• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.34-34
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• 1998

차세대 비행체가 갖추어야 할 요건으로 다양한 작동 범위에서 다목적으로 사용될 수 있어야 한다는 점이다. 비행체는 작전시 초음속으로 순항해야 하며, 폭탄으로 손상된 비행장에서도 이륙하여 작동할 수 있도록 짧은 이륙과 착륙 거리를 가져야 하기 때문에 현재 비행체보다 더 큰 받음각에서 작동하여 비행시 뛰어난 기동성을 가져야 한다. 제어력을 향상시키기 위해서 받음각과 동압에 의존하지 않고 큰 제어 모멘트를 제공하는 차세대 방법은 엔진의 배기가스를 원하는 비행 방향으로 제어하는 것으로 이러한 방법을 추력 편향 제어(Thrust Vector Control)라고 한다. 기존 공력에 의한 비행 자세제어 방법은 속도의 2승에 비례하는 제어력을 발생하지만, 실속을 피해야하기 때문에 공기력을 이용한 날개 및 비행체의 받음각에 한계가 있어 비행체의 선회능력을 제한하며 고공에서 저속비행 하는 경우에는 공기의 밀도가 낮고 동압이 작게 작용하여 선회능력은 낮아진다. 그러나, 추력 편향 장치는 공력을 이용하지 않고 추력을 이용하기 때문에 실속에 의한 제한이 없어 큰 받음각(70$^{\circ}$-90$^{\circ}$)으로 선회할 수 있어 월등한 기동성을 발휘할 수 있다. 이러한 추력 편향 장치 중 제트 베인형은 소형화가 가능하고, 하나의 노즐로 수직, 수형 및 횡 방향의 3축 제어를 할 수 있어 많이 사용되고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권7호
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• pp.529-536
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• 2020

한국형발사체 3단은 추력기 자세제어시스템에 의해 3단 엔진 점화 시점부터 위성 분리, 위성과 충돌을 막기 위한 회피기동까지 롤 및 3축 자세제어가 수행된다. 추력기 자세제어시스템은 추력기를 작동시킬 때 추진제를 소모하므로, 적정 추진제 충전은 임무 성공에 있어 중요하다. 그러므로 한국형발사체의 비행 중 추력기 자세제어시스템의 추진제 소모량이 얼마인지 추정할 수 있는 수단이 필요하다. 본 연구에서는 추력기 자세제어시스템에서 획득할 수 있는 압력, 온도 데이터를 바탕으로 추진제 소모량을 추정할 수 있는 에너지 관계식을 개발하였다. 개발된 관계식을 검증하기 위해 On-board 시스템과 유사한 시스템을 구성하여 시험을 했고, 추진제 소모량 추정식과 증류수를 사용한 시험 결과를 비교분석하였다. 또한 오차 분석을 통해 예측 결과의 신뢰성을 판단하였다. 마지막으로 시스템 수준 운용시험의 추진제 소모 결과도 나타내었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.15-20
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• 2007

In order to control and balance axial thrust of turbo machine, many types of balancing devices are used but most of them are complicated and sometimes cause troubles. In this study, a very simple device of using shallow grooves mounted on a casing wall, known as "J-Groove", is proposed and studied experimentally and theoretically. The result shows that 70% of axial thrust in an industrial 4-stage centrifugal pump can be reduced at the best efficiency point. Moreover, the analytical method of "interfered gap flow" is established and a simple formula which can determine the optimum dimension of groove and its location is proposed.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제1권1호
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• pp.166-188
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• 1998

본 논문에서는 쿼터니온 궤환 개념이 기존의 오일러각 궤환 개념에 비해 추력벡터제어(Thrust Vector Control) 방식을 사용하는 전술 유도탄 자세제어에 보다 효과적으로 적용될 수 있음을 보인다. 오일러각 궤환 방식을 택한 기존의 자세제어기에서 오일러각 궤환 부분을 쿼터니온 궤환으로 적절히 바꾸어 주게 되면 자세명령 크기 변화에 따른 시간응답 특성의 변화를 줄일 수 있으며, 쿼터니온 궤환 방식을 택할 경우, 우주비행체 자세제어 분야에서 활발히 연구되고 있는 고유축(Eigen Axis) 회전에 의한 자세변환을 수행할 수 있는 자세제어기 설계가 가능하다. 고유축 회전은 최단경로에 의한 자세변환 개념이므로, 이러한 능력을 갖춘 자세제어기는 신속한 자세변환이 필요한 전술 유도탄의 초기비행에 매우 효과적으로 이용될 수 있다. 더욱이, 제어법칙에 공력모멘트를 보상하는 항을 추가하게 되면 변화가 심한 공력 모멘트가 유도탄의 회전운동에 미치는 영향을 줄일 수 있어 고유축 회전성능을 보다 개선시킬 수 있다. 우선, 오일러각 궤환보다 쿼터니온 궤환이 유리한 점을 논하고, 쿼터니온 궤환에 근거한 자세제어기의 설계 개념과 제안된 제어기에 의해 구성되는 폐루우프에 대한 안정성 문제를 다룬 후, 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권2호
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• pp.165-171
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• 2016

