• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권1호
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• pp.97-103
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• 2022

항공기에 장착되는 구성품은 항공기 운용 조건에서 구조 건전성이 입증되어야만 항공기에 장착될 수 있다. 항공기 주요 구성품 중에서 파일런은 엔진이나 외부무장 같은 외부장착물을 항공기의 주날개와 연결하고 파일런 자체에 작용하는 하중을 항공기의 주구조물로 전달하는 역할을 하며, 민간 항공기에서는 엔진 영역에서 화재가 발생할 경우 주날개로 화재가 번지는 것을 방지하는 역할도 한다. 본 연구에서는 항공기에 외부 연료탱크를 장착하기 위해 사용하는 연료 파일런의 구조 건전성을 검증하기 위해 수행한 구조 정적시험의 결과를 제시하였다. 본문에서는 파일런의 구조 정적시험에 사용되는 시험장비, 유압장치, 하중제어시스템 그리고 데이터 획득장비로 구성되는 시험셋업을 제시하였다. 그리고, 하중작동기를 제어하는 소프트웨어를 소개하고, 각 시험하중 조건에 대한 시험 프로파일을 제공하였다. 시험 결과, 각 시험에서 허용 오차 범위 내에서 하중작동기가 적절히 제어되는 것으로 나타났으며, 시험체의 주요 위치에서 수치해석과 구조시험으로 부터 획득한 변형률의 비교를 통해 수치해석의 신뢰성을 검증하였다. 결론적으로, 구조 정적시험을 통해 본 연구에서 다루고 있는 연료 파일런이 요구된 하중조건에 대해 충분한 구조 강도를 가지고 있음을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권5호
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• pp.396-404
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• 2015

무인기의 날개는 고고도 장기체류에 적합하도록 가로세로비가 크며, 비행 중 구조 대변형이 발생한다. 비행 중 날개 구조의 실시간 변형 상태 파악을 위해 변위-변형률 관계를 이용하여 비행체의 구조 건전성 및 관련 하중 상태 평가, 이상 진동 현상 발견 및 조종성 향상과 같은 영역에서 활용할 수 있다. 본 논문에서는 비행 중 변형이 발생하는 날개 구조물을 외팔보로 가정하여 구조 대변형을 보다 간편하게 예측하기 위한 변형률 기반의 비선형성을 고려한 변위 예측 알고리즘을 작성하였다. 변위 예측식은 외팔보의 다양한 끝단 변위 조건에서 이루어진 구조 실험과 유한요소 해석 결과의 비교를 통하여 검증하였다. 변형률은 스트레인 게이지로부터 취득한 값을 사용하였으며, 변형률을 이용하여 예측된 변위는 레이저 변위 센서로 측정한 변위와 잘 일치하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권2호
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• pp.55-59
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• 2010

현재 움직이는 물체의 운동을 제어하기 위해 하중이라는 개념의 사용이 시도되고 있다. 하중이라는 제어 개념으로 불확실성으로 인한 비선형성을 포함한 시스템에서 보다 신뢰성 있는 제어값을 찾기 위해, 기존의 선형화 방법에 의한 상태방정식에서 제어값을 찾는 문제와 달리 비선형 하중 모델에서 직접 제어 값을 찾는 방법이다. 본 논문에서는 동력이 없고 제어되지 않는 자유 낙하 물체를 비선형 하중모델로 구현해보고, 외란에 따라 낙하하는 물체에 작용하는 하중값을 분석해 본다. 또한 이러한 외란에 의해 발생한 하중값에 따른 낙하 경로를 구한다. 본 논문의 연구결과는 비선형 모델 예측 제어 시스템에 적용하여 다 연장로켓, 추진력을 갖지 않은 GPS 유도탄 그리고 우주비행체의 지상귀환 제어시스템의 정밀도 향상을 위해 이용될 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권9호
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• pp.826-835
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• 2007

발사체 열환경 설계를 위해서 여러 종류의 태양열 모델을 비교 검토하였으며, 측정된 태양열과 잘 일치하는 태양열 모델을 개발하였다. 기존의 태양열 모델은 태양 직사광 예측은 정확하지만 산란광에 대해서는 오차가 포함되어 있었다. 이에 반하여 새롭게 개발된 산란광 모델은 등방성, 이방성 산란을 고려하였으며 기존의 어느 모델보다 관측값과 잘 일치하였다. 우주 센터의 태양광 측정 데이터가 매우 적기 때문에 본 모델은 발사체 열하중 설계에 필요한 설계 데이터를 제공할 수 있었다. 또한 본 모델은 위도, 경도, 날짜, 고도에 대한 제한이 없는 일반적인 모델이기 때문에 추후 태양열에 민감한 반응을 보이는 비행기구 등의 개발에 효과적인 열환경 예측 수단을 제공할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권6A호
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• pp.543-560
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• 2010

