본 연구에서는 대체에너지로 태양광과 수소재생연료전지를 사용하는 고고도 장기체공 무인기의 초기 사이징을 수행하였다. 박스 윙 형태의 형상 대신 해외에서 연구가 많이 진행되어 상대적으로 기본 자료들이 풍부한 글라이더 형태의 형상을 선택하였다. 이륙중량 150 kg 급으로 추진 시스템은 모터와 프로펠러, 태양광 전지, 전기분해를 통해 재충전이 가능한 액체수소 연료전지로 구성되어있다. 하루 동안 순항 비행 시 필요한 최소 요구 에너지와 낮 시간으로부터 얻을 수 있는 태양광 에너지와의 에너지 균형을 고려하여 가로세로비, 날개 길이, 면적 등 항공기 설계변수를 변화시키면서 전체 이륙중량을 추정하였다.
20kg 미만의 중소형 멀티콥터의 초기 사이징 과정에서 적용 가능한 기체 구조 중량 예측에 관한 연구를 소개한다. 임무장비를 제외하고 멀티콥터는 기체 구조, 모터, 프로펠러, 배터리 등으로 구성되는데, 모터, 프로펠러, 배터리 등의 중량은 설계변수에 따른 추세선을 통해 추정이 가능하다. 하지만 기체 구조 중량은 멀티콥터의 형상과 설계 개념이 다양하고, 대부분의 상용 제품들이 기체 구조 중량 데이터를 제공하지 않기 때문에 추세선을 통해 예측할 수 없다. 본 논문에서는 기본적인 멀티콥터 형상을 정의하고 멀티콥터 사이징 초기 단계에서 결정되는 프로펠러 개수와 직경을 통해 멀티콥터 기체 구조 중량을 추정하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 구조 중량이 제시된 멀티콥터 제품들을 통해 검증하여 그 유용성을 확인하였다.
It is very important to determine specifications of components included in the drive-train of vehicles at the initial design stage. In this study, component sizing process and performance analysis for Extended-Range Electric Vehicles (E-REV) are discussed based on the foundation of determined system configuration and performance target. This process shows sizing results of an electric driving motor, a final drive gear ratio and a battery capacity for target performance including All Electric Range (AER) limit. For E-REV driving mode, the constant output power of a Gen-set (Engine+Generator) is analyzed in order to sustain State of Charge (SOC) of the battery system.
전기 추진 프로펠러 항공기는 기존의 제트엔진으로부터 나오는 유해한 배기가스로 인한 환경적 우려와 국가 에너지 안보 차원에서 새로운 관심을 받고 있다. 그러나 전통적인 항공기 사이징 방법들은 여러 종류의 에너지원과 동력 시스템을 사용하는 전기 추진 항공기에 바로 적용될 수 없다. 본 연구에서는 일반화된 동력기반 사이징 기법에 기초한 전기 추진 항공기 사이징의 실제 예를 제시하였다. 여기서 일반 항공기는 프로펠러, 고온초전도모터, 수소가 연료로 사용되는 연료전지, 동력 조절 장치로 구성되는 전기 추진시스템에 의해 구동된다. 기술 향상의 영향을 평가하기 위해 전기 구성품들의 두 가지 다른 기술 구성을 가정하여 항공기 사이징을 수행하였고, 전형적인 형태의 기준 항공기와 사이징 결과를 비교하였다.
본 연구에서는 기존의 헬리콥터 초기 설계 도구를 분석하여 단점을 확인하였으며, 추정식을 유도하고 최신화하여 설계 모델을 정립해 초기 설계도구의 우세성과 용이성을 제고하고자 하였다. 이를 위해 Tishchenko 방법론을 기반으로 최신 추정식을 유도하여 정립하였으며, 사이징에서는 순차분해법을 이용하여 충실도를 높이고 해석에 소요되는 시간을 줄이고자 하였다. 또한, 정립된 최신화된 경험식에 적용 가능한 경험적 파라미터를 헬기 데이터베이스를 이용한 회귀분석과 수치해석을 통해서 추출하여 설계 시 발생되는 오차를 줄이고 사용자가 어렵지 않게 적용할 수 있도록 하였다. 이를 통해 도출한 연구 결과는 기존의 설계 도구인 RISPECT 개념 설계 도구와 비교하여 설계 모델이 타당함을 확인하였으며, 기존의 운용되고 있는 다양한 중량군의 헬리콥터를 재설계한 중량 및 형상 계산 결과가 평균 5%이하의 오차를 보임으로 초기 설계 도구로 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.
