• 로봇학회논문지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.274-283
• /
• 2011

A simplified linearized dynamic equation for the propulsion force generation of an Ostraciiform fish robot with elastically jointed double caudal fins is derived in this paper. The caudal fin is divided into two segments and connected using an elastic joint. The second part of the caudal fin is actuated passively via the elastic joint connection by the actuation of the first part of it. It is demonstrated that the derived equation can be utilized for the design of effective caudal fins because the equation is given as an explicit form with several physical parameters. A simple Ostraciiform fish robot was designed and fabricated using a microprocessor, a servo motor, and acrylic plastics. Through the experiment with the fish robot, it is demonstrated that the propulsion force generated in the experiment matches well with the proposed equation, and the propulsion speed can be greatly improved using the elastically jointed double fins, improving the average speed more than 80%. Through numerical simulation and frequency domain analysis of the derived dynamic equations, it is concluded that the main reason of the performance improvement is resonance between two parts of the caudal fins.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제33권1호
• /
• pp.52-61
• /
• 2009

This experiment was conducted in attempt of improving hydrodynamic efficiency of the propulsion mechanism by installing a spring to the wing so that the opening angle of the wing in one stroke can be changed automatically, compared to the existing method of fixed maximum opening angle in Weis-Fogh type ship propulsion mechanism. Average thrust coefficient was almost fixed with all velocity ratio with the prototype, but with the spring type, thrust coefficient increased sharply as velocity ratio increased. Average propulsive efficiency was larger with bigger opening angle in the prototype, but in the spring type, the one with smaller spring coefficient had larger value. In the range over 1.0 in velocity ratio where big thrust can be generated, spring type had more than twice of propulsive efficiency increase compared to the prototype.

• Journal of Magnetics
• /
• 제16권3호
• /
• pp.263-267
• /
• 2011

The present paper proposes a novel cableless magnetic actuator with a new propulsion module that exhibits a very high thrusting force. This actuator contains an electrical inverter that directly transforms DC from button batteries into AC. The electrical DC-AC inverter incorporates a mass-spring system, a reed switch, and a curved permanent magnet that switches under an electromagnetic force. The actuator is moved by the inertial force of the mass-spring system due to mechanical resonance energy. The experimental results show that the actuator is able to move upward at a speed of 33 mm/s when using 10 button batteries when pulling a 10 g load mass. This cableless magnetic actuator has several possible applications, including narrow-pipe inspection and maintenance.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.189-199
• /
• 2007

The present survey paper introduces the research history, characteristics of body and fin shapes, basic principles of various locomotions and propulsion-generation mechanism of aquatic animals in nature, which utilize unsteady flow through a noble mechanism that is different in paradigm from the propulsion generation mechanism of man-made marine vehicles, and so have excellent performance and efficiency. The authors hope that the present paper helps to activate the domestic research interest on the fields of swimming in nature, which is expected to provide great ideas for improvement and innovation of today's marine vehicles.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
• /
• pp.1191-1198
• /
• 2011

The railway business was began at England in 1767. Since then, it has been changed for configuration of rail over the years and made in the form of I. The train propulsion has been developed in a engine of steam, diesel, motor, electromagnetic force and a pneumatic engine, continuously. also, the friction has been improved in a steel-wheel, rubber tire, frictionless maglev system and railless system. In consequence, the efficiency and improvement speed for train have been accomplished. In this paper, it is investigated for the structure with lightweight using the change for supporting the form of lateral pressure by centrifugal force in the substructure supporting load for railway vehicles.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제12권4호
• /
• pp.53-61
• /
• 1988

Speed of a diesel engine is usually controlled by the hydraulic governor which uses the centrifugal force of rotating fly balls for sensing the error speed. But for a recently developed high efficient, low speed and long stroke 2 cycle marine diesel engine, this governor doesn't work well enough because of too much changes of toraring force during one revolution of engine and too long uncontrollable time due to small numbers of cylinder. For improvement of jiggling phenomena and unstability various studies are being carried out, but they are not enough for a steep load change in a small ship's generator plant or at rough sea condition in a propulsion engine. In this paper, authors propose a new method to control a fuel before the change of angular velocity due to load change by feedforward the change of load, and find that the proposed method shows quite a good control performance in comparision to the customary PID control method by simulation using a digital computer for the various load change.

