Purpose: When the SURION Aircraft operated in the fields, cracks are found in PU(polyurethane) Strip on main rotor blade. This study has been conducted to explain PU(polyurethane) Strip crack phenomenon of SURION main rotor blade and to propose useful solution of it by experimental method. Methods: This study considered a lot of factor because the SURION is operated at severe environment. This study investigated the influence of temperature, thermal shock, paint and primer process, PU Strip material, primer material. Results: The results of this study are as follows; The primer process was most excellent influence. The Application of primer having a brittleness caused by a crack of PU Strip. Other factors have influenced on the PU Strip, but they can not be controlled because they are related to the SURION's operating environment. Conclusion: The Quality of PU Strip on SURION main rotor blade was improved through removing the primer process. Finally, the reliability of main rotor blade was guaranteed through improving the quality of PU Strip.
Systems Engineering application focused on requirement definition and management for SURION System Development Project is described in this paper. To perform the development process effectively based on systems engineering processes; Requirements Definition, Design Review, Configuration Management, Quality Assurance, Data Management, are applied in this project. In this processes, the Stakeholder's Requirements are transferred to Specifications verified with design reviews, prototyping inspections, and integration tests. All engineering data, especially verification plan & results are recorded, and traced to each requirements of system specification in Surion database. Therefore, it could be assured that all requirements of specification are evaluated and verified successfully in Surion Project.
한국형 헬기 개발사업의 성공적인 결과로 인하여 노후화된 UH-1및 500MD 헬기를 대체하는 수리온(Surion)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 높은 기동성을 보유한 수리온은 미래 전장에서의 병력수송 및 특수작전 등 다양한 임무를 수행할 것으로 예상되며 이를 지원하기 위한 저고도 전술기동 능력이 요구되고 있다. 그러나 수리온 운용시, 대공 위협 요소를 고려한 최적 저고도 전술기동에 대한 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 연구는 강화학습 기반의 알고리즘 중에 하나인 Proximal Policy Optimization(PPO) 알고리즘과 적 대공위협을 고려하여 수리온이 작전 목표지역까지 도달하도록 하는 저고도 상에서의 최적화된 기동 경로를 산출하는 방법론을 제안한다. 이를 위해, Unity 환경과 ML-Agents 라이브러리 상에서 실사화된 수리온 모델을 기초로 약 2×107 회의 강화학습을 진행하였고, 제안하는 방법을 적용하여 수리온의 최단시간 및 최소피해를 달성하는 최적 저고도 전술기동 경로를 산출하는 정책을 도출하였다. 그 결과, '최단 시간' 및 '최소 피해'라는 두 가지 기준을 충족하는 최적 경로가 도출되었다. 본 연구의 결과는 수리온 및 수리온 무인체계를 운용하는 다양한 작전에 활용되어 기동계획을 수립할 시 기동성, 작전성공율, 그리고 생존율을 예측하는데 보탬이 되기를 기대한다.
The System Engineering(SE) and the Earned Value Management System(EVMS), as parts of the scientific project management methodology, have been applied to Surion Helicopter R&D Program. The concept and application process of SE methodology, requirements management and applications output by DOORS program are described in this study. The concept and application process of EVMS, analysis results of schedule/cost variance for Surion RF equipment are also discussed in this study. Though the Surion R&D program is still on-going, it is found that the measures of effectiveness of SE and EVMS applications are verified.
군용항공기 운용을 위해서는 군 감항당국으로부터 감항인증서를 획득해야 한다. 군 일반감항인증 절차 중, 항공기 설계가 군의 감항인증기준에 적합함을 입증하는 형식인증 절차가 있다. 수리온 헬기는 군용항공기로서 국내에서 최초로 형식인증과 생산확인, 감항인증을 획득하였고, 수리온파생형 항공기는 특수 임무를 위해 개조되어 관용으로 운용 중이다. 항공안전법에 따르면, 군용항공기인 수리온파생형 항공기를 개조하여 민간의 특수목적으로 운용(응급환자 수송, 소방활동 등)하기 위해서는 민간 감항당국으로부터 제한분류 특별감항증명을 획득해야 하며, 제한형식증명 획득은 특별감항증명을 용이하게 할 수 있는 설계에 관한 인증에 해당한다. 본 연구에서는 우리나라에서 최초로 계획하고 있는 수리온파생형 항공기에 대한 민간의 특수목적 운용을 위한 제한형식증명 획득 방안에 대해 논하였고, 국내 제한형식증명 관련 제도의 발전 방향에 대해 제언하였다.
