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도심용 eVTOL 항공기 전기추진시스템 기준 분석 및 안전성 확보 방안에 관한 연구
김주영,유민영,권혁록,길기남,공병호,나종화,Kim, Juyoung,Yoo, Minyoung,Gwon, Hyukrok,Gil, Ginam,Gong, Byeongho,Na, Jongwhoa 항공우주시스템공학회 2022 항공우주시스템공학회지 Vol.16 No.3
도심환경에서 저공해/저소음으로 운항이 요구되는 eVTOL 항공기는 왕복행정엔진이나 터빈엔진과 같은 전통적인 추진시스템이 아닌 대부분 배터리를 이용한 전기추진시스템을 동력원으로 사용한다. 이에 따라 전기추진시스템에 대한 인증제도 마련 및 전기추진시스템의 안전성 확보방안이 중요한 이슈가 되고있다. 미국의 경우 전기추진시스템을 인증하기 위해 FAR Part 33에 준하는 특수기술기준을 발행하였고 유럽의 경우 전기추진시스템의 인증을 위해 다양한 특별조건을 제정하였다. 따라서 국내에도 미국, 유럽에 맞춰가며 eVTOL 항공기 전기추진시스템 기술기준에 대한 대비가 필요하다. 본 논문에서는 특별조건 중 전기/하이브리드 추진 시스템의 기술기준인 SC E-19를 분석하였고 기존 항공기 안전성 평가 절차인 ARP 4761에 항공기 수준에서 적용 되어야하는 SC E-19 기술기준을 적용시킴으로써 항공기에 장착하는 전기추진시스템의 안전성 확보 방안을 제안하였다. 마지막으로 Ehang 184 전기추진시스템의 사례연구를 통해 제안한 전기추진시스템의 안전성 확보 방안이 항공기 수준에서 적용 가능함을 확인하였다.
김우비(Woobee Kim),권혁록(Hyukrok Gwon),김대원(Daewon Kim),이기웅(Kiwoong Lee),정윤식(Yunsik Jung),이현석 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.12
최근 전기 항공기들에 대한 개발이 이루어지고 있으며, 레저 용도의 멀티콥터 등은 쉽게 볼 수 있을 정도로 많은 보급이 이루어졌다. 전기 항공기의 주요 추진 동력원 인 모터와 프로펠러는 전력 cable 만 연결하면 장착이 용이하여 항공기 형상설계에 많은 자유도를 보장하고, 친환경과 저소음의 장점이 있어 향후 도심 혹은 근거리 이동을 위한 항공기의 새로운 추진 방식으로 많은 각광을 받고 있다. 전기모터는 주로 배터리를 통하여 전기 에너지를 공급받지만, 배터리의 낮은 에너지 밀도로 인하여 임무시간은 약 30 분 이내로 제한된다. 이러한 배터리의 낮은 밀도를 극복하기 위하여 항공용 내연기관 하이브리드 혹은 연료전지 하이브리드 에너지원 들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 직렬식 내연기관/배터리 하이브리드의 출력특성을 연구하고 그 특성에 따른 발전기 등의 출력 설계에 대해서 알아보고자 한다. Recently many developments are being made in electrical aircrafts and this can be readily seen in recreational multicopters. The motors and propellers that comprise the propulsion systems of electrical aircrafts are easily installed using electrical cables and offer more freedom in aircraft design while providing benefits such as less noise and less emission of air pollutants compared to its internal combustion engine (ICE) counterpart. These advantages allow electrical propulsion systems to be considered for on-demand aviation services in urban areas or between smaller airports and businesses in closer proximities. While the electrical motor is commonly powered from a battery source, the batteries’ low energy density only allows for flights under 30 minutes. ICE and fuel cell hybrids are being developed in order to compensate for this drawback. This paper explores the power output characteristics of a series electric/ICE hybrid system and the power output design considerations of the electrical generator.