International Journal of Aerospace System Engineering
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제2권1호
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pp.43-46
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2015
Aeroelastic gust response analysis plays an important role in design of aircrafts. For gust response analysis, frequency domain aerodynamics method has been typically used with generalized aerodynamic influence coefficient matrices at various reduced frequencies. However, it cannot be applied to the aeroservoelastic analysis, such as gust alleviation control. Time-domain state space (SS) models must be built. It attacks little attention that gust response analysis relies on continuous gust time-domain input signal in terms of its PSD function. The aim the current study is to provide a reduced-order modeling (ROM) method based on CFD to model gust responses for continuous gust responses for continuou gust inputs in time domain. The paper analyzed the gust response of AGARD445.6 wing subjected to the Dryden gust with ROMs and compared the difference between the rigid structure and elastic one. The results demonstrate that structure elastic effect effect should be considered in the design of aircraft.
해석용 모델의 검증이란 완성된 모델이 실제 제품의 특성을 반영하고 있는지에 대한 확인절차이다. 일반적으로 해석모델작성 시 형상의 단순화 및 비선형특성의 반영에 대한 한계 등으로 공학적 가정을 이용하므로 실제 구조와는 다른 물리적, 기계적 특성을 갖게 된다. 본 연구에서는 순차적 2차계획법(Sequential Quadratic Programming, SQP)을 이용하는 목표달성기법(Goal-Attainment Method)의 다목적 최적화 기법을 이용하여 활공체 날개의 정적 처짐과 고유진동수 차이를 최소화하는 방법으로 구조모델의 최신화를 수행하였으며, 모드형상의 일치성을 정량적으로 판단하기 위하여 Modal Assurance Criterion(MAC)를 이용하였다.
In this study, the design of compound smart materials hydraulic pump that can be applied to a small-medium size UAV having a limited space envelope and weight has been conducted. Compound Smart Material Pump(CSMP) proposed in this paper is composed of a pressurize pump and a flow pump for supplying the high pressure and fluid displacement to overcome the disadvantages of the piezoelectric actuator which has a small strain. Though this compound smart material pump has been designed as small size and lightweight as possible, it can sequentially supply the sufficient large flow rate and pressure required for the brake operation. For the design of CSMP, about 2,700 kg (6,000 lb) class fixed wing manned aircraft was selected. Based on the established requirements, the design of the CSMP have been done by strength, vibration, and fluid flow analysis.
This study introduces the development and application of instructional materials for a micro-UAV (unmanned aerial vehicle) design and manufacturing program in university education for freshman/sophomore students. The ADDIE methodology was applied to the development of educational materials, which consist of 15 lessons including the aircraft design theory, 3D CAD modeling, 3D printing production, and UAV flight control. The validity of the program was evaluated with 8 expert panels. A total of 82 participants from engineering and social science grouped the 16 teams for the creative UAV wing design and cooperative interactions. The results of overall program satisfaction survey was measured highly as the average 4.54 (out of 5), so that the students were content with the professional engineering knowledge, 3D digital tools, and the opportunity to design and manufacture airplanes on their own. In conclusion, it can be confirmed that the developed program is effective for UAV education for junior level college student.
A large amount of time and cost is consumed due to congestions caused by an increasing number of cars which results in a lot of emissions. To overcome these problems, a new electric vertical takeoff and landing (eVTOL) aircraft is being considered. Since vertical take off and landing without a separate runway is realized and electricity is used as a power source, it could solve the saturated ground traffic congestions without emissions. In this paper, the initial sizing was performed based on the Nexus 6HX of Belltextron which is a tilt-ducted fan type. In this study, the electric propulsion system that only uses battery was implemented instead of current Nexus 6HX hybrid electric propulsion. Aerodynamic analyses were performed using OpenVSP and XFLR5. Power-to-weight ratio, wing loading, estimated weight were calculated with these analyses.
본 연구에서는 재난치안무인기 MC-1,2,3 대비 임무능력이 대폭 향상된 임무확장형 무인기 후보인 틸트로터 무인기의 공력형상설계와 성능향상을 위한 연구를 수행하였다. 기존 운영 중인 TR60 틸트로터 무인기의 형상을 근간으로 성능향상을 위하여 동체 및 꼬리날개 형상을 개선하고 나셀에 확장날개를 장착한 새로운 TR5X 개념형상을 설계하고 전산유체해석을 통해 기존 TR60과 공력성능을 비교하였다. 또한 TR5X 전기체 공력데이터를 구축하고 전기체 비행성능해석을 수행하여 목표로 설정된 주요 성능요구도가 만족됨을 확인하였다.
