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중심성 분석을 이용한 2018년 판보로 국제 에어쇼 참가업체 기술동향 분석
황재교(Jae Gyo Hwang),박재우(Jae Woo Park),고용신(Yong-Sin Ko),이창범(Changbum Lee),황재식(Jae Sik Hwang) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.8
본 연구에서는 전 세계 3대 에어쇼 중의 하나인 “FIA(Farnborough International Airshow, 판보로 국제 에어쇼)”의 참여기관/업체를 대상으로 네트워크 분석을 활용하여 항공우주분야 기술동향을 분석하였다. 판보로 국제 에어쇼는 전 세계 주요 항공관련 민간 및 방산 업체와 각국 정부 및 군 관계자가 참여하여 항공우주산업분야에 대한 최신 기술을 선보이는 중요한 행사로서, 2018 FIA에서는 총 112개 국가에서 1,500여 업체(기관)가 참여하였다. 본 연구에서는, 항공우주분야 기술관련 45개 국가, 1,108개 업체를 대상으로 223개의 기술 분류 카테고리를 통해 네트워크 분석 중 하나인 키워드 기반의 중심성 분석을 수행하였다. 분석결과, 전 세계적 우주항공 분야의 핵심기술은 "Machining"으로 조사되었다. 하지만 지역(국가) 별로 분류되는 핵심기술은 다소 다른 경향을 보여주고 있었는데, 유럽(EU)과 영국의 경우 “Machining", 아시아의 경우 ”Aircraft Components", 미국의 경우 “Engine Components/controls"가 식별되었다. 우리나라의 경우에는 관련 기관/업체 수의 부족으로 뚜렷한 중심 기술이 식별되지 않았다. 본 연구의 결과가 우주항공분야 기술기획 및 연구 방향성 제시를 위한 참고자료로서 활용 될 수 있으며, 또한 국내 관련 업체의 수출 진흥을 위한 국외 주요 기술 분야를 제시하는데 유용하게 활용되리라 기대한다. The purpose of this research was to introduce a network analysis method for analyzing technology trends in the aerospace industry at the Farnborough International Airshow (FIA), one of the world"s three major airshows. Civil and defense companies and government and military officials from 112 countries and 1,500 agencies convened at FIA 2018 to share and explore recent trends in the aerospace industry. We studied aerospace technologies from 45 countries, 1,108 exhibiters, and 223 technology categories via centrality analysis. The results from the network analysis showed that machining is the center of aerospace technology. However, there were quite different tendencies, depending on the region and country. The centers of aerospace technology are machining in Europe and the United Kingdom, aircraft components in Asia, and engine components/controls in the United States. In Korea, no one key technology was recognized, due to the country"s small attendance. We hope this research will be conducive to aerospace technology-and-research planning, and that it will be an appropriate tool to help domestic manufacturers boost their exports.
잠수함 추진전동기 인버터 스위칭 주파수 제어에 의한 소음저감에 따른 은닉성 확보
장호성,황재교,이강희,구재일,박영수 한국품질경영학회 2023 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2023 No.0
추진전동기는 함조종콘솔 등으로부터 속도명령을 받고 주축전지, 연료전지, 충전발전기 등 잠수함 전력공급 장치의 전력을 주배전반으로부터 공급받아 추진축계를 회전시키는 동력을 공급하는 역할을 한다. 인버터는 추진전동기를 구성하는 부체계이며, 전력용 트랜지스터 소자로 이루어지고 스위칭을 통해 전력을 변환하여 모터를 구동한다. 이때, 인버터 스위칭 주파수가 발생하게 되고, 해당 주파수가 협대역 영역에서 특정 주파수 소음형태로 식별되었다. 이에 잠수함 은닉성 확보를 위해 해당 주파수 대역의 제거가 필수적이며, 추진전동기 성능 및 함정 운용에 영향성이 없는 범위에서 스위칭 주파수 제어 방식 조정을 통한 협대역 영역에서의 소음저감 방안을 제시하였다. 최종적으로 LBTS(Land Based Test Site), 구조음 측정, 해상 소음측정을 통해 제시 방안의 타당성을 검증함으로써 잠수함 은닉성 확보에 기여하였다.
수중용 TAS윈치 모터 속도제어 성능 개선에 관한 연구
장호성,조규룡,최우석,황재교,이상용 한국품질경영학회 2019 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2019 No.-
TAS(Towed Array Sonar)윈치는 선배열예인센서/예인케이블/꼬리로프 저장, 전개, 저장 및 절단기능을 수행하며, 함내 통합전투체계와 연동되어 제어가 가능한 시스템이다. 수중용 TAS윈치 작동 중 간헐적으로 TAS 조출/회수 멈춤 현상이 발생하였으며, 원인분석 결과 윈치모터 속도제어 성능개선이 필요한 것으로 확인되었다. 정류각(C/A)은 윈치모터 속도제어 안정화와 직접적인 관련이 있는 요소이며, 정류각(C/A) 변동폭 최소화를 위해 윈치모터 내 Rotor/Stator, 리졸버 고정상태, 리졸버 Rotor/Stator 고정성 향상방안을 적용하였다. 적용 후 성능확인 결과 수중용 TAS윈치 모터 속도제어 성능이 향상되어 간헐적 TAS 조출/회수 멈춤 현상이 제거된 것을 확인하였다.
