• Title/Summary/Keyword: Aircraft Ground Motion

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Modeling and Simulation of Aircraft Motion on the Ground: Part I. Derivation of Equations of Motion

  • Ro, Kapseong;Lee, Haechang
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제2권1호
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    • pp.28-43
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    • 2001
  • Developed in these two series of paper is a complex dynamic model representing the motion of aircraft on the ground and a computer program for numerical simulation. The first part of paper presents the theoretical derivation of equations of motion of the landing gear system based on the physical principle. Developed model is 'structured' in the sense that the undercarriage system is regarded as an assembly of strut, tire, and wheel, where each component is modeled by a separate module. These modules are linked with two external modules-the aircraft and the runway characteristics-to carry out dynamic analysis and numerical simulation of the aircraft motion on the ground. Three sets of coordinate system associated with strut, wheel/tire and runway are defined, and external loads to each component and response characteristics are examined. Lagrangian formulation is used to derive the undercarriage equations of motion relative to the moving aircraft, and the resultant forces and moments from the undercarriage are transformed to aircraft body axes.

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항공기 지상운동 특성에 관한 연구 (A Study of Aircraft Ground Motion)

  • 송원종
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.17-25
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    • 2017
  • 항공기가 지상에서 주행할 때 지면과 타이어 사이에 걸리는 수직하중 정보는 마찰력, 횡력 계산 시 사용되는 등 항공기 거동에 있어서 주요한 변수이다. 그러나 실제 항공기 주행 시 실시간으로 수직하중 정보를 얻기 힘들고, 실제 시험에서 발생 가능한 비정상적 활주 상황을 방지하기 위하여 사전 해석을 통해 타이어 수직하중 및 항공기 지상 거동 특성을 예측해 볼 필요가 있다. 본 논문에서는 VI-Aircraft S/W를 이용하여 착륙장치 및 Full-Aircraft 모델을 구성하였고 조향 해석 및 활주시험 상황 모사 해석을 통하여 항공기 지상 거동 특성에 대하여 분석하였다.

지능형 탄두의 세차운동 특성 해석 및 연구 (A Study on Characteristics of Precession Motion for a Smart Munition)

  • 하도준;김병수;김인근;송호인;이영재
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.257-265
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    • 2012
  • This paper presents a study on characteristics of precession motion of a smart munition. It's a kind of the Sensor Fuzed Weapon. The particular thing for the smart munition is that it has precession motion in the air while the sensor is searching the ground to detect ground vehicles such as tanks. The smart munition has a cylindrical shape and has a sensor attached on its side. Due to its non-uniform mass distribution, its center of gravity(CG) is located away from the center of volume(CV). In order for the smart munition to detect the target effectively, the ground searching pattern of sensor should have an uniform circular form, and for this, the precession motion of smart munition should be in its steady-state. Finally, it is necessary to choose the right initial conditions at the moment of firing, for the steady-state precession motion during flight.

Passive suppression of helicopter ground resonance instability by means of a strongly nonlinear absorber

  • Bergeot, Baptiste;Bellizzi, Sergio;Cochelin, Bruno
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제3권3호
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    • pp.271-298
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    • 2016
  • In this paper, we study a problem of passive suppression of helicopter Ground Resonance (GR) using a single degree freedom Nonlinear Energy Sink (NES), GR is a dynamic instability involving the coupling of the blades motion in the rotational plane (i.e. the lag motion) and the helicopter fuselage motion. A reduced linear system reproducing GR instability is used. It is obtained using successively Coleman transformation and binormal transformation. The analysis of the steadystate responses of this model is performed when a NES is attached on the helicopter fuselage. The NES involves an essential cubic restoring force and a linear damping force. The analysis is achieved applying complexification-averaging method. The resulting slow-flow model is finally analyzed using multiple scale approach. Four steady-state responses corresponding to complete suppression, partial suppression through strongly modulated response, partial suppression through periodic response and no suppression of the GR are highlighted. An algorithm based on simple criterions is developed to predict these steady-state response regimes. Numerical simulations of the complete system confirm this analysis of the slow-flow dynamics. A parametric analysis of the influence of the NES damping coefficient and the rotor speed on the response regime is finally proposed.

