• 제목/요약/키워드: aeronautics

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Experimental and numerical disbond localization analyses of a notched plate repaired with a CFRP patch

  • Abderahmane, Sahli;Mokhtar, Bouziane M.;Smail, Benbarek;Wayne, Steven F.;Zhang, Liang;Belabbes, Bachir Bouiadjra;Boualem, Serier
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제63권3호
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    • pp.361-370
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    • 2017
  • Through the use of finite element analysis and acoustic emission techniques we have evaluated the interfacial failure of a carbon fiber reinforced polymer (CFRP) repair patch on a notched aluminum substrate. The repair of cracks is a very common and widely used practice in the aeronautics field to extend the life of cracked sheet metal panels. The process consists of adhesively bonding a patch that encompasses the notched site to provide additional strength, thereby increasing life and avoiding costly replacements. The mechanical strength of the bonded joint relies mainly on the bonding of the adhesive to the plate and patch stiffness. Stress concentrations at crack tips promote disbonding of the composite patch from the substrate, consequently reducing the bonded area, which makes this a critical aspect of repair effectiveness. In this paper we examine patch disbonding by calculating the influence of notch tip stress on disbond area and verify computational results with acoustic emission (AE) measurements obtained from specimens subjected to uniaxial tension. The FE results showed that disbonding first occurs between the patch and the substrate close to free edge of the patch followed by failure around the tip of the notch, both highest stress regions. Experimental results revealed that cement adhesion at the aluminum interface was the limiting factor in patch performance. The patch did not appear to strengthen the aluminum substrate when measured by stress-strain due to early stage disbonding. Analysis of the AE signals provided insight to the disbond locations and progression at the metal-adhesive interface. Crack growth from the notch in the aluminum was not observed until the stress reached a critical level, an instant before final fracture, which was unaffected by the patch due to early stage disbonding. The FE model was further utilized to study the effects of patch fiber orientation and increased adhesive strength. The model revealed that the effectiveness of patch repairs is strongly dependent upon the combined interactions of adhesive bond strength and fiber orientation.

복합재 주익을 갖는 소형항공기 조류충돌 시 안전성에 관한 해석적 연구 (Analytical Study for the Safety of the Bird Strike to the Small Aircraft Having a Composite Wing)

  • 박일경;김성준;최익현;안석민;염찬홍
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권1호
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    • pp.117-124
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    • 2010
  • 현재까지 소형항공기의 조류충돌 문제는 상대적으로 낮은 비행속력과 개인용 목적의 운용 탓에 항공기 개발 및 운용 시의 중요 문제로 다루어지지 않았다. 따라서 일반적으로 FAR 23의 커뮤터급이나 FAR 25급 중, 대형 항공기와 달리 조류충돌에 대한 안전성 입증 규정이 적용되지 않았던 게 사실이다. 그러나 지점 간 운송수단인 에어택시(Air-taxi)로의 활용과 충격에 상대적으로 취약한 복합재료의 구조재료로의 적용이 확대된 VLJ(Very Light Jet)의 급격한 수요 증가에 대한 예측은 FAR 23 일반 및 실용기급 항공기의 조류충돌에 대한 안전성 향상에 대한 필요성을 증대시키는 원인으로 작용할 것이다. 본 연구는 복합재로 제작된 주익의 조류충돌 안전성 및 구조효율성을 평가하기 위해 복합재와 금속재가 적용된 소형항공기의 주익 앞전의 조류 충돌시의 안전성에 대한 외연적 유한요소 해석 결과를 비교하는 과정을 담고 있다.

운송용항공기의 이륙단념속도 개선에 관한 연구 (A Study on Takeoff Decision Speed Improvement of Air Transport Airplane)

