경무인항공기 엔진조사 및 선정연구

양계병(Gyaebyung Yang),오성환(Seong Hwan Oh) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5

무인기에서 엔진은 항공기 비행에 필요한 추진력을 발생하고, 계통에 동력을 제공하는 역할을 한다. 다양한 영역의 무인기개발과 함께 여러 종류의 추진기관이 요구되고 있고, 각각의 추진기관별로 저비용, 고효율 및 추력대 중량비 감소 등의 기술혁신이 지속적으로 추진되고 있다. 본 논문에서는 약 1500 kg 급의 경무인기에 대한 왕복엔진 조사 및 선정에 대해 기술하고자 한다. 우선 왕복엔진 선정업무는 총중량 1,500 kg 급 무인기별로 적용된 엔진을 조사하고, 기술발전 추세, 엔진별 특징 및 주요 기술 변수를 정리하였다. 엔진 선정업무는 경무인기에 필요한 엔진의 주요 요구조건을 정리하고 무인기 운용에 필요한 각종 선정변수를 정의하였다. 선정된 변수를 기준으로 경무인기에 적합한 대상 후보엔진을 분류하였다. 이와 더불어 경무인기급 왕복엔진에 대한 국내 발전방향을 제시하였다. The engine for UAV provides a thrust for flight, and provides shaft power to subsystem. the different type of UAV requires a variety of propulsion system. Each propulsion system has been promoting a low cost, high efficiency and low specific weight per weight since development. A study of survey and selection of light UAV engine are described in this paper. First, the survey of both roughly 1500kg UAV and a engine is carried. Second, technical trends, parameters and characteristics of each engine are investigated. The major requirements of an engine for selection are defined. Finally, several candidate engines for light UAV are selected. There are recommendations for the in-country development of reciprocating engine for light UAV.

무인 항공기용 왕복 엔진 성능 모델 개발

송원종,양계병,오성환 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.11

총 이륙중량 1400kg 급 항공기를 위한 후보 왕복 엔진은 Thielert 사 Centurion 2.0S 엔진, Austro 사 AE300 엔진이다. 본 연구에서는 다양한 비행 운용 조건에 따른 이러한 두 후보 왕복 엔진의 성능을 예측하는 모델을 개발하였다. 엔진의 성능 모델은 각 엔진 사로부터 제공받은 Operating manual 상 자료 및 프로펠러 맵, 추력 계산 식 등을 활용하여 개발하였다. 개발된 모델은 고도, 온도, PCL 위치, 항공기 속도, 프로펠러 직경에 따른 각 엔진 및 프로펠러 성능 파악이 가능한 구조이다. 이렇게 개발된 모델을 활용하여 두 엔진의 성능의 비교를 수행하였다. The candidate engines for aircraft that have total take-off weight 1400kg are Centurion 2.0S engine of Thielert, AE300 engine of Austro. In this research, we developed the model to estimate performance for these two reciprocating engines. This model can estimate performance for various conditions in flight. The model is developed by using data in operating manual of each engine, propeller map from MT propeller, and equation for calculating Thrust. This manual is provided by the company of engine. Developed model is possible to get the results of performance for altitude, temperature, position of PCL, velocity of aircraft, and diameter of propeller. Comparing performance of two engines is performed by using the model.

항공유 이송용 제트펌프에 관한 연구

백낙곤,백철우,양계병,조창민 한국항공우주학회 2016 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.4

현대의 유인기나 무인기에서 제트펌프의 사용은 과거 수십 년 동안 상당한 장점으로 활용해 왔다. 이 논문은 제트펌프의 성능 예측과 사이징에 관하여 언급하였다. 제트펌프를 설계하기 전에 먼저 제트펌프의 작동원리와 내부 구성품에 대하여 간단히 설명하였다. 주어진 조건에 대한 제트펌프 시스템의 설계는 여러 자료로부터 해석적으로 결정하였다. 제트펌프의 계산결과 설계자에게 좋은 예측을 제공함을 알 수 있었다. The use of jet pumps in modern aircraft, UAV fuel system has attracted considerable attention in the past years. This paper discusses the performance prediction and sizing of jet pump. Before design the jet pump, the principle and construction of that was explained. The design of a jet pump system for given condition has been determined analytically from a various data. The calculation result of jet pump gives a good estimation for designer.

리그시험을 통한 통합추진제어모니터링 시스템(IPCMS)의 무인기 적합성 검증

이미현(Mihyeon Lee),양계병(Gyaebyung Yang) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11

본 논문은 IPCMS의 리그시험 결과분석이며, IPCMS의 성능확인 및 비상상황에서 경고 대한 시험결과를 포함하고 있다. IPCMS는 엔진의 안정적인 엔진출력제어와 추진 및 연료계통의 상태를 감시 할 수 있어야 한다. 이러한 IPCMS의 리그시험은 무인기용 엔진과 통합하여 수행하였고 그 결과를 통해 IPCMS의 제어로직을 수정보완 하고 제어능력을 향상시키고자 하였다. 또한, IPCMS의 무인기적용 적합성을 검증 할 수 있었다. This paper is results analysis of Integrated Propulsion System(IPCMS) rig test, which includes check the IPCMS performance and danger warning test at the emergency condition. IPCMS make sure stable power control of the engine and condition monitoring of propulsion and fuel system. These IPCMS rig tests performed by integration with UAV Engine. Through test results, IPCMS control logic has been modified and control performance improved. And also, the IPCMS suitability for the UAV was validated.