항공기 충돌 회피 경고 알고리듬 연구 (A Study on Algorithm for Aircraft Collision Avoidance Warning)

  • 정명진;장세아;최기영;김진복;양경식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.515-522
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    • 2012
  • 항공기 사고 중에서 주요 원인 중 하나인 조종상태 지상충돌(Controlled Flight Into Terrain, CFIT)을 해결하기 위하여 대지 접근 경고 장치(Ground Proximity Warning System, GPWS)를 사용하여 항공기 아랫부분의 지형에 대해서 지형충돌 경고를 출력한다. 이러한 대지 접근 경고 장치도 적시에 경고가 발생하지 않아 많은 문제가 있었다. 본 논문에서는 비행 상태와 지형정보를 이용하여 속도가 빠르고, 고기동을 하는 전투기에 대해서 보다 효율적인 지형/장애물 충돌 회피 경고 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬에는 조종사의 반응시간을 포함하여 항공기의 지연시간을 고려하였고, 일련의 검증을 통해 실제 탑재 가능한 알고리듬을 제시하였다.

ADS-B, 기상, 지형 데이터의 통합을 통한 대기속도 추정 (Airspeed Estimation Through Integration of ADS-B, Wind, and Topology Data)

  • 김효중;박배선;유창경;이학태
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.67-74
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    • 2022
  • 일반적으로 동역학 방정식을 이용하여 항공기의 거동을 분석하기 위해서는 공기 역학적 성분이 필요하고, 이를 위해서는 진 대기속도가 필수적이다. 대기속도는 피토관과 같은 항공기의 탑재 장비를 이용하여 계측할 수 있으나, 상업용 항공기의 계측 데이터는 항공사 내규 관련 보안성 데이터를 포함할 수 있으므로 확보하기 어렵다. 일반인들이 이용할 수 있는 항적 데이터 중 하나로 방송형자동종속감시 데이터가 있으며 항공기의 속도를 대지속도 형태로 제공한다. 대지속도는 진 대기속도와 바람 속도의 합으로 표현된다. 본 논문에서는 일반인들이 획득 가능한 항적, 기상, 지형 데이터를 결합하여 진 대기속도를 추정하는 방법을 제시한다. 각 데이터를 통합하기 위해 좌표계를 일치시킨 후 고도 기준을 평균 해수면 고도로 통일하였다. 또한, 해상도가 가장 낮은 기상 데이터의 격자를 기준으로 보간을 수행하여 항적 데이터의 모든 점에 대한 바람 벡터를 산출하였다. 이러한 과정을 여러 항적에 적용하여 기상, 지형 데이터의 통합을 통해 진 대기속도를 추정하였다.

Design and Analysis of High-Speed Unmanned Aerial Vehicle Ground Directional Rectifying Control System

  • Yin, Qiaozhi;Nie, Hong;Wei, Xiaohui;Xu, Kui
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제18권4호
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    • pp.623-640
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    • 2017
  • The full nonlinear equations of an unmanned aerial vehicle ground taxiing mathematical dynamic model are built based on a type of unmanned aerial vehicle data in LMS Virtual.Lab Motion. The flexible landing gear model is considered to make the aircraft ground motion more accurate. The electric braking control system is established in MATLAB/Simulink and the experiment of it verifies that the electric braking model with the pressure sensor is fitted well with the actual braking mechanism and it ensures the braking response speediness. The direction rectification control law combining the differential brake and the rudder with 30% anti-skid brake is built to improve the directional stability. Two other rectifying control laws are demonstrated to compare with the designed control law to verify that the designed control is of high directional stability and high braking efficiency. The lateral displacement increases by 445.45% with poor rectification performance under the only rudder rectifying control relative to the designed control law. The braking distance rises by 36m and the braking frequency increases by 85.71% under the control law without anti-skid brake. Different landing conditions are simulated to verify the good robustness of the designed rectifying control.