원자력발전소의 안전 관련 콘크리트 구조물은 비행체의 충격에 대해 안전하게 설계하는데, 충격하중에 의한 스캐빙과 관통을 방지하기 위한 벽체 두께는 경험적 공식에 의해서 결정한다. 이 연구는 관입 및 스캐빙 깊이와 관통두께를 결정하는 기존에 제안된 국부손상 효과 산정식을 기존 실험결과와 비교 검증하는데 목적이 있다. 충격체의 충돌속도가 95~215m/s인 범위에서 충돌실험을 수행한 Kojima의 충돌실험체에 대한 충돌해석을 수행한 후, 실험 및 해석결과의 비교를 통해서 해석모델 및 해석방법의 적정성을 확인하였다. 국부손상 산정식 비교분석에서 실험결과와 잘 맞는 Degen식을 통해 산정된 관통두께가 반영된 RC 슬래브에 대한 충돌해석을 수행한 후, 국부손상 산정식과 해석결과를 비교분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.54-58
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• 2006

우주 시스템에 사용되는 각종 추진제 탱크는 내 외부압력 및 온도, 무게 등의 조건을 고려하여 설계되어야 한다. 특히 탱크의 외부 조건에 의해 탱크에 발생 또는 전달되는 정적, 동적 하중조건을 충분히 지지할 수 있도록 설계 고려하는 것이 탱크 설계의 주요한 인자 중 하나라고 할 수 있다. 이와 같이 탱크를 지지하는 것을 탱크 마운팅(tank mounting)이라고 한다. 탱크 마운팅을 위해서는 견고한 구조와 함께 간단한 제작성, 가벼운 무게, 저렴한 제작비 등을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 추진제 탱크 마운팅 방법의 종류 및 특징에 대해 언급하고, 해외 우주관련 프로그램에 적용된 마운팅 방법에 대해 소개하도록 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1473-1478
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• 2012

본 논문은 원거리에 떨어진 작전지역으로 정찰로봇을 발사하여 투하하기 위해서 필요한 파단형 보호체에 대한 개발내용을 제시한다. 실제 전장에서의 활용성을 높이기 위해 기존 외피 전개를 위한 기구사용을 배제하고 체결부의 파단에 의해서 보호체의 외피가 개방되는 방식을 채택하여 소형, 경량을 이루었다. 보호체와 정찰로봇의 유한요소 모델링을 통해서 주어진 하중조건에 맞추어 체결부의 파단이 이루어지는지 전산모의실험을 수행하였으며, 낙하시험기를 이용한 충격실험을 통해서 충돌에 대한 보호체의 충격흡수성능을 분석하였다. 실제 외부환경에서의 100m 발사시험을 통해서 제안된 보호체가 정찰로봇을 탑재하여 정해진 지점으로 비행 도착한 후 안전하게 정찰로봇을 이탈시킴을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.461-466
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• 2013

섬유강화 복합재료는 무게 절감을 위해 다양한 공학 분야에 널리 사용되고 있다. 각 층의 재료 물성치는 일반적인 금속재료에 비해 더 불확실한 것으로 알려져 있으며 하중 방향에 따라 매우 민감하게 반응한다. 그러므로, 복합재 적층판의 설계에서 불확실성을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 COMSOL과 MATLAB을 이용하여 끝단 변위가 설계 요구조건으로 정의된 경우, 재료 물성치를 확률변수로 하는 복합재 적층판에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 또한 근사기법의 효율성과 정확성을 확인하고 확률론적 민감도 해석을 수행하였다. 결과적으로 수중 비행체의 비행자세 안정장치에 대한 개선된 설계 방법의 적용가능성을 제시할 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권3호
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• pp.59-65
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• 2009

최근 무인기의 형태는 다양한 형태로 개발되고 있으며, 탑재 장비의 고성능 소형화를 바탕으로 무인기는 소형화되고 있다. 이러한 소형화되고 일반적인 형태가 아닌 무인기 개발에 있어, 기존의 개발방법으로는 이러한 비선형적인 요소로 인하여 정확한 모델링 및 제어기 알고리즘의 정형화하기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 기존이 비행체 개발 방법이 아닌, 하중 제어 개념을 적용한 Min 설계 방법의 첫 번째 단계로, 원통형 무인기에 적용하여, 수평 비행 조건과 특성 그리고 제어기 설계 알고리즘을 찾아보았다. 이러한 Min 설계 방법은 고성능 컴퓨터를 사용한 무인기 개발에 있어 실시간 시뮬레이션을 통한 비용절감과 개발기간을 단축시킬 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.265-270
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• 2010

본 연구에서는 유도무기 동체 내에 고체 추진기관을 삽입하여 장착할 경우 적용할 수 있는 연결장치와 조립체 개념을 제안하였다. 유도탄 동체 내에 추진기관을 삽입하여 장착하는 경우는 동체가 비행중 받는 하중에 더하여 추진기관의 연소에 의해 야기되는 여러 가지 효과 즉, 추력에 의한 축하중, 진동, 연소 중 발생하는 추진기관의 축방향 변형 등을 견디는 구조여야 한다. 본 연구에서 제안된 추진기관 연결장치를 통해 간결하면서도 설계 요구조건을 모두 만족하는 추진기관 장착 시스템을 구성할 수 있었다.