태양광 추진 항공기는 감시, 지구 모니터링, 통신 등에 대기 오염 없이 그리고 가까운 장래에 인공위성과의 가격 경쟁력까지 갖추게 될 수 있어 미래의 고고도 장기체공 임무수행을 위해 더욱더 그 중요성이 증대되고 있다. 그러나 전통적인 항공기 사이징 방법들은 태양광 추진 항공기에 바로 적용될 수 없다. 본 연구에서는 다양한 동력 시스템 구성품들이 태양광 추진 장기 체공 항공기의 사이징에 어떤 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 에너지 균형 및 구속조건 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 동력 생성과 연료전지의 재생 에너지 저장을 위한 광전지 모듈을 동력 시스템 구성품으로 고려하였다. 또한 본 연구 결과를 검증하기 위해 고고도 무인기에 이 새로운 사이징 기법을 적용하여 결과를 제시하였다.
본 연구는 일반적인 쿼드 틸트 로터 타입의 전기 추진 수직이착륙 항공기에 대하여 배터리의 성능에 따른 기체 사이징의 민감도를 분석하였다. Uber Elevate와 NASA가 제시한 임무 요구도를 기반으로 초기 기체 사이징을 수행하였으며, 200Wh/kg~400Wh/kg의 배터리 팩 기준 비에너지와 4C~5C의 연속 방전율 범위에 대하여 항공기의 총 중량은 5,000lb~11,000lb으로 예측되었다. 기체 총 중량을 7,000lb를 가정 시 가용 출력과 가용 에너지 측면에서 각각 요구되는 배터리 사양을 도출하였으며, 배터리 비에너지와 방전율의 영향을 분석하였다. 배터리 팩 고장 및 프롭 로터 고장과 같은 조건을 고려하여 배터리 최대 방전율 또한 제시하였다.
This study was performed to investigate the reaction between alkylketene dimer(AKD) and cellulose molecules in AKD-sized paper sheet. AKD was added to highly beaten($80{\pm}3^{\circ}SR$) SwBKP(ca. 0.8% on pulp) in order to have much AKD retention in the paper sheet. This AKD-sized paper sheet was aged at different temperatures, $60^{\circ}C,\;80^{\circ}C,\;105^{\circ}C\;and\;125^{\circ}C$. Changes in FT-IR spectra of AKD in paper sheet during the ageing were measured. In addition, sizing degrees of the AKD-sized paper sheet pretreated for 30 sec. at $105^{\circ}C$ were measured by HST size tester during the storage at different temperature. IR spectra of AKD-sized paper sheet preheated at $105^{\circ}C$ for 30 sec. showed unchanged spectra two absorption bands at $1849cm^{-1}\;and\;1722cm^{-1}$ which refer to the typical AKD IR bands. However, these typical AKD bands were gradually reduced with increasing ageing, completely disappeared after 6 hrs. and formed new absorption band at $1706cm^{-1}$, which refers to carbonyl stretching vibration of dialkylktone. Eventually the AKD molecule was hydrolyzed to diakylketone without formation of ${\beta}$-ketoester with cellulose in paper sheet. After 6 days ageing, a little amount of ${\beta}$-ketoester bands was identified in 6 or 7 days ageing, because of the absence of water due to long-term heating. The same tendency was observed at different ageing conditions. At the practical papermaking process, AKD reacts prevailing with water, and mostly seems to be hydrolyzed to dialkylketene. Concerned to the sizing development, AKD-sized paper sheet was shown no sizing development at the initial stage of ageing at $60^{\circ}C$ after heating treatment at $105^{\circ}C$ for 30 sec., and gradually increased the sizing degree with increasing ageing, such as Hercules Sizing Tester (HST) 130 see for 12 hr, HST 300 sec. for 3 days and HST 400 sec. for 5 days. It was concluded that hydrolyzed AKD could contributed to the sizing development of the paper sheet.
Hwang, In Seong;Chung, Jindeog;Kang, Wanggu;Lee, Hae-Chang
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제15권2호
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pp.138-145
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2014
The initial configuration for 95-seat passenger regional turboprop aircraft, the so called KC950, was designed to meet the market requirements. This paper prescribes the initial design based upon aircraft design guidelines and compared the competitive aircraft configurations after considering the related FAR 25 regulations. More specifically, results of design describe how to select the fuselage cross-sectional area, how to layout the cabin, and how to determine the overall shape and physical dimension of the fuselage. Sizing of wing and empennage areas is estimated using empirical equations and tail volume coefficients in this design. Some design guidelines to determine wing sweep angle, taper ratio, incidence angle and location are also introduced.
This study aims to Improve the productivity in forming of flanged thrust engine bearings from two kinds of laminated sheet materials by integrating the forming processes or by reducing the number of the subsequent sizing and machining processes or by modifying the forming tools used. For steel-Al rolled blank, a design scheme for the one-step forming operation and the geometry of the tool set required is suggested and is verified its usefulness by the finite element simulation. And for steel-Cu sintered blank, the results of experiment and finite element analysis show that it is possible to improve the dimensional accuracy of formed products and to reduce the number of sizing processes just by modifying the shape and dimensions of initial blanks and flange forming dies, and by controlling the spring force.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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