• 한국항공운항학회지
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• 제24권3호
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• pp.62-68
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• 2016

According to the accident/incident reports of aircraft runway overruns and excursions, it generally shows runway friction reduction and aircraft braking capability deterioration are the basic causes due to adverse weather. Although surface of paved runway gets wet, it also should give good friction capability. If runway surface is worn due to long time usage and friction capability is reduced due to rubber accumulation or weather conditions(snow, rain, ice etc.), airport authorities should rapidly measure friction coefficient and give them to relevant persons through aeronautical information system and support safe takeoff and landing. Operation wise, these information of friction coefficient reduction should be lead to aircraft performance adjustments, but the data from manufacturer(performance manual) are airplane braking coefficient and the data from airport authorities are vehicle measured braking coefficient. But these two data are considered as the same meaning although the definite relationship between them is not clarified yet. So I am trying to search for the technical background of these two data and suggest reasonable method to use them efficiently.

• 대한교통학회지
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• 제28권3호
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• pp.119-130
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• 2010

교통사고의 재구성 해석은 도로와 사고흔적, 자동차 손상 등 다양한 자료들을 분석함으로서 이루어진다. 대부분의 자료들은 사고 해석에서 변수로 작용하며, 측정으로부터 구해지는 자료들은 조사자와 도구, 주어진 환경 등에 의해 측정 오차가 발생된다. 따라서 사고해석에서는 측정 오차에서 비롯되는 불확실성이 항상 존재한다. 본 연구는 불확실성이 존재할 가능성이 매우 높은 도로 기하구조와 타이어 흔적 등 길이와 마찰계수 등에 대해 반복 측정 실험을 함으로서 교통 사고해석에서의 불확실성을 정량화하였다. 또한 자동차 충돌 변형량의 사진 계측에 대한 불확실성에 대해서도 해석 결과를 제시하였다. 이러한 통계학적 분포들은 사고 재구성 불확실성을 추정하기 위해 입력 계수의 적절한 범위를 결정하는 것을 도울 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권6D호
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• pp.587-597
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• 2010

교통사고가 발생하면 사고 당사자들은 민 형사적인 문제에서 자유롭지 못하기 때문에, 교통사고 조사자는 사고 상황을 정확하게 재현 또는 분석을 하여야 한다. 또한, 이러한 교통사고 발생과 관련한 요인에 대한 분석을 통해 얻어진 자료를 활용하여 교통사고 다발지역의 개선 및 보완작업을 시행하게 된다. 현재까지 알려진 바로는 수많은 교통사고, 교통시설물, 도로설계 등과 관련하여 가장 많은 영향을 미치는 요인은 차량의 속도와 가속능력, 제동능력 등이다. 이는 자동차의 성능과 노면의 마찰계수가 가장 밀접한 영향을 미치는 부분이다. 특히, 사고 순간의 속도의 추정은 교통사고처리특례법의 11개 주요항목인 과속과 관련하여 매우 중요한 사항이기에 정확성이 요구되는 부분이다. 하지만, 국내에서는 아직 이러한 부분에 대한 심도 있는 연구가 많이 진행되지 못하는 것이 현실이다. 이러한 현실을 반영하여 본 연구에서는 차량의 급제동에서 제동흔적이 발생되기 시작할 때까지의 시간인 제동경과시간을 정밀가속도계(Vericom VC2000PC)로 측정하여 제동경과시간과 노면의 마찰계수를 정확히 추정하였다. 실험결과를 분석하여, 여러 가지 특수 아스팔트 포장 및 미끄럼방지포장 종류에 따른 제동경과시간과 마찰계수를 계산하여 연구의 목적에 맞도록 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 대한교통학회지
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• 제27권1호
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• pp.43-51
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• 2009

이 논문은 타이어-노면간 마찰계수(drag factor)와 노면에 발생된 스키드마크를 통해 제동직전 속도(pre-braking speed) 산정을 정확하게 하기 위한 방법론을 제시하고자 한다. 제동직전 속도(pre-braking speed)와 활주직전 속도(pre-skidding speed)간 어떠한 상관관계가 있는지 판단하기 위해 실차 주행 및 제동실험을 통해 데이터가 수집되었다. 두 대의 차량에 fifth wheel(오륜) 장비, 스피드건, vericom 2000 등 다양한 측정장비를 탑재하여 제동실험이 수행되었으며, 자동차 속도, 제동거리, 활주거리, 감속도 등이 정밀 측정되었다. 실험자료의 분석을 통해 노면 마찰계수값과 활주직전 속도를 산정하고, 이후 활주직전 속도와 제동직전 속도를 비교하여 이들간의 상관관계를 규명하였다. 결과적으로 산정된 마찰계수값은 현재 일반적으로 적용되고 있는 0.8보다 높았으며, 제동직전 속도는 활주직전 속도보다 $5{\sim}10km/h$ 정도 높은 것으로 나타났다. 향후에는 다양한 차종과 노면조건에 대한 후속실험을 통해 더욱 정교한 한국형 분석모형의 개발과 실무적용이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.541-549
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• 2018

