• 항공우주산업기술동향
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• 제7권2호
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• pp.95-105
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• 2009

연료전지는 소음이 낮고$CO_2$ 배출이 없는 친환경적 특성을 기반으로 항공기 추진시스템에 적용되고 있으며, 현재 연료전지를 탑재한 여러 종류의 무인항공기와 소형 유인항공기 개발이 진행되고 있다. 항공기용 연료전지는 대표적으로 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)방식과 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell) 방식으로 분류되며, 항공기의 임무 및 운용조건에 적합한 연료전지 시스템이 개발되고 있다. 무인항공기의 경우 대부분 PEM 연료전지 기술을 기반으로 군용 또는 상용으로 활용할 수 있는 다양한 형태와 크기의 항공기가 개발되고 있으며, 시스템의 안정성과 운용시간이 더욱 향상될 것이다. 소형 유인항공기에서는 추진시스템을 연료전지로 대체하기 위한 많은 연구가 수행되고 있으며, 또한 대형 상용 항공기의 보조동력장치(APU)에 연료전지를 적용하여 성능을 높이기 위한 개발이 진행되고 있다. 향후, 연료전지항공기는 연료전지의 전력밀도 증가와 더불어 신뢰성과 효율을 더욱 향상시킬 것으로 기대된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.587-595
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• 2018

Recently, research is being conducted to use a fuel cell as a power source of unmanned aircraft. However, safety standards about applying fuel cells to unmanned aircraft are insufficient. In this paper, to improve the safety of the fuel cells for unmanned aircraft is experimentally studied. For this reason, standards for safety of fuel cells were analyzed. And influence of vibration among the evaluation items related to the safety of the fuel cell for unmanned aircraft was discussed. In order to, at constant intervals, vibration was applied to the fuel cell, then the performance was measured, the measurement items were gas tightness, polarization curve, frequency response analysis (FRA). A total of 220 hours was experimented at 20 hour intervals. the result of vibration test, gas leakage rate was a maximum of -0.04826 kPa/min and Polarization curve reached a maximum of 1.0103 times of the initial value, the charge transfer resistance reached a maximum of 1.0104 times of the initial value. This research indicate that performance of fuel cell is affected by vibration and this study is expected to contribute to the safety of fuel cell for unmanned aircraft.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.108-117
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• 1995

The primary purpose of this extensive test effort was to observe real-time operational performance characteristics associated with automotive grade fuel utilized by piston engine powered light aviation aircraft. In fulfillment of this effort, baseline engine operations were established with 100LL aviation grade fuel followed by four blends of automotive grade fuel. A comprehensive sea-level-static test cell/flight test data collection and evaluation effort were conducted to review operational characteristics of a carbureted light aircraft piston engine as related to fuel volatility, fuel temperature, and fuel system pressure. Presented herein are results, data, and conclusions drawn from test cell engine operation as well as flight test operation on 100LL aviation grade and four blends of automotive grade fuel.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.27-38
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• 2022

Urban air mobility (UAM) has recently attracted lots of attention as a solution to urban centralization and global warming. Electric vertical take-off and landing (eVTOL) is a concept that emerges as one of the promising and clean technologies for UAM. There are two difficult challenges for eVTOL aircraft to solve. One is how to improve the weight efficiency of aircraft, and the other is how to complete long-range missions for UAM's flight scenarios. To approach these challenges, we propose a consolidated concept design of battery-fuel cell hybrid tiltrotor aircraft with a liquid hydrogen (LH₂) fuel tank. The efficiency of a battery-fuel cell hybrid powertrain system on the designed eVTOL aircraft is compared to that of a battery-only powertrain system. This paper shows how much payload can increase and the flight scenario can be improved by hybridizing the battery and fuel cell and presenting a detailed concept of a cryogenic storage tank for LH₂.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권1호
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• pp.17-37
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• 2022

This paper discusses an improved unmanned aerial vehicle, UAV, configuration characterized by telescopic booms to optimize the flight mechanics and fuel consumption of the aircraft at various loading/flight conditions.The starting point consists of a full-composite smaller UAV which was derived by a general aviation ultralight motorized aircraft ULM. The present design, named ToBoFlex, extends the two-booms configuration to a three tons aircraft. To adapt the design to needs relevant to different applications, new solutions were proposed in aerodynamic fields and materials and structural areas. Different structural solutions were reported. To optimize aircraft endurance, the innovative concept of Telescopic Tail Boom was considered along with two different tails architecture. A new structural configuration of the fuselage was proposed. Further consideration of hydrogen fuel cell electric propulsion is now being studied in collaboration between the Polytechnic of Turin and Prince Mohammad Bin Fahd University which could be the starting point of future investigations.

