개정 헬리콥터 내추락성 설계기준 분석

황정선(Jungsun Hwang),이상목(Sangmok Lee) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.5

군용 헬기 내추락성 설계기준을 개정해야 한다는 많은 논의가 있어 왔다. 본 논문에서는 비교적 최근에 개정된 내추락성 설계기준을 핵심내용인 내추락성 지수를 중심으로 분석하였다. 내추락성 지수는 회전익기 설계에 있어서의 내추락 성능을 정량적으로 평가하는 적절한 방법으로 인식되고 있다. 지수 평가를 통해 신규개발 또는 파생형 회전익기 설계가 얼마나 효과적으로 내추락성 요구조건을 반영했는지 확인할 수 있다. 지수 평가는 7개 분야로 구성되어 있는데, 기본 기체구조 내추락성 평가는 객관적인 계산과정을 겪는데 반해 나머지 분야들은 다분히 주관적 평가의 속성을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 개정 설계기준의 효용성을 파악하기 위해 기본 기체구조 내추락성 분야 내추락성 지수의 상세 계산과정을 분석하였다. There has been a lot of discussion to revise military helicopter crashworthiness design criteria. In this paper, newly revised crashworthiness criteria is analyzed centering around the Crashworthiness Index which is the core content of revised criteria. The Crashworthiness Index(CI) was conceived as an adequate method to quantify the crashworthiness capabilities of a rotorcraft design. The index can rate how well a new or derivative design complies with design requirements. The CI rating is made up of seven assessment areas. While the Basic Airframe Crashworthiness(BAC) area tends to be an objective calculation, other areas of the CI tend to be more subjective. Therefore, in this paper, detail CI calculation process for the BAC area is analyzed to inspect the effectiveness of revised criteria.

헬기 구조 피로평가 신뢰도에 대한 확률론적 고찰

황정선(Jungsun Hwang),현영진(Young Jin Hyun) 한국항공우주학회 2020 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2020 No.11

체계적인 헬리콥터 내추락성 설계개념 연구

황정선(Jungsun Hwang),정재권(Jae-Kwon Jung),현영오(Young-O Hyun) 항공우주시스템공학회 2013 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2013 No.5

내추락성 요구도 개정을 위한 미 육군 헬기 사고사례 분석 고찰

황정선(Jungsun Hwang),이상목(Sangmok Lee) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.9

군용 헬기 내추락성 설계를 위한 대표적인 기준문서는 MIL-STD-1290 및 항공기 추락생존 설계지침서(ACSDG)로서, 두 문서가 최종 개정된 것은 1980년대이다. 다양한 미 육군 헬기 사고사례 분석결과를 감안할 때, 신규 개발 항공기에 적용하기 위한 적절한 내추락성 설계지침서는 존재하지 않는다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 새로운 내추락성 설계기준(FSCC)의 근거를 제공한 미 육군 연구개발사령부(RDECOM) 주관으로 수행된 미 육군 헬기 사고 분석결과를 고찰하고 재정리하였다. 이 분석에서는 군용 헬기 추락사고의 결과들을 체계적으로 분석하고 정량화함으로써 새로운 설계기준문서의 정량적 기준을 제공하였다. Representative crashworthiness requirement documents for military helicopter are MILSTD-1290 and the Aircraft Crash Survival Design Guide(ACSDG) which were lastly revised in the 1980’s. Taking analysis results of diverse U.S. Army helicopter mishaps into account, we can say that adequate guidelines do not exist to ensure crashworthiness of new generation aircraft. In this paper, U.S. Army helicopter mishap analysis conducted by U.S. Army Research, Development and Engineering Command(RDECOM) is readjusted to review the basis of new crashworthiness design criteria for military helicopter, in other words, Full Spectrum Crashworthiness Criteria(FSCC). This analysis effort is a part of FSC development. This effort was to research and quantify the dynamics of military aircraft crashes to be used as the quantitative basis for new design criteria.

추락과정에서의 인체 허용한도 중요성 연구

황정선(Jungsun Hwang),이상목(Sangmok Lee) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.9

항공기, 자동차를 포함하는 모든 수송수단 설계에 있어서 내추락성 설계가 강조되고 있으나, 심각한 부상 또는 사망으로 이어지는 사고는 지속적으로 발생해 왔고, 앞으로도 발생할 것이다. 심지어 생존 가능으로 분류되는 사고에서조차도 상당한 수준의 인명사고가 있어 왔음은 주지의 사실이다. 그러나 이러한 사고들이 반드시 불가피하다고만 할 수는 없다. 만약 좌석, 구속장치, 탑승공간 강도조건 등 탑승자 보호계통이 적절히 또는 바르게 설계된다면 추락상황에서의 생존성은 획기적으로 증대될 수 있다. 이를 위해서는 급격한 가속도 변화환경에서의 인체 허용한도 특성을 충분히 이해해야 하며, 이를 바탕으로 인체허용한도 제한치 이내에서 하중조건이 유지되도록 탑승공간을 설계하여야 한다. 본 논문에서는 급격한 가속도 변화환경에서의 인체 허용한도의 중요성과 예측되는 추락환경 변화에 따른 설계요구도 변화 필요성을 강조함으로써 내추락성 설계에 대한 공감대를 넓히고자 한다. Design with crashworthiness concept has been emphasized for almost aircraft and motor vehicles. However, crashes accompanied serious injury and death have been continuously occurred, and will be occurred subsequently. What was worse, it is a well-known fact that there were a good many crashes classified as survivable accidents in which fatal injuries were reported. But we cannot say that fatal injuries were inevitable consequences of those crashes. If crashworthy design for seat, restraint systems, and cabin strength were adequate or right, survivability in a crash event could be maximized greatly. To substantiate the right crashworthiness, we must thoroughly understand the characteristics of human tolerance under abrupt acceleration change, and the cabin design should be combined with proper use of energy absorbing technologies that reduce accelerations experienced by the occupants. In this paper, the emphasis on the human tolerance under abrupt accelerations as well as the necessity of change in design requirements for crash environment will be stressed to widen the belt of consensus for the right crashworthy design.

