 변형률 등의 관리인자와 제안된 중공형단조공법의 인자를 비교하여 성형가능성을 예측하였다. 시제품 제작을 통하여 중공형 형상을 원소재회수율, 내부품질, 형상 및 치수 등에서 높은 생산성으로 제조가 가능함을 확인하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.12-12
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• 2009

터빈에서 핵심부품인 로터는 블레이드를 원심 운동시키는 대형 단조강이며, 고압의 증기 조건에서 고속회전하며 고온에서 운전과 저온에서 과속시험 동안 높은 원심력을 받는다. 또한 기동/정지 천이 동안 열응력을 받기 때문에, 이러한 운전조건에 부합되는 소재로서는 높은 Creep 강도 및 피로강도를 가지는 CrMoV type의 강종이 사용되어져 왔다. 발전소의 대용량화 및 고온화에 따라 종래의 증기조건에서 사용되어져 왔던 1%CrMoV강은 내산화성 및 내부식성이 문제가 되어 더 이상 사용이 불가하며, 고온/고압하에서도 우수한 소재 특성을 가지는 12%Cr강의 사용이 필수적이다. 그러나 12%Cr강으로 제작되는 로타는 Cr 양이 높기 때문에 저널부에 Galling 또는 Scuffing 이라 불리는 부적절한 마모현상과 사용 중 소착이 발생하기 쉬운 단점이 있기 때문에, 저널부에 Cr 함유량 2~3% 이하의 저합금강을 오버레이 용접하여 육성하는 일체형 가공구조의 로타 저널부가 주목되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Large scale 로타가 용접 도중 급열 및 급냉이 되지 않으면서 균일한 온도로 일정 시간 유지할 수 있는 열관리 장치 개발, 최적 오버레이 용접조건 선정 및 용접부 건전성 시험 평가를 통하여 12%Cr 로타 저널부의 최적 오버레이 용접공정을 확립하고자 하였다. 용접 열관리 장치는 전기저항 가열방식을 적용하고 있으며 용접이 최종 완료되기 전까지 로타 제품 전체는 $93^{\circ}C$이상의 온도로 유지 되어져야 하며, 규정 용접후열처리 온도는 $650^{\circ}C{\pm}14^{\circ}C$ 이다. 또한 로타 오버레이 용접은 모재 Set up $\Rightarrow$ 용접예열 $\Rightarrow$ GTA용접 $\Rightarrow$ SA용접 $\Rightarrow$ 용접후열(Post heating) $\Rightarrow$ 용접후열처리(PWHT) $\Rightarrow$ 정삭가공 $\Rightarrow$ NDE(UT) 순으로 수행 되어진다 실제 로타의 1/3 Scale로 시험편을 제작하여, 오버레이 mockup 시험을 수행한 후 화학성분, 경도 분포, 인장강도, 충격인성 및 굽힘시험을 수행한 결과, 오버레이 용접에서 요구되어지는 용접 물성값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 균열 등의 선형 결함이나 기공, 슬라그 혼입과 같은 결함은 관찰되지 않았으며, 용접 시 아크의 안정성과 슬라그의 박리성은 양호하였으며 비드의 외관도 미려하여 용접 작업성도 양호하였다.