라디오존데 관측자료를 이용한 UHF 윈드프로파일러 바람관측자료의 품질평가 (Quality Evaluation of Wind Vectors from UHF Wind Profiler using Radiosonde Measurements)

  • 김광호;김민성;서성운;김박사;강동환;권병혁
    • 한국환경과학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.133-150
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    • 2015
  • Wind profiler provides vertical profiles of three-dimensional wind vectors with high spatiotemporal resolution. The wind vectors is useful to analyze severe weather phenomena and to validate the various products from numerical weather prediction model. However, the wind measurements are not immune to ground clutter, bird, insect, and aircraft. Therefore, quality of wind vectors from wind profiler must be quantitatively evaluated prior to its application. In this study, wind vectors from UHF wind profiler at Ganwon Regional Meteorological Administration was quantitatively evaluated using 27 radiosonde measurements that were launched every two or three hours according to rainfall intensity during Intensive Observation Period (IOP) from June to July 2013. In comparison between two measurements, wind vectors from wind profiler was relatively underestimated. In addition, the accuracy and quality of wind vectors from wind profiler decrease with increasing beam height. The accuracy and quality of the wind vectors for rainy periods during IOP were higher than for the clear-air measurements. The moderate rainfall intensity lead to multi-peaks in Doppler spectrum. It results in overestimation of vertical air motion, whereas wind vectors from wind profilers shows good agreement with those from radiosonde measurements for light rainfall intensity.

회전 운동하는 비행체의 외부 유동장 해석을 통한 공력데이터베이스 구축 연구 (A study on establishing the aerodynamic database though the external flow method of a rotating vehicle)

  • 강태우;안종무;이희랑;최재호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.41-47
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    • 2017
  • 새로운 기술의 도입과 정교함이 더해진 최근의 지상무기가 지능형 포탄의 발달로 이어졌으며 주요 선진국의 관심을 이끌었다. 본 연구에서는 회전운동을 하는 비행체에 대한 공력 데이터를 확보하기 위해 BLU-103 모델을 통한 전산유체역학해석을 수행하였다. 먼저 회전하는 비행체의 정상해석 기법을 모사하기 위해 동체는 고정시키고 주변의 공기를 회전시켜 동체가 회전 하는 것과 같은 원리를 이용하였다. 회전운동 하는 비행체의 공력 타당성을 검토하기 위해 단순형상에 대해 받음각 0도에서 90도, 옆 미끄럼각 0도에서 90도까지 각각 30도 간격으로 고려하여 해석을 수행하였다. Drag book에 제시되어 있는 항력 값을 통해 단순모델에 대한 항력계수가 1.0 ~ 1.2의 정량적 결과를 만족한다는 사실을 확인하였다. 단순형상에서의 해석조건을 통해 검증 된 유효한 입력 값을 동일하게 실제형상에 적용하여 회전 유무에 따른 공력데이터베이스를 구축하였고 경향성을 분석하였다. 분석 결과 단순모델 뿐 아니라 실제 모델의 회전 시 축력계수, 수직력 계수, 측력 계수가 증가한다는 사실을 확인 하였고 특히 수직력 계수의 영향이 크게 작용되어 비행에 유리할 것이라 판단하였다.

헬기 탑재 X-밴드 펄스 도플러 레이다 시험 개발 (X-band Pulsed Doppler Radar Development for Helicopter)

  • 곽영길;최민수;배재훈;전인평;황광연;양주열;김도헌;강정완
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.773-787
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    • 2006
  • 비행체 탑재 레이다는 민군 겸용으로 기상에 관계없이 전천후로 비행체의 안전 항행, 임무 감시, 사격 통제, 충돌 회피, 이착륙 등 비행에 필수적인 항공 전자 장치이다. 본 논문에서는 헬기 탑재 다중 모드 X-밴드 펄스 도플러 레이다 시험 모델의 설계, 제작 및 비행 시험 결과를 제시한다. 레이다 시스템은 안테나부, 송수신부, 신호처리부와 전시부의 4개의 LRU로 구성되며, 개발 기술은 평판 슬롯 배열 안테나, TWTA 송신기, coherent I/Q detector, 디지털 펄스 압축, MTI, DSP 기반 도플러 FFT 필터, 적응 CFAR, 도플러 추정보상 기법, 비행 안정화 및 TWS 추적 처리기를 포함한다. 개발된 레이다 시스템의 설계 성능은 다양한 지상 고정 및 이동 시험과 헬기 탑재 비행 시험을 통하여 이동 비행체 이동 클러터 보상과 MTD 성능을 확인하였다.