  • 노건수;최연철;유광의
    • 대한교통학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.7-16
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    • 2005
  • 항공기 운항에서 이륙과 착륙단계는 가장 어려우며 많은 사고가 발생되는 위험한 과정이다. 이륙단계에서 발생될 수 있는 비상상황 가운데 가장 심각한 것은 이륙단념이다. 이륙단념 관련 사고의 대부분은 활주로 이탈사고로 연결되었는데 이와 관련하여 미국 NTSB는 사고발생의 주원인을 이륙이나 정지를 결심하는 시간지연으로 분석하였다. 본 연구는 이와 같은 이륙단념속도(시간)에 대한 조종사들의 인지도와 적합성을 검토하였는데, 먼저 현장에서 항공기를 운용하는 조종사를 대상으로 한 이륙단념 설문을 통하여 이와 관련된 인지여부를 비롯한 기초자료를 측정하였고, 그 후 무작위로 선정된 조종사를 대상으로 모의비행장치(Simulator)를 이용하여 이륙단념 상황을 부여하고 이에 따른 반응시간을 측정하여 현재 적용하는 기준과 비교하였다. 설문 결과, 일부 조종사들은 비행규정에 적용된 이륙단념의 기준과 현행 절차를 불만족스럽게 생각하고 있었다. 모의비행장치의 측정결과, 현장조종사의 이륙단념시간이 항공기 비행규정보다 1.5 초 더 소요되는 것으로 나타났으며 결국 현행 규정에 의한 Y1 속도에서 이륙단념을 하는 경우, 활주로 이탈로 이어질 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 따라서 이륙단념 사고를 줄이기 위해서는 관련 규정에 대한 지속적인 교육이 필요하며, 실제로 안전한 이륙단념을 위하여 $V_1$ 속도를 6노트 줄여서 사용하여야 이륙단념에 대한 안전성이 확보될 것이다.

중국 동북지역의 농업기후지대 구분 (Classification of Agro-climatic zones in Northeast District of China)

  • 정명표;허지나;박혜진;심교문;안중배
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.102-107
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    • 2015
  • 본 연구에서는 중국의 동북지역 기후자료를 수집하여 DB를 구축하고, 이들 기후자료를 활용하여 농업기후지대를 구분함으로써 대상지역의 농업기상특성 분석의 기초정보를 확보하고자 하였으며, 국외의 주요 곡물 수출국의 기상관측정보를 수집, 분석, 제공할 수 있는 체계를 구축하고자 하였다. 중국 동북지역 농업기후지대를 구분하기 위하여 미국 항공우주국의 전 지구 모델링 및 동화 센터의 1979-2010년까지 32년 동안의 월별 기온 및 강수량 자료와 Weather Research and Forecasting(WRF) 모형의 동아시아 영역의 해발고도와 식물비 자료를 활용하였다. 중국 동북지역은 해발고도는 200m 이하, 200-800m, 800m 이상, 식물비 60%, 연평균 기온은 $0^{\circ}C$, 최난월 기온은 $22^{\circ}C$, 연평균 강수량 700mm를 기준으로 22개 농업기후지대로 구분되었다. 22개 농업기후지대는 연평균기온은 $3.4^{\circ}C$, 강수량 613.2mm, 일사량 $4,414.2MJ/m^2$의 기후특성을 보였다.

지질자원 연구개발에 대한 기술개발단계(TRL) 지표 개발 (Technology Readiness Levels (TRLs) Indicator Development for Geoscience and Mineral Resources R&D)

  • 안은영;김성용;이재욱
    • 자원환경지질
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    • 제48권5호
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    • pp.421-429
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    • 2015
  • 지질자원 분야에서 지질도 및 주제도 제작, 조사 및 관측 사업 등은 실용화상용화 목적의 연구개발사업과 달리 장기적이며 계속적인 연구개발의 성격을 가지고 있다. 이러한 장기적, 계속적인 사업의 경우 연구개발의 종료시점을 제시하기 어려워서 사업 평가 시 해당 연구사업의 현재 진행단계를 제시하기 어려운 면이 있다. 이러한 연구개발 분야의 진행 상태를 나타내는 정량 지표를 제시하기 위해, 기존의 실용화 기술에 적용하였던 NASA 기술개발단계(TRL, Technology Readiness Level)를 지질도 및 주제도 제작, 조사 및 관측 사업 등 지질자원 기반 연구개발 분야에 적용할 수 있게 개발하였다. 지질자원 기반 연구개발 분야에서도 적용범위(coverage) 개념을 적용하여 기본원리이해 기획연구(TRL 1)에서 최종 생산물(product)인 특정지역 및 전세계/전국토 정보 구축, 수요자 맞춤형 보급 연구(TRL 9)로 기술개발단계(TRL)를 제시할 수 있다. 그리고 시범적용 등의 실증연구 절차를 가지는 지질환경 등 분야에서도 실용화 성과를 기반으로 기술개발단계(TRL)를 적용할 수 있게 개발하였다. 시범지구 적용 등 실증연구 시작 단계를 TRL 5, 시범지구의 규모 및 적용 개수 확대를 TRL 6, 실제 규모 1/10 수준 시범지구 적용을 TRL 7로 제시할 수 있다.

