• 항공우주기술
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• 제7권2호
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• pp.196-204
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• 2008

현대의 민간용 회전익 항공기는 모든 기상조건에서 비행할 수 있는 운용 능력이 요구되고 있으며 이에 따라 결빙 환경에서의 회전익 항공기 운항 안전과 인증에 대한 관심이 대두되고 있다. 또한, 항공기의 결빙은 항공기 운항 안전에 있어 가장 다루기 어렵고 위험한 요인 중에 하나이며 실제 사고의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 회전익 항공기의 결빙 인증 요구조건에 대한 고찰을 수행함으로써 회전익 항공기 형식증명 시 어떻게 결빙을 입증할 것인가에 대한 제시와 함께 결빙에 대해 고려하여야 할 사항들에 대해 논하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.530-536
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• 2010

비행 중 대기조건에 의한 결빙은 항공기 안전성과 직결되며, 특히 항공기 표면 발생 결빙은 공력 특성 변화를 야기하여 제어면 성능을 저해하는 요소가 된다. KC-100 항공기의 결빙에 의한 공력 영향성 조사를 위해 결빙 전문 CFD 코드인 FENSAP-ICE를 이용하였다. 항공기의 공력 특성을 대표하는 주날개 단면 익형을 먼저 고려하고 다음으로 전기체형상에 대해 결빙 해석을 수행하였다. 또한 Anti-Icing 및 De-Icing 장치 설계를 위해 항공기 부품별 결빙 영역 및 결빙 증식 크기를 조사하였다. 결빙 영역은 주날개 및 수평 꼬리날개의 앞전에서 단면 코드길이 기준 약 7.07%, 11.2% 범위를 나타냈고, Wind Shield의 경우 약 16.7%에서 결빙이 발생하였다. 결빙에 의한 공력특성 변화의 경우, 받음각 0도에서 KC-100 항공기의 양력은 64.3% 감소한 반면 항력은 55.2% 증가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권11호
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• pp.911-925
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• 2020

항공기 결빙 보호장치는 항공기의 Window Shield 및 Engine Inlet, Wing 등에 적용되어 운용 중 발생할 수 있는 항공기와 센서의 표면 결빙으로 부터 항공기를 보호한다. 표면에 증식된 결빙은 항공기의 조종 안정성을 저하시키고 대기자료 프로브의 오작동을 일으킴으로써 심각한 사고의 원인이 되기도 하는데, 이를 방지하기 위하여 다양한 방식의 결빙 보호장치가 개발되었다. Electrothermal 방식은 비교적 간단한 구조이고 에너지 효율을 높이는 데 유리하여 가장 많이 사용되는 항공기 결빙 보호장치로 자리매김하고 있다. 본 리뷰 논문에서는 대표적인 결빙 보호장치인 Hot-air 및 Electro-thermal 방식을 집중적으로 분석하였고, 기술 현황과 적용 사례를 바탕으로 결빙 보호장치의 전망에 대해 고찰하였다.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.37-46
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• 2006

항공기 운항 시 나타날 수 있는 외부환경 조건은 상당히 가혹하다. 특히 차가운 대기조 건에서 항공기 운항 시에는 미세한 얼음 알갱이들에 의해 항공기의 성능에 큰 영향을 줄 수 있다. 기체의 날개 앞전에 얼음이 부착되면 날개의 형상을 변화시켜 비행특성을 저하시 키며, 엔진의 흡입구 앞전에 부착하게 되면 압축기 블레이드의 손상뿐 아니라 성능 및 항 공기의 안전에도 영향을 미치게 된다. 얼음 알갱이들로 인한 여러 가지 상황 중 엔진 입구 로 유입되거나 엔진 압축기 블레이드에 생성되는 얼음 알갱이들로 인한 엔진 성능 변화 추이를 분석하기 위하여 결빙모사장치의 제작을 수행하였다. 결빙모사장치는 FAA에서 정 의한 결빙조건을 만족할 수 있도록 제작하였으며, 결빙모사장치와 기존 액체공기시스템을 이용하여 결빙이 생성됨을 시험을 통하여 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.358-361
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• 2007

대부분의 항공기는 성층권에서 순항을 하며, 이때의 온도는 지상의 그것보다 상당히 낮아 항공기 표면에 결빙이 발생할 수 있다. 기체 날개에 결빙이 발생하면 날개의 형상이 변화되어 비행특성을 저하시키며, 흡입구에서 발생한 결빙은 압축기 블레이드의 손상의 위험을 높이고 엔진의 성능에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 결빙에 의한 여러 가지 상황 중 결빙으로 인한 엔진 성능 변화를 분석하기 위하여 결빙모사장치의 개발을 수행하였다. 결빙모사장치와 액체공기시스템을 이용하여 결빙모사 시험을 수행하였으며, 시험수행을 통하여 결빙이 모사가 가능함을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권5호
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• pp.34-41
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• 2023