본 연구에서는 국내 화물 및 여객차량들을 견인하는 디젤전기 기관차의 제동에 따른 동적 거동을 분석하기 위하여 제동장치에 영향을 미치는 마찰계수, 제동압력, 주행저항 등을 시험하였다. 마찰계수는 UIC 541-4를 참고로 Dynamo 시험을 수행하였으며 시험결과는 다변량 회귀분석을 통해 제동하중, 제동초기 속도와의 관계를 분석하여 제시하였다. 제동압력은 상용제동과 비상제동으로 구분하였으며, 제동밸브와 배관의 특성을 반영하기 위하여 시간에 따른 제동압력 변화를 대상 차량에서 측정하였다. 차량에 작용하는 외력을 반영하기 위하여 EN 14067-4의 타행시험을 수행하고 2차 다항식 형태의 주행저항을 제시하였다. 도출한 주행저항을 동일 차종에 대하여 각 국가별로 사용하고 있는 주행저항들과 비교하였다. 차량의 재원, 마찰계수, 제동압력, 주행저항을 바탕으로 직선 평탄 선로를 주행하는 디젤전기기관차의 동적 거동을 EN 14531-1에서 제시된 시간적분을 이용하여 해석하였다. 해석 결과는 상용제동과 비상제동에 대하여 각각 차량의 속도이력 시험결과와 비교 검증하였으며 상당히 합리적인 결과를 도출하였다. 본 연구의 결과들은 철도차량들을 연결하여 운행하는 열차의 동적 거동해석에 활용할 수 있을 뿐 아니라 차량 설계에서 제동에 영향을 미치는 다양한 파라미터들을 분석하고 성능향상의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.545-551
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• 2016

본 논문은 철도차량 안전의 핵심 요소인 제동성능을 확인하는 평가방법의 비교와 제동성능에 영향을 미치는 차륜과 레일의 마찰계수의 분포가 감속도에 미치는 영향을 분석하고 열차 편성에 따른 감속도의 분포를 예측하였다. 제동성능의 평가는 실제 운행중인 도시철도차량의 실차 시험을 통하여 제동시 제동거리와 제동시간을 측정해서 감속도를 산출하는 제동성능 평가방법과 UIC 544-1에 따른 제동중량비율을 이용한 평가 방법에 대하여 두 방법을 서로 비교하여 장단점을 살펴보았으며 각 방법의 호환성을 검토하였다. 차륜과 레일의 마찰계수 분포를 검토한 확률적 제동모델을 수립하고 제동성능에 가장 큰 영향을 미치는 차륜과 레일의 점착계수 분포가 열차의 편성에 미치는 영향을 분석하였다. 제동중량비율을 이용한 평가방법은 일정 초기 제동속도를 시험한 결과를 다양한 제동초기속도에서의 제동거리로 환산할 수 있어 열차 신호시스템의 설계나 신규 노선에서의 운전 패턴을 설계 검증할 수 있는 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 보이며 편성에 따른 감속도의 확률적 분포 예측을 통하여 열차분리 결합등 가변 조성시 감속도의 분포를 예측함에 따라 보다 정밀한 열차신호 설계의 기초자료로 활용가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.887-895
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• 2018

본 논문은 수송량 증대를 위한 열차제어시스템의 안전거리 설계와 전동차 제동설계에 활용할 수 있는 제동모델을 제시한다. 제동모델을 위해 6량 1편성으로 운행되는 전동차의 제동특성을 시험하였다. 제동특성에 영향을 줄 수 있는 인자로는 마찰계수, 제동압력의 변화, 회생제동 등이 있으며 시험을 통해 확인하였다. 제동압력은 상용제동과 비상제동으로 구분하고 차량의 특성을 반영하였다. 주행하는 철도차량에 작용하는 외력은 주행저항을 측정 시험과 후처리 방법을 제시하고 있는 KS R 9217에 따라 시험을 수행하고 2차 다항식 형태로 해당 열차의 주행저항을 제시하였다. 차량의 재원, 마찰계수, 제동압력, 주행저항을 바탕으로 직선 평탄 선로를 주행하는 전동차의 동적 거동은 다물체 동역학 해석 소프트웨어를 이용하여 해석하였다. 해석결과는 상용제동과 비상제동에 대하여 시험결과와 비교 검증하였으며 상당히 합리적인 결과를 도출하였다. 검증된 모델은 제동초기 속도에 따른 정지거리를 분석하고 감속도 중심의 제동모델과 비교하였다. 또한, 운영기관의 마찰계수 한계치에 따라 열차제어시스템을 위한 안전거리는 변화할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 철도차량들을 연결하여 운행하는 열차의 동적 거동해석에 활용할 수 있을 뿐 아니라 차량 설계에서 제동에 영향을 미치는 다양한 선로환경 분석과 제동 성능향상의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-10
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• 2017

제동 스킬소음은 승객과 선로 주변의 주민에게 불편을 끼쳐 시급히 해결해야 할 문제의 하나이지만 해결책을 찾는 것은 쉽지 않다. 제동 스킬소음을 저감하기 위한 해결책은 크게 제동 마찰재의 소재를 개량하거나 제동패드의 구조를 개선하는 것으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 현재 KTX 차량에 사용되고 있는 제동패드를 기준으로 마찰재의 소재만을 바꾼 패드와, 동일한 마찰재 소재를 사용하지만 구조를 유연형으로 바꾼 제동패드를 제작하여 제동 다이나모미터에서 다양한 조건으로 마찰특성과 소음특성을 평가하고 영업차량이 역에 정차할 때 측정한 스킬소음과 비교 및 분석하였다. 제동 다이나모미터 시험이 실차 시험을 어느 정도 재현하는 것이 가능한다는 것을 발견하였고, 영업열차에서 최고 스킬소음이 발생한 4,500Hz 대역의 스킬소음은 다이나모미터 시험에서도 정확히 일치하고, 이 주파수는 제동디스크의 고유진동수와 일치하는 것을 규명하였다. 제동 스킬소음이 발생하는 주파수는 캘리퍼에 작용하는 압력, 시험온도, 그리고 제동 초속도에 따라 달라지지만 일정한 경향을 보여주지는 않았다. 개발된 제동패드의 평균 마찰계수는 0.35~0.45의 범위에 있고 마찰재 소재만을 바꾼 경우는 21.6dB(A), 구조를 변경한 경우는 17.3dB(A) 만큼 최대 소음을 줄일 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2017

4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.