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회전익 항공기의 와이퍼 암 형상변경을 통한 비행 안전성 향상
김대한(Dae-Han Kim),이윤우(Yoon-Woo Lee),안정민(Jeong-Min An),박재호(Jae-Ho Park) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.6
본 논문은 회전익 항공기의 와이퍼 시스템의 설계 개선에 관한 연구이다. 국내 회전익 항공기의 우천환경 운용 시, 와이퍼 닦임 성능 저하 및 떨림 현상이 발생하였다. 와이퍼 시스템은 크게 와이퍼 암 조립체, 전동기, 와이퍼 변환기 조립체, 플랙스 드라이브로 구성되며, 와이퍼 시스템에 문제가 발생하면 우천환경의 작전에 제한사항이 발생하여 작전능력이 감소한다. 이러한 와이퍼 시스템의 문제를 야기한 원인은 크게 2가지로 검토되었으며, 첫번째 사유는 항공기 기동조건에서 와이퍼암에 작용하는 부상력 때문이며, 두번째는 구성품들의 과다한 유격 때문이다. 이 2가지 문제를 개선하기 위해서 본 연구가 수행되었으며, 4가지의 와이퍼 구성품 중 와이퍼 암을 개선하였다. 개선 내용으로는 와이퍼 암의 누름압(스프링 장력) 증가, 기어 공차 개선, 재질 및 형상 변경이 수행되었다. 개선형상의 검증은 구성품 단위 내구성 시험, 항공기 지상 시험, 비행 시험이 수행되었으며, 설계 개선된 와이퍼 암을 장착하였을 시 닦임 성능 및 유격문제가 해소된 것을 확인 할 수 있었다. 닦임성능은 육안으로 확인하였으며, 유격문제는 와이퍼 작동거리를 측정하여 확인하였다. 현재 국내 회전익 항공기는 개선 형상을 적용하여 문제없이 운용하고 있으며, 이러한 설계 개선 과정은 향후 회전익 항공기 개발 시 유용한 참고자료가 될 것이다. This paper examines the design for improving the wiper system of rotorcraft. During rotorcraft operation, the wiping performance and excessive clearance can decrease. The wiper system consists of a wiper arm assembly, motor, convertor and flex drive. If there is a problem with the wiper system, the operation ability decreases because the operation is restricted in a rainy environment. There are two main causes of the problem of the wiper system: the lifting forces acting on the wiper arm in aircraft flight and the excessive gap of the components. To remedy these two problems, the wiper arm was improved. The improvements included increased contact pressure on the wiper arm (spring tension), improved gear clearance, and material and shape changes. Durability test, aircraft ground test and flight test were carried out to verify the improved shape, and it was confirmed that the wiping performance and clearance problems were solved. Currently, the rotorcraft is operated without problem by applying the improved shape, and this design improvement process will be a useful reference for future rotorcraft development.
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실험계획법을 이용한 차량 Wiper Arm Head 의 형상 최적화
최윤정(Yunjeong Choi),안지연(Jiyoun An),김백용(Baekyong Kim) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11
The role of arm head is to connect module assembly and arm assembly in automobile's wiper system. It has to meet the design standard of the fracture torque when assembling arm head, pivot shaft and nut. In order to satisfy the fracture torque of arm head to identify primary factor which is effected fracture torque by contact with the nut and shaft and to optimize by using design of experiment (DOE). In this study determine the five arm head which had a similar form of wiper system and the primary factor that has effect on the fracture torque set up 4 factor 2 level of table of orthogonal arrays at this time, fracture torque defined the objective function. Calculated results made a main effect graph and interaction graph in Minitab. And the shape optimization of the arm head is satisfied fracture strength of design standard.
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국산화를 위한 회전익 항공기 와이퍼 암 조립체 피로강도 입증
현영진,김상훈,이성운,황유상,문연호,홍기영 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11
항공기에 사용되는 부품은 주구조물 (PSE: Principle Structure Elements) 과 반복하중을 받는 일부 외부 장착물에 대해서도 관련 규격에 따라 매우 가혹하고, 엄격한 피로강도 입증절차를 거쳐 개발된다. 회전익항공기 윈드쉴드에 전면부에 장착된 와이퍼 조립체는 우천 시 또는 악천후 조건에서 시계확보를 위한 주요 품목으로 파손이 될 경우 엔진 흡입구로 빨려 들어가 운항 중인 헬기에 심각한 영향을 줄 수 있기 때문에 비행안전부품(FSP: Flight Safety Part) 입증절차와 동등한 수준의 요구도로 개발된다. 본 연구에서는 우천 또는 악천후시 필수 외부장착물인 윈드쉴드 와이퍼 암 조립체의 국산화 개발과정에서 수행된 해석적 평가 내용 및 피로 강도시험 결과에 대하여 기술하였다. The PSE of aircraft and some external components affected by cyclic load are conservatively developed according to the associated regulations. In case of the wiper assembly attached on the windshield front surface, as it is regarded as one of the important part for flight safety to overcome poor weather condition like the rainy or any other bad vision condition and it could cause a serious consequence of helicopter when it is broken and then it"s particles are sucked in the engine inlet, it should be developed to satisfy the equivalent requirement of FSP. It is described in this study that the analytical fatigue evaluations and durability test results and comparisons of windshield wiper ass"y for localizing which is necessary external component under rainy or any other bad vision condition.
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공낙경(Nakkyoung Kong),김현섭(Hyunseup Kim),이복철(Bockcheol Lee),오영섭(Youngseup Oh),이영진(Youngjin Lee) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2012 No.11
Nowadays the most importance thing of wiper system is optimizing performance. Therefore most of car makers make effort to build up their performance of wiper system. As for this paper, wiper system with a variable crank improves performace about 50% rates in severe condition such as lots of snow, low temperature. To proof this, this paper is attached some results which are the snow durability test result and critical durability test result and so forth.
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