• 대한조선학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.13-24
• /
• 1989

인력(人力)을 추진동력(推進動力)으로 하는 소형선(小型船)에서 쓰이고 있는 선미노(船尾櫓)의 기하학적(幾何學的)인 특성(特性)과 조작방법(操作方法)이 오래전부터 전승(傳承)되어 왔으나 그 내용이 구체적으로 밝혀져 있지 않음은 물론이고 추력발생기구(推力發生機構)에 대한 과학적(科學的)인 조사(調査)가 이루어진 바 없다. 선미노(船尾櫓)의 사용실태(使用實態)를 조사(調査)하여 기하학적(幾何學的)인 특성(特性)을 조사(調査)하고 숙련(熟練)된 擄手(櫓手)가 선미노(船尾櫓)를 조작(操作)할 때 노(櫓)의 운동(運動)을 6자유도운동계측(自由度運動計測) 장치(裝置)로 측정(測定)하였다. 또한 노(櫓)의 손잡이 부분과 노운동(櫓運動)의 회전중심(回轉中心)이 되는 노봉(櫓棒)위치에 검력계(檢力計)를 설계제작(設計製作)하여 삽입설치(揷入設置)함으로서 노(櫓)가 작동중(作動中)일 때의 검력계(檢力計)의 출력(出力)을 조사(調査)하였다. 계측된 운동과 검력계출력을 해석함으로서 노의 운동(運動)과 추력(推力)사이의 상관관계(相關關係)를 밝히고저 하였다. 얻어진 연구방법론(硏究方法論)을 확장하면 노운동(櫓運動)의 최적조건(最適條件) 구명(究明)에도 활용(活用)될 수 있을 것이며 선측노(船側櫓)를 쓰는 조정(槽艇)에서도 활용될 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.802-808
• /
• 2019

직류전동기는 속도제어가 간단하고, 출력 토크특성이 우수한 장점으로 윈치나 카고 펌프 모터 등으로 선박에서 많이 사용되었으며, 전기추진선박이 도입된 초기에는 선박용 추진전동기로도 적용되었다. 하지만 브러시와 정류기와 같은 기계적 정류장치의 단점으로 인해 최근에는 직류전동기와 전기적인 특성은 매우 유사하지만 기계적인 정류장치를 설치하지 않고 반도체 소자를 이용한 전자적인 정류장치를 사용하는 브러시리스 직류전동기의 사용이 증가하고 있다. 기존의 브러시리스 직류전동기를 구동하기 위한 인버터 시스템은 2상여자방식을 사용하므로 역기전력파형이 사다리꼴모양으로 되며, 이로인해 전류가 흐르는 권선이 바뀌는 상전류 전환 구간에서 고조파와 토크리플이 발생하게 된다. 이러한 고조파와 토크리플을 저감하기 위한 다양한 방안이 연구되어 발표되었으며, 본 연구에서는 전력분석프로그램을 이용하여 브러시리스 직류전동기의 구동회로에 비례적분 속도전류제어기 알고리즘을 구현한 Cascaded H-Bridge 멀티레벨 인버터를 적용하였다. 모델링한 브러시리스 직류전동기의 시뮬레이션을 통해 제안하는 전동기의 구동방식을 적용하는 경우에 기존의 구동방식에 비해 전동기 입력측 전압파형 개선과 고조파 및 토크리플이 현저히 저감되는 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권10호
• /
• pp.791-799
• /
• 2020

2019년 10월 발사된 Northrop Grumman사의 MEV-1(Mission Extenstion Vehicle)은 세계 최초의 무인임무로서 궤도상 유지보수(On-Orbit Servicing)가 실질적으로 가능함을 보였다. 물론 궤도상 유지보수 임무는 수십 년 전부터 제안된 개념으로 운영 중인 위성에 대한 궤도수정 및 유지, 추진제/장비 보급 및 업그레이드, 수리, 궤도상 조립 및 제작, 우주잔해 처리 등 다양한 임무개념으로 발전되고 있으며, 이번 MEV-1 임무의 성공으로 향후 세계적으로 정부기관 및 민간분야 위성사업에서의 시장이 확대될 것으로 예상된다. 궤도상 유지보수 임무는 임무의 특성상 기본적으로 고효율의 전기추진시스템의 활용은 필수적이다. 본 연구에서는 전기추진시스템 중 홀추력기를 활용한 간단한 궤도상 유지보수 임무에 대한 임무해석 내용을 소개하고자 한다. 임무사례로서 정지궤도위성의 수명연장 임무에 대해 다양한 홀추력기 설계변수조합에 대한 설계공간탐색을 수행하고, 설계공간분석 및 최적화를 통해 고려하는 임무에 적합한 홀추력기의 설계 및 운용 파라미터를 제안함과 동시에 임무성능을 도출하였다. 추가적으로 현재 궤도상 유지보수 임무해석 시 개선점과 홀추력기를 활용한 우주임무해석에서의 발전방향을 고찰하였다.