위성관측 토양수분과 지상관측망 자료의 상관성 분석 (Correlation Analysis Between Soil Moisture Retrieved from Satellite Images and Ground Network Measurements)

  • 김광섭;김종필
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.69-81
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    • 2011
  • 원격탐사자료로부터 추정된 토양수분자료의 우리나라 지역에 대한 적용성을 평가하기 위하여 NASA와 VUA-NASA의 AMSR-E 토양수분자료를 수집하여, 2008년 5월 16일부터 8월 19일까지 용담댐 유역내 6개 지상관측지점의 토양수분자료와 비교분석을 수행하였다. 시계열 분석결과, 지상관측 토양수분자료의 평균은 약 $0.218m^3/m^3$, NASA 자료의 평균은 약 $0.119m^3/m^3$, VUA-NASA 자료의 평균은 약 $0.402m^3/m^3$으로 나타나, NASA의 토양수분자료는 용담댐 유역에 있어서 과소 추정되었으며, VUA-NASA 자료는 과대 추정되었다는 것을 알 수 있었다. 지상관측자료와의 상관성 분석결과, NASA 알고리듬을 이용한 토양수분자료보다 VUA-NASA의 토양수분자료가 지상관측자료와 더 높은 상관성을 보여주었다. 그러나 C-band 원격탐사 토양수분자료가 가지는 한계가 존재함을 알 수 있으며, 원격탐사 토양수분자료의 활용성을 높이기 위하여 다양한 토지피복, 식생 등에 대한 지상관측 토양수분을 활용한 편의보정 등 후처리가 필요한 실정이다.

다중 DGPS 신호를 이용한 동적 환경에서의 PRC 재생성 알고리즘 성능분석 (Analysis of PRC regeneration algorithm performance in dynamic environment by using Multi-DGPS Signal)

  • 송복섭;오경륜;김정호
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제13A권4호
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    • pp.335-342
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    • 2006
  • 본 논문에서는 PRC(Pseudo Range Correction : 의사 거리 보정치) 선형보간 알고리즘의 성능을 분석 및 검증한 후 적용 함으로써 기지의 DGPS 기준국 위치정보를 이용하여 미지의 사용자 위치를 파악할 수 있다. 중파 DGPS 신호를 이용한 PRC 선형보간 알고리즘의 항법해 성능을 검증하기 위해 다채널 DGPS 수신기를 이용한 실시간 환경에서의 현장 실험결과를 활용했다. 현장실험용으로, 다중 DGPS 기준국의 보정 정보를 실시간으로 획득하기 위해 해양수산부에서 운영하고 있는 해상용 DGPS 기준국 및 내륙 DGPS 기준국 신호를 이용했다. 대전 근방에서는 무주, 영주, 어청도, 팔미도 등 모두 4 곳의 DGPS 기준국의 신호 수신이 가능하다. PRC 재생성 알고리즘의 위치해 성능 분석을 위해 개별적인 DGPS 위치해와 3중 커버리지 조합의 위치해를 구해 상호 비교했다. 동적 상태에서의 위치해 성능평가 기준으로 RTK-GPS 측위 결과를 이용했다. 단, 항공용 GNSS 보정정보는 RTCA(Radio Technical Commission for Aeronautics) 포맷에 따르고 해상용 GNSS 보정정보는 RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) 포맷을 사용하였다. 다중 DGPS 신호를 사용하는 PRC 선형 보간을 통한 위치해 성능향상 알고리즘을 제안하고 다중 DGPS 기준국 정보를 이용한 위치해와 단독 DGPS 기준국 정보만을 이용한 위치해를 상호 비교하여 PRC 재생성 알고리즘이 우수성을 검증했다.

미 항공우주국 (NASA)의 전략기획에 대한 사례 연구 - 공공 연구개발 조직의 전략기획의 관점에서 (A Case Study on Strategic Planning in NASA In the Perspective of Strategic Planning in Publicly funded R&D Organizations)