Fastener Hole 모델에 대한 예비압입 적용 연구

황정선(Jungsun Hwang),조환기(Hwankee Cho) 한국항공우주학회 2003 韓國航空宇宙學會誌 Vol.31 No.9

적응격자기법에 관한 연구

황정선(Jungsun Hwang),윤용현(Yong-Hyun Yoon) 한국전산유체공학회 1996 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.1996 No.-

After an initial element mesh or grid system has been generated, a first analysis run, and the areas of the mesh requiring improvement identified, one must improve the element discretization in those areas. Here we propose the new mesh refinement technique for improving finite element discretizations. It is based on moving nodal positions while retaining the same element topology. By using the proposed technique, the given domain is rezoned for a fixed number of quadrilateral elements such that fine elements are generated within the severely deformed region and coarse elements elsewhere. Loosely speaking, the area of an element is inversely proportional to the deformation measure at its centroid.

예비압입에 의한 Al 5052-H18의 피로균열 지연특성 연구

황정선(Jungsun Hwang),조환기(Hwankee Cho),김주언(Jueon Kim) 한국항공우주학회 2004 韓國航空宇宙學會誌 Vol.32 No.1

본 논문은 Al 5052-H18 판재에서 피로균열성장을 지연시키기 위한 방법으로써 예비압입의 적용 기법과 균열성장지연 효과에 관하여 기술하였다. 시편은 두께가 일정한 한쪽 모서리 균열이 있는 시편을 사용하였으며, 균열성장률이 최소가 되는 압입력을 찾아내기 위해서 압입력을 변화시키면서 피로시험을 수행하였다. 시험결과로부터 압입력의 크기에 따라 균열지연효과가 달라지며, 예비압입에 의한 균열성장지연 거동 특성이 효과적으로 나타남을 확인하였다. 균열지연 거동형태는 압입력의 크기에 무관하게 일정한 메커니즘을 보여주었으며 이로부터 예비압입시 균열성장거동 특성에 대한 정성적 모델을 도출하였다. This paper described the retardation effect of fatigue crack growth and application technique of pre-indentation to decelerate the crack propagation rate in the thin sheet of 5052-H18 aluminum alloys. The test specimen with a single-sided edge crack was used. A series of fracture test was conducted to determine the optimum indentation force showing the maximum retardation effect. Test results indicate that crack retardation effect depends on the level of indentation force and the pre-indentation contributes effectively for crack growth retardation. The typical model of crack growth retardation mechanism by pre-indentation is derived from the fact that the behaviors of crack growth retardation show similar mechanism to each indentation force.

체계적인 헬리콥터 내추락성 설계개념 연구

황정선,정재권,현영오,Hwang, Jungsun,Jung, Jae-Kwon,Hyun, Young-O 항공우주시스템공학회 2013 항공우주시스템공학회지 Vol.7 No.2

Crashworthiness design concept in the helicopter development is still under evolutionary stage. Survivability in the event of a crash was remarkably improved and this fact can be recognized by the analysis results on the AH-64 Apache and UH-60 Black Hawk crash accidents. Those two models are the first ones in which the crashworthiness design concept was applied with a full-scale requirement. Here we need to notice that under-design of the system results in unexpected injuries and deaths while over-design of the crashworthy elements result in unnecessary weight and costs. If landing gear system would be verified to have enough energy absorption capability in the specified vertical velocity interval, then design requirements of the airframe, fuel system and seats could be modified positively. In this paper, the right and systematic crashworthiness design concept is reviewed on the assumption that design requirements of some crashworthy elements could be partially tailored.

알루미늄 합금 판재에서 예비압입에 의한 피로수명의 연장효과 분석

조환기,황정선,Cho, Hwankee,Hwang, Jungsun 항공우주시스템공학회 2007 항공우주시스템공학회지 Vol.1 No.1

This paper analyzed the extension effects of fatigue life and the application of pre-indentation in aircraft structural material such as aluminum alloys. The test specimen used the thin sheet of aluminum alloy with a single-edged notch. The experiments were conducted after making the pre-crack under a constant amplitude loading. As the fatigue life extension technique, the pre-indentation making an indent on the predicted path of crack propagation was applied. The work presented here discussed about a proper mathematical relation between crack growth rate and the range of stress intensity factor and about the generalization of crack growth mechanism with large retardation effect. A technique to enhance the applicability of pre-indentation if also mentioned.