정지궤도복합위성은 추력기 분사를 이용하여 자세제어, 궤도 유지, 휠 오프로딩 등을 수행한다. 장착된 추력기 중 1, 2, 3번 추력기는 태양전지판과 같은 축에 장착된다. 이로 인하여 추력기 1, 2, 3번은 플룸 외란의 영향이 크게 발생한다. 그러므로 위성 설계 단계에서 부터 플룸 외란의 영향을 분석해야 한다. 본 논문에서는 정지궤도복합위성의 초기 형상을 이용하여 추력기에서 발생하는 플룸 외란을 계산하는 과정을 기술하고 추력기 조정각에 따른 플룸 외란의 영향을 분석하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.100-100
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• 2003

다목적실용위성 1호의 자세제어는 추력기를 이용한 방법과 반작용 휠을 이용한 방법으로 나눌 수 있다. 추력기를 이용한 방법은 위성이 안전모드에 진입하거나 궤도조정시 이용되며, 정상 운영모드에서 촬영임무를 수행할 때는 반작용 휠을 이용하여 위성의 자세를 제어하고 있다. 자세제어는 제로 모멘텀 바이어스(Zero Momentum Bias)를 이용하여 3축 제어방식을 사용하고 있다. 지구센서(CES, Conical Earth Sensor)와 자이로(Gyro)를 통하여 얻은 자세정보를 이용하여 위성의 탑재컴퓨터에서 제어로직을 수행하면 MDE(Motor Drive Electronic)를 통해 모멘텀을 입력받아 반작용 휠의 회전속도를 변화 시켜 자세제어를 수행한다. 본 논문은 위성의 임무기간 동안 반작용 휠을 이용하여 자세제어를 수행한 결과를 바탕으로 위성의 제로 모멘텀 바이어스를 통한 자세제어계의 변화를 분석하여 향후 연장 임무기간 동안 발생할 수 있는 운영상의 문제점을 확인하고, 이에 대한 조치 방법과 자세제어계의 운영 방안을 제시하고 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.88-94
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• 2004

KSR-III 로켓은 액체추진 엔진을 사용한 과학로켓이며, 추력 비행중 피치 및 요 자세제어를 위해 추력벡터제어 방식을 사용하고, 롤 자세를 제어하기 위해 냉가스 추력기를 사용하였다. 본 논문은 KSR-III 로켓의 3축 자세제어를 위해 설계된 자세제어기의 구조와 이득 스케쥴링, 자세 안정성 분석결과에 대해 소개한다. 설계된 자세제어기는 국산화 개발된 관성 항법시스템의 비행소프트웨어로 구현되었는데 비행시험에서 완벽히 작동하였다. 비행에서 측정된 데이터는 시뮬레이션 결과와 거의 일치되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2013

단일액체추진제 하이드라진 추력기는 간단한 구조, 우수한 추진제 저장성, 깨끗한 반응생성물 기체 등과 같은 장점으로 수많은 우주비행체의 궤도 및 자세제어시스템으로 적용되고 있다. 우주발사체의 자세제어시스템에 적용하기 위한 중형급 하이드라진 추력기가 설계 제작되었으며, 성능검증을 위해 수행된 개발모델 추력기의 지상연소시험 결과를 추력, 임펄스 비트, 그리고 엔진 구성품별 온도 및 압력 등을 통하여 제시한다. 개발모델 엔진은 매우 우수한 추력 응답성과 재현성을 보였고, 그 추력성능 효율은 이론설계치 대비 93% 이상임을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.105-111
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• 2006

항공기 엔진은 항공기가 각종 기동을 수행하도록 추력을 발생하는 것 외에 기동 수행을 위해 작동되는 조종면에 공급될 유압계통의 동력과 각종 항전장비 작동을 위한 전기계통의 동력을 공급한다. 엔진으로부터 제공되는 동력은 엔진의 고압압축기로부터 추출되기 때문에 축마력(Horsepower Extraction, HPX)이라하며, 추출되어 제공되는 엔진 축마력이 유압계통과 전기계통에서 요구하는 요구 축마력보다 작게 되면 엔진에 과도한 부하가 걸려 엔진회전수 감소(Rollback) 및 심한 경우 실속(stall)등이 발생할 수 있다. T/A-50체계개발 동안 요구 축마력과 엔진의 공급 축마력에 대한 비교 해석을 수행하였고, 해석 결과 엔진 축마력이 요구 축마력보다 작은 것을 확인하였다. 엔진 축마력 증가를 위한 엔진 제어 스케쥴 변경이 수행되었으며, 변경된 제어 스케쥴이 장착된 엔진을 이용하여 T/A-50비행시험을 수행하였다. 비행시험 결과를 통해 해석 결과 및 변경된 제어 스케쥴의 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권6호
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• pp.422-428
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• 2019

수직미익이 없는 전익기 형상은 낮은 레이더반사면적(RCS) 특성으로 인해 최근 UCAV를 위한 대표적인 형상으로 대두되고 있다. 무미익 전익기 형상은 방향축 관점에서 보면 정적으로 불안정하면서도 이를 효과적으로 제어하기 위한 수직 조종면이 없다는 두 가지 난제를 모두 갖고 있다. 이같은 형상을 제어하기 위해서는 추력 벡터링을 적용하거나 날개의 항력차이를 이용하는 드래그 러더(Drag Rudder) 형태의 에일러론 또는 스포일러 등을 적용할 수 있다. 본 논문에서는 전익기 형상의 횡방향축 공력특성 및 드래그 러더 중 스포일러 형태의 조종면에 대한 공력특성을 설명한다. 또한, PI 구조의 제어설계 기법을 사용하여 전익기의 횡방향축 운동을 효과적으로 제어할 수 있음을 제시하고, 비행시험을 통하여 설계된 제어기로 안정적인 비행이 가능함을 보였다.