  • 권기석;이규현
    • 과학기술학연구
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    • 제4권2호
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    • pp.103-127
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    • 2004
  • 본 연구에서는 미 항공우주국 (NASA)의 전략기획을 공공 연구개발 조직의 전략기획이란 관점에 의하여 분석하였다. 이를 위하여 전략경영과 전략기획에 대한 일반적인 논의, 공공부문에서의 적용, 연구개발조직의 특성 등을 고려하여 공공 연구개발 조직의 전략경영 및 전략기획의 분석틀을 제시해 보았다. 그리고 구성된 틀에 의하여 미항공우주국과 산하 연구소인 고다드 우주비행 센터의 전략기획 과정과 특징을 분석하였다. 이에 의하면 공공연구개발 조직에서 전략기획을 수행함에 있어 다음과 같은 시사점을 생각해 볼 수 있다. 첫째, 민간부문의 전략기획 과정과 공공부문의 전략기획 과정의 차이점을 고려해야 할 것이다. 둘째, 전략의 수립과정에 있어 기관과 외부의 이해관계자와의 관계에 대한 논의가 있어야 한다. 셋째, 연구개발의 사회경제적 효과의 확인과 측정, 그것의 기관 목표설정으로의 환류방안에 대한 논의가 필요하다. 넷째, 전략기획이 조직 내에서 실질적인 효과를 가지려면 경영목표, 예산, 기관평가 등 기존의 기관 운영시스템과 긴밀하게 연결되어야 한다는 점이다. 이러한 점들이 잘 고려되어 도입에 성공한다면, 연구개발기관의 고유 임무 특성에 맞는 운영과 평가가 가능해 질 것이다. 향후 보다 적실성 있는 연구결과를 위해서는 실제 공공연구개발기관의 전략경영 과정에 대한 심도 있는 연구와 성과지표 등에 대한 유형별 분석이 필요하다. 이러한 과정에서 실제 관련 실행 사례의 현황과 문제점에 대한 분석을 축적함으로써 다양한 시사점들이 종합되어야 할 것이다.

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한반도 육상지역에서의 위성기반 IMERG 월 강수 관측 자료의 정확도 평가 (Accuracy Assessment of the Satellite-based IMERG's Monthly Rainfall Data in the Inland Region of Korea)

  • 류수민;홍성욱
    • 한국지구과학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.533-544
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    • 2018
  • 강수는 기상학, 농업, 수문학, 자연재해, 토목 및 건설 등 분야에서 매우 중요한 기상 변수들 중 하나이다. 최근 이러한 강수를 탐지하고, 측정 및 예보를 하기 위해서 위성원격탐사기술은 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 미국항공우주국(National Aeronautics and Space Administration, NASA)에서 발사한 전 지구 강수 관측 위성인 GPM 위성을 기반으로 다양한 자료와 합성된 강수 자료인 IMERG 자료의 정확도를 한반도, 특히 남한지역에 대해 지상관측자료와 비교분석 하였다. 기상자동관측 장비인 AWS의 관측 강수량을 검증 자료로 사용하여, 2016년 1월부터 12월까지 1년간의 기간 동안 한반도의 육상부분에 대하여 IMERG의 월 강수량 자료를 비교 검증하였다. 잘 알려진 대로 위성은 해안가와 섬 지역 같은 부분에서 단점이 있지만, 별도로 비교 분석하였다. 위성 자료인 IMERG와 지상 관측 자료인 AWS를 비교한 결과, 상관계수가 0.95로 높은 상관성을 보였으며, Bias, RMSE의 오차 비교에서도 각각 월 15.08 mm, 월 30.32 mm의 낮은 오차를 산출하였다. 해안지역에서도 육상지역과 마찬가지로 0.7 이상의 높은 상관계수를 산출하며, 강수 자료로서 IMERG의 신뢰도를 검증하였다.

브라질 마토그로소 지역의 농업기후지대 구분 (Classification of Agro-Climatic Zones of the State of Mato Grosso in Brazil)

  • 정명표;박혜진;허지나;심교문;김용석;강기경;안중배
    • 한국환경농학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.34-37
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    • 2019
  • BACKGROUND: A region can be divided into agroclimatic zones based on homogeneity in weather variables that have greatest influence on crop growth and yield. The agro-climatic zone has been used to identify yield variability and limiting factors for crop growth. This study was conducted to classify agro-climatic zones in the state of Mato Grosso in Brazil for predicting crop productivity and assessing crop suitability etc. METHODS AND RESULTS: For agro-climatic zonation, monthly mean temperature, precipitation, and solar radiation data from Global Modeling and Assimilation Office (GMAO) of National Aeronautics and Space Administration (NASA, USA) between 1980 and 2010 were collected. Altitude and vegetation fraction of Brazil from Weather Research and Forecasting (WRF) were also used to classify them. The criteria of agro-climatic classification were temperature in the hottest month ($30^{\circ}C$), annual precipitation (600 mm and 1000 mm), and altitude (200 m and 500 m). The state of Mato Gross in Brazil was divided into 9 agro-climatic zones according to these criteria by using matrix classification method. CONCLUSION: The results could be useful as information for estimating agro-meteorological characteristics and predicting crop development and crop yield in the state of Mato Grosso in Brazil.