• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.221-229
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• 2013

To achieve the best performance, the concept of drag reduced and power increased Human Power Aircraft(HPA) was presented by analyzing the HPAs in the world. To participate the '2012 HPA competition' in Korea, the streamlined fuselage and the simultaneous use of hands and feet were introduced. Furthermore the CFD analysis and power unit design were performed to verify the concept. In order to make the best use of streamlined fuselage effect, the fuselage shape design is important and to supply the hand power to the power unit, the control system design is important, also the test flight is required for validation.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.230-240
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• 2013

Human powered aircraft: the aim is to fly only by human power, features many challenging issues. Contrary to the general aircraft operated by an engine, human powered aircraft, that manoeuvres by lower power, requires additional consideration about weight, material, aerodynamical and structural analysis. Since this aircraft flies at a low speed, low Reynolds number flight will need to be taken into account. In this paper, SNU (Seoul National University) Human Powered Aircraft was designed by comparing it with the existing human power aircrafts, as well as by using theoretical analysis that obtains the design parameters. Also, this paper discuss about the manufacturing process using composite material for real human powered aircraft.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.331-336
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• 2013

본 연구에서는 인간동력 항공기의 주익에 적용할 에어포일 형상에 대한 공력 특성을 파악하였다. 인간동력 항공기 날개에 적용하기에 적절한 에어포일을 조사하였으며, DAE11, DAE21, DAE31, SG6043 익형에 대하여 전산유체해석 프로그램인 EDISON_CFD를 통하여 비교하였다. 인간동력 항공기의 낮은 비행속도를 감안하여 $6{\times}10^5$의 저 레이놀즈수에서 받음각에 따른 양력계수, 항력계수, 양항비 등을 얻어내어 상호 비교 분석하였다. 본 연구를 통해 인간동력 항공기 주익에 적용할 저 레이놀즈 에어포일 형상을 최종적으로 선택할 수 있는 근거 자료를 확보하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.186-192
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• 2013

Fabrication of human powered aircraft and flight test procedure for pilot training are included in this paper. To meet the weight requirement, very light materials such as carbon fiber and PVC foam are used and the final weight was 41.5kg. Ninety two times of flight test were done at Goheung Aviation Test Center from August to September 2012. When KARI were lack of know-how about human powered aircraft, damages on the aircraft were very frequent. After knowing how to fly and to control, one of two pilots was finally successful in flying further to 240m in the Human Powered Aircraft Contest.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.202-208
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• 2013

This paper describes establishment of a pilot training plan, training and an outcome for Human Powered Aircraft which can take off, landing and fly using the energy generated by only human muscle without using mechanical power. To achieve these, a special trainer made a plan by considering physical trait of each pilot and each pilot was performed an indoor training for principle physical improvement, an outdoor training for generating sustainable power, a simulation training to learn maneuver ability. The pilot mastered the basic maneuver ability needed to fly and each pilot was lose their weight and experienced their improved physical strength via the training.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.180-185
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• 2013

In this study, preliminary design of human powered aircraft was performed by considering the aerodynamic performance. For this, overall weight including the aircraft and pilot was determined. Then, the main wing and horizontal/vertical tail were designed with appropriate selection of the airfoils and planform shapes. Based on these, three dimensional flow was calculated to obtain lift and drag coefficients and the position of center of gravity (CG). Consequently, it was shown that the lift and power of the aircraft satisfied the constraints of the minimum required lift and the pilot's available power. Also, the CG of the aircraft was located at aerodynamic center (AC) of the main wing, which guaranteed 26% of the static margin.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.12-16
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• 2015

인간동력 항공기 TORUK MAKTO I에 대하여 양력선이론 및 XFOIL을 사용하여 도출한 공력계수 및 미계수 값과 CATIA를 사용한 관성모멘트 추정 값을 사용하여 지면효과 및 주익과 무게중심 사이의 수직거리 변화가 인간동력 항공기의 세로 정안정성에 미치는 영향과 수평미익(스테빌레이터) 변위각제어에 따른 세로 동안정성 해석 연구를 수행하였다. 연구결과 지면효과가 정적여유에 미치는 영향은 미미했다. 공력중심과 무게중심 사이의 수직거리가 세로 정안정성에 미치는 영향은 매우 컸으며, 수직거리 증가는 세로 정안정성을 증가시켰다. 수평미익 변위각 제어에 따른 세로 동안정성 해석 결과 장주기 진동특성과 감쇄특성이 매우 나쁜 것으로 나타났다. 향후 항공기의 동특성을 고려한 세로 동안정성 해석 및 측풍에 의한 가로 및 방향 안정성 해석연구를 수행할 예정이다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.193-201
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• 2013

Propeller is an important component of Human Powered Aircraft (HPA) propulsion system. HPA uses large diameter low rotational speed propeller to get high propeller efficiency. The propeller was designed by HPA propeller designing program. The propeller pitch is adjustable by rotating the blade axis angle at ground. Performance of the propeller for various parameters are analysed by the same program used for design. Off-design condition performance was also checked including pilot power change and flight speed change. The propeller was manufactured in ultra-light structure using carbon composite material down to 950g. The propeller was ground tested on ironbird and installed on KARI HPA. Finally the HPA flew 291m with this propeller.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.268-268
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• 2016

기계적 장치의 도움 없이 오직 사람의 힘으로만 비행을 해야 하는 인간 동력 항공기는 높은 동력 효율 및 최소한의 무게를 지니며 고세장비(High Aspect Ratio)날개 특성을 가지고 있다. 따라서 공력 및 구조적 최적화가 필요하며 고세장비 날개 특성에 따른 대변위 해석이 필요하다. 비행가능한 특정 순항속도에서 3차원 날개에 작용하는 양력에 대해, Edison Solver(Educational program for finite element analysis (CASADSolver))를 이용하여 2차원 spar에 분포하중으로 적용하였을 때의 응력 분포 및 끝단 변위 분석하고자 한다. 또한, 2차원 spar에 일정한 간격으로 집중하중을 작용하였을 때 생기는 변위와 3차원 spar를 이용한 하중해석 결과의 변위를 비교하고자 한다. 위의 두 분석 결과로 비교적 계산자원이 많은 3차원 해석이 아닌 2차원 해석으로 인간 동력 항공기 날개 설계 초기단계에 적용가능한 지에 대해 비교한다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.593-597
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• 2016

항공기의 비행 안정성을 판별하기 위해서는 정적(static)안정성과 동적(dynamic)안정성을 모두 고려해야 한다. 본 연구는 EDISON_CFD의 KFLOW_EDISON_2D3DOF, 2D_Com_P해석자를 이용해 2차원익형의 정적(static)계수와 동적(dynamic)계수를 구해 항공기 전체형상의 정적 안정성 및 동적 안정성을 분석하였다. 그 중 2015년도 인간 동력 항공기대회 건국대학교 참가 기체를 예시로 연구를 진행하였다. 주익 익형 SG6043과 미익 익형 NACA0012을 EDISON_CFD를 이용하여 각 익형의 모멘트계수를 구하고 그 결과값을 이용하여 기체의 무게중심에 대한 각 익형의 감쇠계수를 계산하였다. 그리고 주익과 미익의 면적비율과 코드길이의 비율을 고려해 전체 항공기형상의 안정성과 비행 형태를 분석하였다.