본 논문은 최근 각광받고 있는 소형 무인항공기에 결빙효과와 윙락 불확실성을 적용하고 여러 제어기법을 활용하여 자세 제어 시뮬레이션 수행하였으며 그 결과를 다룬다. 먼저 선정 기체인 BWB 형태의 소형 무인 항공기인 Skywalker X8 기체의 기본 형상과 결빙효과가 적용된 형상에 대하여 선형화를 수행하였다. 이후 MATLAB SimulinkⓇ를 활용하여 외란 관측기 기반 PID 제어, 모델 참조 적응 제어, 모델 예측 제어기법을 사용하여 기본 형상과 결빙효과가 적용된 형상에 대하여 roll 및 pitch 자세 제어 시뮬레이션을 수행한다. 또한, 기존 연구에서 진행되지 않았던 윙락 불확실성을 결빙이 적용된 형상에 동시 적용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 각 제어기법의 성능을 비교 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.495-501
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• 2016

결빙상태에서 비행 시 결빙수준은 항공기에 장착된 결빙 감지장비에 의해 정확히 측정되어야 한다. 결빙감지기는 항공기 형상으로부터 야기되는 후류, 로터 하강풍 및 출입문이나 다른 장비에 의한 간섭 등으로 부터 영향을 받지 않는 곳에 설치해야한다. 이러한 간섭을 받지 않는 최적화된 위치를 선정하기 위한 분석과 해석을 실시하였다. 본 연구에서는 3차원 컴퓨터 분석을 통해 비행형태별 결빙감지기 주변의 유체의 속도, 수분의 양과 분포 및 크기를 분석하여 최적의 위치를 제안하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권7호
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• pp.445-454
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• 2022

항공기가 빙점 이하의 습도가 높은 구름대를 지날 때 액적이 항공기와 충돌하면 날개, 동체 등 항공기 구성품에 결빙이 발생한다. 특히 항공기의 날개에 결빙이 증식되면 공력 성능의 저하와 비행 안정성의 감소 등의 치명적인 안전 문제를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 항공기 날개에 적용되는 고양력 장치인 다중 익형의 결빙 증식량이 최소가 되도록 형상 최적설계를 수행하였다. 3차원 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 지배 방정식을 이용하여 공력해석을 수행하였고, 다물리 전산해석을 통해 결빙의 형상 및 증식량을 예측하였다. 최적설계의 목적함수는 결빙 증식량 최소화로 설정하였고, 설계변수는 Slat과 Flap의 전개 각도와 위치를 정의하는 형상 변수 6개를 선정하였다. 설계 과정에서 목적함수의 평가는 크리깅 근사모델을 사용하여 대체하였고 유전자 알고리즘을 적용하여 최적 형상을 도출하였다. 최적화를 수행한 결과, Slat과 Flap에 최적의 전개 각도와 위치를 적용하였을 때 결빙 증식량이 약 8% 감소하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.71-78
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• 2010

As a step toward accurate prediction of droplet impingement and ice accretion on aircraft, an Eulerian-based droplet impingement and ice accretion code for air flows around an airfoil containing water droplets is developed. A CFD solver based on the finite volume method was also developed to solve the clean airflow. The finite-volume-based approach for simulating droplet impingement on an airfoil was employed owing to its compatibility with the CFD solver and robustness. For ice accretion module, a simple model based on the control volume is combined with the droplet impingement module that provides the collection efficiency. To validate the present code, it is compared with NASA Glenn IRT (Icing Research Tunnel) experimental data and other well-known icing codes such as LEWICE and FENSAP-ICE. It is shown that the collection efficiency and shape of ice accretion are in good agreement with previous experimental and simulation results.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.45-56
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• 2021

세계 각국은 도심지역 교통체증으로 인해 UAM (Urban Air Mobility) 항공기에 대한 수요가 급부상하고 있다. 전기추진 수직이착륙기(e-VTOL) 개념의 다양한 항공기가 연구개발을 통해 상용화 준비 중이며, 사람이 탑승하는 유인운송수단이므로 감항인증이 요구된다. UAM 항공기의 안전 운항에 치명적인 위협을 가하는 요소는 구조물 손상과 항법 장치 교란을 유발하는 낙뢰와 비행 안정성을 저해하는 결빙이다. 현재 UAM 항공기 관련 낙뢰 및 결빙 인증기술 개발이 미비한 실정이므로, 적절한 감항인증 지침을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서 미연방항공청(FAA), 유럽항공안전청(EASA)의 항공기 관련 법령 및 규정을 분석한 후, 낙뢰 및 결빙 인증지침을 UAM 항공기에 접목하고자 하였다. UAM 항공기에 대한 낙뢰 및 결빙의 영향성을 전산 시뮬레이션을 통해 분석하였고, 향후 운용될 UAM 항공기의 인증을 위한 실무지침 수립의 근거를 제시하였다.