• 한국추진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.58-63
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• 2009

세계적으로 강화되는 오염물질 배출규제와 유가의 급등은 미래 수송수단의 변화를 가져올 것으로 예상된다. 새로운 대체에너지가 나타나기 까지는 화석연료를 대체할 에너지원으로 수소가 가장 유력하다. 가까운 미래의 항공기는 수소 가스터빈엔진이나 연료전지와 같은 동력장치를 사용할 것으로 과학자들은 예측하고 있다. 향후 연료전지 동력 항공기가 실현되기 위해서는 동력밀도가 높은 연료전지, 고압의 기체 또는 액체상태의 수소연료저장 장치, 그리고 경량의 고효율 전기모터가 개발되어야 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권9호
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• pp.858-865
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• 2011

본 논문은 연료전지 항공기를 위한 고체상태 $NaBH_4$의 수소발생 및 연료전지 구동 특성에 대해서 기술하고 있다. 수소 저장밀도를 높이기 위해서 고체상태 $NaBH_4$와 염산을 반응시켜 수소를 발생시키는 방법을 사용하였다. 다양한 반응 조건에서 고체상태 $NaBH_4$의 수소 발생률을 측정하였다. 고체 $NaBH_4$의 수소 발생률은 염산의 주입속도와 농도에 영향을 받지만, 환경온도에 영향을 받지 않는 것을 확인하였다. 연료전지를 고체 $NaBH_4$ 수소 발생기에 연결하였다. 전기적 부하가 서서히 혹은 급격히 증가하여도 안정적인 출력을 유지하는 것을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.405-411
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• 2012

회전익항공기의 연료셀 내부는 연료보관 및 연료를 엔진으로 공급하기 위한 배관과 구성품들이 배치되어 있다. 특히, 기동헬기는 전장에서 사용되는 헬기로써, 수 km 고도에서 비행하는 고정익기보다 비행고도가 낮기 때문에 피탄될 가능성이 높다. 따라서, 항공기의 생존성을 극대화하기 위해서는 피탄시 유체내부 상승압력에 의한 내부 구성품들이 받는 영향성을 검토하여 설계되어야 함은 주지의 사실이다. 그러나 내탄시험은 연료셀 자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되고, 실탄 사용에 따른 시험수행의 제약 때문에 수치모사를 통한 관련 데이터의 확보가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 유체-구조 수치모사 프로그램인 Autodyn을 이용하여 회전익항공기 연료셀의 내탄 수치모사를 수행하여, 피탄 후 연료셀 내부에서의 탄 거동을 분석하고 유체내부의 압력과 연료 셀 자체의 등가응력을 평가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권7호
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• pp.590-600
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• 2012

본 논문에서는 태양전지나 연료전지와 같은 전기 에너지원을 사용하는 항공기에 적용할 수 있는 일반화된 사이징 방법에 대해 연구를 수행하였다. 다중 추진 시스템이나 에너지원이 사용되는 경우를 고려하여 다중 동력경로를 모델링하였고 소모성 에너지와 비소모성 에너지 중량을 각 임무 단계의 중량변화 계산에 반영하였다. 구속조건의 분석에서 기존의 추력 대 중량비 대신 동력 대 중량비를 선택하여 동력 균형 및 에너지 균형의 사이징 과정에 사용하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.544-547
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• 2011

한국항공우주연구원에서 개발 중인 중형 전기추진 무인기의 추진시스템에 대하여 하드웨어 통합 패시브 전력제어 시뮬레이션을 수행하였다. 이 추진시스템은 태양전지, 연료전지 및 배터리를 통합하여 전력원으로 사용하는 하이브리드 시스템이다. 연료전지는 I-V 커브를 모사하는 모사기를 제작하여 사용하였으며, 나머지 구성품들은 실제 탑재품들을 사용하였다. 시험 결과 각 전력원들은 요구전력 변화에 대해서 고유의 특성을 보이면서 원활히 동작되며, 안정적으로 운전됨을 확인하였다.