품질 Data 기반 수중함 탑재장비 위험식별 및 평가 방안
장호성,백용관,서대수,황재교,정현섭,이형신 한국품질경영학회 2019 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2019 No.-
수중함과 같은 복합무기체계에는 다양한 탑재장비가 적용되어 품질 Data의 양이 방대하다. 또한 품질 Data가 여러 기관 및 부서에 산재되어 있어 활용도가 매우 낮아 정부품질보증활동 수행을 위한 위험식별 및 평가 방안 수립 시 과거 유사 실적함정의 결과를 관행적으로 적용하여 객관적이지 못한 문제점이 존재하고 있다. 본 연구는 수중함 탑재장비의 객관적인 품질 Data를 기반으로 하여 표준 위험도를 정립하고, 표준 위험도에 따른 효율적 품질관리 방안을 제시하고자 한다. 최근 군수품 품질관리 패러다임이 양산 및 운영유지 단계에서 연구개발 및 최초 양산단계에서의 품질 선행관리 등 예방적 성격으로 변화함에 따라 단순 제품검사를 줄이고 개발단계 및 품질 선행관리에 집중이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존 수중함 건조 품질 Data를 기반으로 위험의 발생 가능성 및 위험의 영향도를 평가하여 ‘위험등급 평가 메트릭스’에 따라 고, 중, 저위험으로 분류함으로써 수중함 탑재장비에 대한 위험식별 및 평가 방안 가이드를 제시하였다. 현재 국내 기술로 개발 및 건조 중인 장보고-III Batch-I 건조사양서 SWBS 기준으로 기본/선각분야, 의장분야, 기장분야, 전기분야, 통신전자분야, 무장분야에 대해 총 180종의 위험도 대상 품목을 선정하였다. 위험의 발생 가능성은 수집된 품질 Data를 기반으로 국방기술품질원 품질정보서비스 체크리스트 기준을 통해 산출하였으며, 위험의 영향도는 ILS 개발등급, 결함 조치기간 등을 고려하여 산출하였다. 본 연구를 통해 정부품질보증활동에 대한 객관성 및 신뢰도가 향상될 것으로 기대되며, 표준 위험도에 따라 차등적으로 품질보증활동을 수행함으로써 업무의 효율성 역시 향상될 것으로 기대된다.
수중용 TAS윈치 전개/회수 성능 안정화 방안에 관한 연구
장호성(Ho-Seong Chang),조규룡(Kyu-Lyong Cho),황재교(Jae-Gyo Hwang),이상용(Sang-Yong Lee),김용태(Yong-Tae Kim) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.6
본 논문은 수중용 TAS윈치 전개/회수 성능 안정화 방안에 대한 내용을 서술하고 있다. TAS윈치는 함미에 장착되어 자함과 이격되어 운용되는 센서, 예인케이블 및 꼬리로프의 전개/회수 기능을 수행하고, TAS에 대한 전원공급 경로, 수중환경 정보 및 수신된 음향신호 송/수신을 위한 데이터 전송 경로 제공 역할을 수행한다. TAS윈치 시험평가 과정에서 간헐적으로 TAS 전개 중 멈춤현상 및 회전속도 변동현상이 식별되었다. TAS 전개/회수에 필요한 토크를 제공하는 구성요소인 윈치모터에 대한 고장분석 결과, 구성품 중 회전자의 정렬 틀어짐으로 인한 편심현상에 따른 자기장 왜곡이 발생한 것을 확인하였다. 자기장 왜곡 발생 방지를 위해 윈치모터 회전자 및 슬립링 등 윈치모터 구성품의 고정성 향상 방안을 제안하였다. 제안된 방안에 대한 신뢰성 확보를 위해 LBTS 환경에서 TAS윈치 운용환경을 모사하여 TAS윈치 전개/회수 성능을 검증하였다. 최종적으로 TAS윈치 전개/회수 성능 뿐만 아니라 해상에서 TAS윈치를 운용할 경우 요구되는 함 속력 및 타각별 TAS 지속 운용능력과 같은 여러 가지 항목에 대한 해상 시험평가를 수행함으로써 설계 요구조건 만족 및 제안 방안에 대한 타당성을 검증하였다. This paper describes the stabilization of underwater TAS winch system Deploy/Recover operation performance. TAS winch installed on the stern of submarine performs to deploy/recover sensor, towing cable and rope tail which is deployed from the stern and separated from submarine itself. Also TAS winch provides transmission path of power to the sensor and data transmitting/receiving path which data are acquired from underwater environment like sound, depth and temperature. At the step of TAS winch evaluation test, sporadic standstill and rotating speed oscillation phenomenon were occurred. Winch motor provides the available torque to deploy/recover TAS and root cause analysis to the winch motor was done to find exact reason to sporadic malfunction. When winch motor was disassembled, eccentricity of rotor, slip-ring and the other composition part for winch motor were found. These might cause magnetic field distortion. To make TAS winch system more stable and block magnetic field distortion, this paper suggests methods to enhance fixing status installed in winch motor. For reliable data acquisition for TAS winch operation, the deploy/recover function of the improved type of TAS winch was verified in LBTS making similar condition with sea status. At the end of stage, improved type of TAS winch was tested on some functions not only deploy/recover function, but sustainability of TAS operation on specific velocity, steering angle of submarine in the sea trial. Improved type of TAS winch was verified in accordance with design requirement. Also, validity of suggested methods were verified by the sea trial.