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배효길,정소라,정진덕,이해창 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11
예비설계 단계에서 경험식과 여타 데이터를 이용하여 중형항공기 날개 형상이 결정된다. 이렇게 결정된 날개 형상을 보다 더 공력적으로 우수한 형상으로 구체화 시키기 위하여 공력 최적설계를 실시하였다. 이를 위하여 매개변수화 모델링, 고정밀 CFD 공력해석, 근사모델 기반 최적설계 기법을 도입하였다. 매개변수화 모델링을 통하여 날개의 주요 설계변수에 대하여 손쉽게 형상 결과물을 산출할 수 있어 설계업무 효율을 대폭 향상시킬 수 있었다. 공력 최적설계의 목적함수는 저속영역과 고속영역의 양력계수와 항력계수를 고려한 다목적함수로 정식화 하였다. 크리깅 근사모델과 만족도 함수를 이용하여 다목적함수의 최적해를 탐색하였고, 저속과 고속영역 모두에서 우수한 최적의 날개 평면형상을 찾을 수 있었다. 또한 전체 받음각에 대한 공력해석을 통하여 최적 평면형상이 특정 받음각 뿐만 아니라 전체 받음각에서도 공력적으로 우수함을 검증하였다. In preliminary design phase, the wing geometry of the regional aircraft was determined using the empirical equation and historical data. The aerodynamic shape optimization was conducted to make wing geometry more aerodynamically efficient. For this purpose the parametric modeling, high fidelity CFD analysis and metamodel-based optimal design technique were adopted. The parametric modeling got the design process to achive a lot of improvement from generating the configuration output easily for the major design varibles. The optimal design equations were formularized as the type of the multi-objective functions considering low/high speed and lift/drag coefficient. The optimal solution was explored with the help of the kriging metamodel and the desirability function, therefore the optimal wing planform was sought to be excellent at both low and high speed region. Additionally the optimal wing planform was validated that it was excellent not only at the specific AOA, but over the range of AOA.
배효길,김도형,박재성 항공우주시스템공학회 2021 항공우주시스템공학회지 Vol.15 No.1
항공기의 비정상적인 착륙 상황에서도 조종사의 생존을 보장하고 탈출에 방해되지 않도록 구조물이 설계되어야 한다. 추락 시, 화재의 원인을 찾는 연구를 시작으로 과거 수많은 고정익 항공기 추락시험이 수행되었다. 동역학적 분석을 통한 구조물의 거동특성을 이해하고, 가속도 상태에서 인체의 허용한계를 조사하여 적절한 추락하중배수가 설정되었다. 또한 화물기 사고 데이터를 확률론적 방법으로 분석하여 승객의 안전과 운용비용이 합리적으로 반영된 화물고정용 추락하중배수도 제시되었다. 과거 사례를 바탕으로 현재 적용되고 있는 추락하중배수의 물리적, 의학적, 경제적 의미를 살펴 보았다. When an abnormal landing occurs, aircraft structures should be designed to guarantee occupants survivability without preventing egress. To find out fire root causes at crash, lots of fixed aircraft crash tests were conducted. Appropriate crash load factors were established with the comprehension of structural behavior based on dynamic analysis and investigation of human tolerance. Cargo restraint criteria were set up considering passengers safety and operational cost while analyzing past cargo aircraft accident data using a probabilistic approach. Reviewing results of past crash tests, current crash landing load factor was appreciated physically, medically, and economically.
전투기 흡입구 해머쇼크 설계압력에 대한 확률론적 접근법
배효길,이훈식,김윤미,정인면,이상효,조대영 항공우주시스템공학회 2019 항공우주시스템공학회지 Vol.13 No.5
Inlet hammershock is the critical loads condition for designing the inlet duct structure of a fighter. The sudden flow reduction in engine compressor causes inlet hammershock with high pressure. The traditional method was used to combine extreme conditions (maximum speed, sea level altitude, and cold day) to analyze this compression wave inlet hammershock pressure. However, after the 90s there have been papers that presented the probabilistic approach for the inlet hammershock to achieve the appropriate design pressure. This study shows how to analyze the inlet hammershock pressure by making practical use of the Republic of Korea Air Force real flight usage data under probabilistic approach and then analyze approximately 30% decreased inlet hammershock pressure compared with the traditional valve. 전투기 흡입구 덕트 구조물 설계에 중요한 하중조건으로 흡입구 해머쇼크 조건이 있다. 엔진 압축기 내부유동의 갑작스런 감소에 의하여 큰 압력의 해머쇼크가 발생하게 된다. 압축충격파인 흡입구 해머쇼크 해석을 위한 전통적인 방법은 극단적인 조건들의 조합을(최대 속도, 해수면, 저온 대기) 이용하였지만, 90년대 이후 확률론적 방법을 통해 적절한 해머쇼크 설계압력을 제시한 논문들이 발표되었다. 이를 참고로 본 연구는 한국공군의 비행운용데이터를 활용하여 흡입구 해머쇼크 압력을 확률론적으로 접근하였고, 이를 통해 전통적인 방법 대비 약 30 % 감소된, 흡입구 설계용 해머쇼크 압력을 해석하였다.