국내개발 헬기인 수리온의 악기상 시 운용능력을 입증하고 결빙하 운용 제한 사항을 해제하기 위하여 결빙 감항인증이 요구되고 있다. 군용헬기인 수리온의 결빙 감항인증 절차는 유사 무기체계인 UH-60과 AH-64의 사례와 S/W 기술의 성숙도를 보았을 때, 전산해석${\rightarrow}$모의결빙형상 비행시험${\rightarrow}$인공 결빙 비행시험${\rightarrow}$자연 결빙 비행시험의 4가지 방법에 의한 단계화된 추진이 고려되고 있다. 수리온의 최적 비행시험 소티와 비행시간은 인공 결빙 비행시험 20~30소티 및 20~23시간과 자연 결빙 비행시험 20~30소티 및 20~22시간이 요구되며, 효율적인 결빙 감항인증 비행시험을 위해서는 LWC $0.5{\sim}1.0g/m^3$범위의 대기온도 조건은 인공 결빙 비행시험을 추진하고, LWC $0.5g/m^3$이하의 대기온도 조건에서는 자연 결빙 비행시험이 필요하다.
데이터획득/처리장치는 수리온의 2차양산 항공기에 최초 적용하기 위해 개발한 항공기 구성품으로서 엔진, 동력전달, 유압 등 항공기의 주요 계통의 정보를 처리, 타 계통 및 조종사에게 제공한다. 그러나 항공기 생산시험비행 중 해당 구성품과 관련된 여러 결함이 발생하였으며, 장비의 중요성을 고려할 때 긴급하고 확실한 개선이 요구되었다. 본 논문에서는 항공기에서 발생한 결함을 유형별로 분석하고 그 결과를 바탕으로 동작회로와 소프트웨어 전반에 걸쳐 원인분석 및 개선형상을 검증한 결과를 기술하였다. 특히 결함주입기법 기반의 항공기 연동시험을 통해 구성품 장비단위 뿐 아니라 체계단위에서 효과적으로 개선형상을 검증하였으며 이를 통해 수리온 비행안전성 및 품질 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있었다.
본 논문에서는 커플링 급전 구조를 가지는 항공기용 양면 인쇄형 글래스 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 한 개의 급전 선로와 다중 루프 형상의 방사 소자로 구성되며, 조종석 좌측 창문의 서로 다른 면에 위치하여 제한된 면적을 효율적으로 사용하도록 하였다. 제안된 안테나는 유전자 알고리즘을 이용하여 최적화 하였으며, 최적화된 안테나를 1/10 크기의 KUH-Surion에 장착하여 안테나 성능을 측정하였다. 최적화된 안테나는 해당 대역의 중심 주파수에서 33 %의 반전력 대역폭을 가지며, 평균 -3.49 dBi의 전면 방향 복사 이득을 갖는다. 제안된 글래스 안테나의 수신 성능을 평가하기 위해 반경 200 km에서의 수신 전력을 시뮬레이션 하였으며, 그 결과 현재 항공기용 FM 안테나로 사용 중인 pole 안테나와 비슷한 -60 dBm의 최소 수신 전력을 유지하는 것을 확인하였다.
수리온은 전 방위 통신이 가능한 무전기(U/VHF-AM, VHF-FM) 장착 요구도가 있다. 이에 본 논문에서는 수리온 통신안테나 장착 및 최적위치 선정을 위한 안테나 성능시험에 관하여 다루었다. 안테나에 대한 시뮬레이션 패턴분석을 하였으며 새로운 평가기준을 만들어 커플링시험을 수행하였다. 또한 기존에 제시된 1:20의 Turn과 이격거리 비율에서 실시한 패턴비행시험 결과는 정상이었으나 장거리 비행시험에서 음성끊김 현상이 발생하였다. 이에 본 논문에서는 장거리 비행시험 결과를 사전 예측할 수 있는 최적의 비율로 1:300(15 NM)을 새롭게 제시하였다. 최종적으로 장거리 비행시험을 통하여 제시한 평가기준들의 유효성을 입증하였다. 본 연구의 결과로 수리온 기종에 대한 성능시험의 시행착오를 줄여 개발 일정단축 및 비용 절감을 예상한다. 또한 본 연구의 결과는 다른 헬리콥터 기종에 대한 통신 안테나 장착 및 품질 시험의 기준으로 사용 할 수 있을 것으로 기대된다.
수리온 연구개발 사업의 성과분석을 위해 투입 비용을 조사하고, 산업파급효과 계수를 적용하여 생산유발효과, 부가가치유발효과 및 고용창출효과 분석을 실시하였다. 그리고 기술적 유사도와 공헌도 조사를 통하여 항공우주산업, 방위산업과 민간산업 시장에 대한 향후 기술파급효과를 측정하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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