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자세정보 시현기능을 가진 항공기용 통합형 예비계기 국산화 개발에 관한 연구
김정민(Jung Min Kim),조지형(Jihyung Jo) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.11
항공기에 적용되는 통합형 예비계기는 항공기의 자세정보, 고도, 속도 등을 표시하는 계기이다. 평소에는 항공기의 대기 자료 시스템을 통해 시현되지만, 통합형 예비계기는 비상상황에서 조종사에게 필수적인 비행 정보를 시현하여 항공기의 안전성 및 아군의 생존력 향상에 기여하는 핵심 장비이다. 해외 구매품은 고장 시 원인분석이 제한되며, 수리에 많은 시간이 소요되었다. 이에 운용성 향상 및 원가절감, 국내 기술력 향상 등의 목적을 위해 국산화 개발을 추진했다. 통합형 예비계기는 영풍전자와 국방기술품질원의 일반부품국산화 절차를 통해 개발되었으며, 연구 개발부터 검증 및 체계 적용까지 정해진 단계별로 수행되었다. 본 국산화에서는 도입품의 성능을 만족하는 자체적인 센서 알고리즘을 연구 개발했다. 관성센서의 자이로, 가속도 센서를 각 주파수 특성에 따라 보상필터, 칼만필터를 통해 계산하는 알고리즘을 구현하였으며, 이를 통해 항공기의 Roll, Pitch를 계산했다. 압력센서를 활용하여 항공기의 고도, 속도, 수직속도, 기울임 정도를 계산하였다. 검증은 항공기에 적용되는 군사 규격을 활용하여 환경 요구조건을 검사하였으며, 기능시험도 구성품 시험, 항공기 지상 시험, 비행시험을 통해 완벽하게 검증하였다. 최종적으로 국산화 적합판정 및 항공기에 적용되었으며, 국산화 개발 연구를 통해 운용성 향상, 수리 소요시간 감소, 기술력 확보 등의 목적을 달성했다. An Integrated Standby Instrument(ISI) is applied to aircraft as a preliminary instrument that displays attitude, altitude, and speed of the aircraft. An ISI is essential to pilots in emergency situations and contributes to improving aircraft safety. Cause analysis and repair of overseas products take much time. Accordingly, localization development was promoted for the purpose of improving operability, reducing costs, and improving domestic technology. An ISI was developed through a localization procedure by YP Electronics and the Defense Agency for Technology and Quality. The new ISI satisfies the performance requirements, and we researched and developed a sensor algorithm for it. An algorithm was implemented to calculate the gyro acceleration sensor result of the inertial sensor through a compensation filter and a Kalman filter, and the roll and pitch of the aircraft were calculated. The altitude and speed of the aircraft were calculated using a pressure sensor. Verification was performed by inspecting environmental requirements using military specifications, and functional tests were done through component tests, aircraft ground tests, and flight tests. Finally, the ISI was applied to an aircraft. Through localization development research, it achieved the purpose of improving operability, reducing repair time, and securing technology.
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서영진(Youngjin Seo),이윤우(Yoonwoo Lee),장민욱(Minwook Jang),조지형(Jihyung Jo) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.8
항공기용 전원 분배 장치는 발전기에서 생성된 전원을 분배 및 제어하고, 과전류를 보호하는 역할을 한다. 항공기 비행 중에 교류 전원 분배 장치의 결함으로 인해 교류 전원 분배가 불가능해지는 현상이 다수 발생하였다. 이로 인해 정상적인 교류 전원 분배가 불가능하고 일부 전자장비가 구동을 상실하는 문제점이 제기되었다. 본 논문에서는 결함 발생 조건인 항공기 비행 중 진동 조건을 진동 시험 장비로 모의하여, 결함의 근본 원인을 도출한 과정을 기술하였다. 이를 통해 결함의 원인이 교류 전원 분배 장치의 접촉기가 진동에 의해 내부 배선 손상이 발생한 것임을 확인하였으며, 결함 해소를 위해 접촉기 개선 형상을 도출하였다. 또한 결함이 내재된 접촉기를 검출하기 위해, 진동 시험 장비를 활용한 결함 검출 시험을 수행하는 방식으로 시험 절차를 개선하였다. 개선활동 결과 교류 전원 분배 장치의 결함 현상이 개선되었음을 구성품 인증 시험 및 비행 시험을 통해 입증하였다. An aircraft power distribution device distributes and controls the power generated by the generator and provides overcurrent protection. There are many defect phenomena that make AC power distribution impossible during flight, which poses a problem in because some electronic equipment cannot be operated. We describe a process of deriving the root cause of defects by using vibration testing equipment to simulate the vibration conditions during aircraft flight, which result in defects. The results show that the cause of the defect is internal wiring damage caused by the vibration of the contactor of the AC power distribution device. Therefore, the shape of the contactor was improved to solve this problem. We also improved the test procedure by performing defect detection tests using vibration testing equipment to detect a faulty contactor. As a result of the improvements, a component certification test and flight test proved that the defect phenomena of the AC electrical master box were improved.
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