Fix-to-Fix 항법은 항공기 조종사가 항행 중 현재 지점에서 원하는 특정 지점으로 이동할 때 예상 Heading을 구하기 위해 사용하는 방법이다. 하지만 이 항법은 경험에 의한 주먹구구식 방법에 기반을 두고 있기 때문에 대략적인 방향만 알 수 있을 뿐 정확한 값을 알 수는 없다. 게다가 원하는 지점에 가까워져 Radial차가 작아져 HSI상의 Bearing Pointer와 Course Indicator가 인접하게 되면, 이 방법조차 사용하기 까다로워 예상 Heading은 더욱 구하기 어렵게 된다. 이러한 한계를 해결하기 위해 삼각함수의 극한을 Fix-to-Fix 항법에 도입하였다. 본 논문에서는 Fix-to-Fix 항법을 할 때 이러한 한계를 보완할 수 있는, 삼각함수의 극한을 활용한 두 가지 방법을 제시하고 그 오차를 분석하였다.
In this study, the correlation analysis between total system error and environmental factor variables was performed to confirm the effect on the performance of the integrated navigation system by various environmental factors. To collect flight data of hybrid vertical take-off and landing UAVs, scenarios including various turning sections and straight sections such as left turn, right turn, turning rate, and path change angle were selected, and environmental data of wind direction, wind speed, temperature, air pressure, and humidity were collected in real time through weather station. As a result of the correlation analysis between the collected flight data and environmental data, it was concluded that the performance of the integrated navigation system by environmental factors within the collected data was not significant affected and was robust.
국토교통부는 현행 항공법 체계 내에서 무인항공기급 비행안전기준 마련을 추진중에 있다. 이에 부응하여 군용항공기 운용 등에 관한 법률에 무인항공기 관련 내용의 보완 검토도 필요하다고 판단된다. 무인항공기 비행규칙은 무인항공기를 운용해야할 공역을 기준으로 적용할 비행원칙과 운용자 위치, 임무운용한계, 구비물품 등을 들 수 있다. 또한 실제 비행에 적용해야 할 규칙으로는 일반비행규칙, 시계비행규칙, 계기비행규칙 등이 요구된다. 그리고 무인항공기체계 운용자 간에 이루어지는 통화, 관제 및 통신사항, 공역 및 구역별 비행 등에 대한 적용규칙 마련도 필요하다고 할 수 있다. 공역에서의 무인항공기 운용은 항공기 성능에 대한 능력을 보장받는 것이 중요하지만 그에 못지않게 필수적으로 요구되어지는 것은 표준화된 비행기준이라고 할 수 있다. 이러한 비행규칙과 공역에 대한 관리기준을 공역사용자가 모두 숙지하고 비행에 적합하게 적용하여야만 안전하고 원활한 비행운용이 가능하다. 본 논문은 표준화된 비행규칙과 법률의 보완을 위해 연구하였다.
항공기는 목적에 따라서 민간 항공기, 무인항공기, 전투기, 헬리콥터 등 다양한 항공기가 존재한다. 이 각각의 항공기는 특정한 목적에 맞게 형상 및 설계가 된다. 특히 항공기 개발과정에서 중요한 해석과정 중 하나가 구조해석이다. 하지만 항공기 구조가 복잡해지고 3차원 모델로 구조해석을 하게 되면 시간과 비용이 크게 증가하게 된다. 따라서 해석 효율성을 위해서 1차원 등가 보나 2차원 평면 응력 조건을 이용하여 실제 구조를 보다 간단하게 모델링한다. 하지만 이런 모델링은 실제 구조와 차이가 있으므로 실제 구조를 잘 반영할 수 있는 적절한 모델링이 필요하다. 따라서 구조형태에 따라서 1차원 등가 보와 2차원 평면응력 조건을 적절하게 선택하여야 한다. 본 논문에서는 EDISON에 업로드 된 구조해석 프로그램을 이용하여 1차원 구조해석과 2차원 구조해석을 검증하고 구조형태에 따라서 1차원 해석과 2차원 해석을 각각 3차원 MSC NASTRAN 구조해석과 비교하여 적절한 해석방법을 찾고자 한다. 비교결과 길이 대 높이 비가 증가할수록 1차원 해석과 3차원 해석의 오차가 급격히 줄어들었으며 이 비율이 18보다 증가하였을 때는 1차원 해석이 2차원 해석보다 3차원 해석의 결과와 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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