비행운 저감 기술 동향

최재원,옥권우,손명진,김혜민,양계병,김지현,조하나,Choi, Jaewon,Ock, Gwonwoo,Son, Myeongjin,Kim, Hyemin,Yang, Gyebyeong,Kim, Jihyun,Cho, Hana 항공우주시스템공학회 2018 항공우주시스템공학회지 Vol.12 No.2

비행운은 항공기가 차가운 대기를 비행할 때 엔진 배기의 수증기가 응축하여 발생하는 구름을 말한다. 비행운은 지구 온난화의 원인중 하나로 지목되고 있으며 군사적으로는 항공기 스텔스 기술과 연관되어 있으므로, 이를 저감하기 위한 관련 연구가 진행되었다. 그러나 우리나라의 경우 관련 연구가 전혀 진행되지 않은 실정이므로, 연구 수행을 위한 기초자료로써 선진국의 비행운 저감 기술 사례를 집중적으로 분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 선진국에서 수행되었던 비행운 저감 기술 동향을 카테고리 별로 파악하고, 제시된 각 기술들의 타당성과 실현 가능성을 분석하였다. 또한 관련 기술의 적용 및 상용화를 위한 방향을 제안하였다. Contrail is type of clouds which are formed by a condensation of water vapour from the aircraft exhaust when the aircraft is flying the cold atmosphere. Since contrails have considerable effect on greenhouse-effect and military stealth efficiency, researches about contrail avoidance technology has been conducted for decades. However, none of the previous researches concerning contrail avoidance was carried out in Korea. Thus, review of the previous study regarding contrail reduction is absolutely needed. In this paper, researches conducted by several countries are categorically introduced, and practicabilities of their methods are analyzed. This paper also suggests some practical and systematized way to conduct future researches about contrail avoidance.

고도에 따른 시동발전기 온도 특성에 대한 연구

이원국(Won-Kook Lee),양계병(GyaeByoung Yang) 항공우주시스템공학회 2017 항공우주시스템공학회 학술대회 발표집 Vol.2017 No.11

복합형 로터항공기의 동력장치 성능해석 연구

조하나,최성만,박경수,양계병 한국추진공학회 2017 한국추진공학회지 Vol.21 No.6

Performance analysis of the turboshaft engines for combined rotorcraft was executed. A tip jet and a ducted fan aircraft were selected for combined rotorcraft application. Gasturb 12 software was used for turboshaft engine performance analysis. In the results, maximum required power for the tip jet engine is about 1,600 hp class and maximum required power for the ducted fan engine is about 1,000 hp class at the required aircraft mission. This is due to the additional power of the auxiliary compressor to get a bleed air mass flow rate for the tip jet operation. At the same time, fuel consumption of the tip jet aircraft is 2.8 times larger than ducted fan case. Therefore ducted fan type aircraft is more efficient than tip jet aircraft in terms of fuel economy. 복합형 로터항공기의 터보샤프트 엔진에 대한 성능해석을 수행하였다. 복합형 로터항공기의 개념으로 팁제트 방식과 덕티드팬 방식의 형태를 이용하였다. 터보샤프트엔진에 대한 성능해석은 Gasturb 12 소프트웨어를 이용하여 수행하였다. 팁제트 방식의 항공기는 주어진 임무조건에서 최대출력 약 1,600 hp 대가 요구되며, 덕티드팬은 설계점에서 약 1,000 hp 대의 출력이 요구된다. 이것은 팁제트의 경우 제자리비행 시 부가적인 보조압축기 구동이 필요하며, 동력장치에 높은 출력을 요구하고 있기 때문인 것으로 파악된다. 또한 연료소모량의 경우 팁제트 방식이 덕티드팬에 비해 약 2.8배정도 소모되어 연료 효율 측면에서 덕티드팬 방식의 항공기가 보다 우수한 특성이 있음을 알 수 있다.

복합형헬기 동력장치 성능해석 I

조하나,김선미,최성만,김혜민,양계병 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11

기어박스 시스템 형상 상쇄설계를 통한 로터크래프트 동력전달장치 경량화 연구

김수철,이근호,박영준,조승제,양계병,박경수 한국추진공학회 2017 한국추진공학회지 Vol.21 No.6

Gearboxes for power transmission of a rotorcraft transfer power generated by an engine to the fan and the pusher for up, down and forward flight. The gearboxes are divided into the main gearbox and the sub-gearbox. The main goal of the gearbox design is to design the weight as light as possible within a range that satisfies all given requirements (transmission power, mounting space, etc.). In particular, the initial conceptual design is very important to reduce the weight of the gearbox, since the weight can vary greatly depending on the system configuration, even if it has the same function. In this study, various conceptual designs of the gearbox according to the installation position of the engine were presented. Also, the element parts such as gears and bearings in each concept design were designed by sizing for their life, and the estimated weights of the conceptual system configuration were compared. 로터크래프트의 동력전달장치용 기어박스는 엔진에서 생성된 동력을 승하강 및 전진 비행을 위한팬 및 푸셔로 전달하며, 사용목적에 따라 메인기어박스, 보조기어박스로 구분된다. 로터크래프트 동력전달장치용 기어박스의 주 설계 목표는 주어진 요구사항(전달동력, 장착공간 등)을 모두 만족시키는 범위에서 가능한 경량화 설계를 하는 것이다. 특히 기어박스는 같은 기능을 하더라도 시스템 구성에 따라 전체 중량이 크게 달라질 수 있기 때문에 경량화를 위해서는 초기 개념 설계가 매우 중요 하다. 본 연구에서는 엔진의 장착 위치에 따른 기어박스의 다양한 개념 설계를 수행하였다. 또한 각개념 설계에 따른 기어, 베어링 등의 요소부품 설계를 수행하여 시스템 구성에 따른 예상 중량을 비교 검토하였다.

연료탱크의 낙하 시험 시뮬레이션

박선영,배재성,황재혁,이수용,김성찬,장기원,정태경,양계병,신동우 한국항공우주학회 2008 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.- No.-