• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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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.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.230-240
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• 2013

오로지 인간의 동력만을 이용하여 비행하는 것을 목표로 하는 인간동력 항공기에는 다양한 역학적인 도전요소가 다분하다. 엔진과 비교하여 매우 낮은 동력을 사용하는 인간동력 항공기는 중량과 재료, 공력과 구조 분야의 분석 등이 고려되어야 한다. 또한 항공기가 매우 낮은 속도에서 비행하므로 저속비행에서의 공력 특성을 파악하여야 한다. 서울대학교 인간동력 항공기에서는 이러한 요소들을 만족시키기 위하여 기존의 인간동력 항공기의 비교와 더불어 역학적인 분석을 통하여 설계변수들을 계산하고 설계를 제안하였다. 더불어 복합재를 사용하여 실재 인간동력항공기를 제작하는데 필요한 절차에 대하여 논의하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.221-229
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• 2013

인간동력항공기의 개념을 분석하여 최고 성능의 인간동력항공기 개발을 위하여 필요시되는 동력증강 및 항력감소 설계에 대하여 연구하였다. 2012년 인간동력항공기 시범경진대회에 출전하기 위하여 유선형 동체 채택에 의한 항력저감 및 팔과 다리 힘 동시사용에 의한 동력증강개념을 제시하였으며 개념 확인을 위하여 동체의 전산해석 및 동력장치 설계를 수행하였다. 유선형 동체의 효과를 최대한 이용하기 위해서는 동체형상 설계가 중요하며 팔의 동력을 이용하기 위해서는 조종 장치의 설계가 중요하고 비행실험이 요구된다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.186-192
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• 2013

본 연구에서는 인간의 힘만으로 비행하는 인간동력항공기 제작 과정과 조종사 훈련을 위한 비행 시험을 수록하고 있다. 기체 무게를 줄이기 위해 탄소섬유, PVC폼과 같은 초경량 재질만을 사용하였으며 최종 무게는 41.5kg 이었다. 조종 훈련을 위한 비행 시험을 2012년 8월에서 9월 사이에 고흥항공센터에서 92회에 걸쳐 수행하였으며, 인간동력항공기 조종에 대한 노하우가 없던 초반에는 기체가 파손되는 경험도 하였으나, 이후 조종 기술을 습득하여 인간동력항공기 시범 경진대회에서 한국항공우주연구원 시범기가 240m 비행에 성공하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.180-185
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• 2013

본 연구에서는 공기역학적 성능을 고려하여 인간의 힘만으로 이륙할 수 있는 초경량 인간동력 항공기의 개념설계를 수행하였다. 이를 위해 조종사를 포함한 항공기 전체 무게를 결정한 이후 적절한 익형을 선정하여 주날개/보조날개를 설계하였다. 설계된 비행기의 형상을 기초로 3차원 전산해석을 하였으며, 이를 통해 양력/항력 등의 성능계수 및 항공기 무게 중심(CG)에 대한 계산을 수행하였다. 그 결과 비행기의 양력 및 추력이 양력 및 추력의 제한 조건을 만족하였다. 또한 비행기의 무게 중심(CG)이 주익의 공력 중심(AC)에 위치함으로써 26%의 정적 안정성이 보장되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제9권3호
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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.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.202-208
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• 2013

본 논문에서는 기계적 동력을 이용하지 않고 오직 인간의 근육에서 발생된 에너지를 이용하여 이착륙 및 비행을 할 수 있는 인간동력항공기의 조종사 훈련 계획 수립, 훈련 및 성과에 관해 기술하였다. 이를 위해 전문 트레이너는 각 조종사들의 신체적 특성을 고려하여 훈련 계획을 수립하였으며, 조종사들은 기초 체력 증진을 위한 실내 트레이닝, 균일한 동력 발생을 위한 실외 트레이닝, 조향 능력 습득을 위한 시뮬레이션 교육 및 경비행기 탑승을 실시하였다. 훈련을 통해 조종사의 몸무게 감소 및 체력 향상을 확인할 수 있었으며, 비행에 필요한 기본적인 비행 운용 능력을 습득하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.193-201
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• 2013

프로펠러는 인간동력 항공기 추진시스템의 중요한 구성품이다. 높은 프로펠러 효율을 얻기 위하여 프로펠러는 큰 지름을 가지고 느리게 구동된다. 프로펠러는 인간동력 항공기용 프로펠러 설계 프로그램을 사용하여 설계되었다. 프로펠러의 피치는 지상에서 조정이 가능하다. 본 논문에서는 여러 가지 변수에 대하여 설계에 사용된 동일한 프로그램을 통하여 프로펠러의 성능 해석을 수행하였다. 또한, 파일롯의 체력이나 비행속도의 변화에 따른 탈 설계점 해석도 수행하였다. 설계된 프로펠러는 카본 복합재의 초경량 구조로 제작되어 총 950g의 무게로 제작되었다. 제작된 프로펠러는 아이언 버드에서의 지상 성능 시험을 통하여 속도 및 동력을 측정하고 튜닝을 수행하여 실기에 장착되어 최종적으로 291 m 비행에 성공하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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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.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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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.