ALQ-X ECM 포드 비행 적합성 인증

전승문(Seung-Moon Jun),임재문(Jae-Moon Lim) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.4

ALQ-X ECM 포드를 KF-16D와 RF-4C 항공기에 장착하기 위한 비행적합성 인증을 수행하였다. MIL-HDBK-1763에 부합하는 외부장착 스토어 인증 절차를 계획한 후 유사성 분석, 기존 스토어 질량 및 관성모멘트 분석, 구조해석 및 시험, 지상진동시험 및 플러터해석을 수행하여 비행시험 수행에 대한 안전성을 확인하였다. ALQ-X 장착 형상을 대표하는 비행 형상으로 MIL-HDBK-1763 Test 250 비행시험을 하였다. ALQ-X 장착 전, 후의 비 행 특성 차이를 분석하여 조종성을 평가 하고 구조건전성과 내구성은 계측데이터를 함께 분석하여 ALQ-X가 KF-16D 및 RF-4C와 적합성이 있음을 확인하였다. 그 결과로서 ALQ-X를 기존에 인증된 ALQ-88 및 ALQ-119와 동일하게 운용할 수 있음을 인증하였다. ALQ-X 비행인증 결과로서 도입 전투기에 대한 TYPE Ⅲ 비행적합성 인증, 시험데이터를 사용한 플러터 해석 프로그램을 개발, MIL-STD-1553B 데이터버스를 사용한 비행시험 데이터를 획득할 수 있는 기법과 같은 기술적 성과를 거두었다. 본 비행인증 결과는 향후 국내에서 수행할 Type Ⅲ 형식의 외부장착 스토어 비행인증의 모델케이스가 될 것으로 기대한다. Flight compatibility certification is performed to substantiate the compatibility between ALQ-X ECM pod and KF-16D/RF-4C aircraft. A certification plan for the ALQ-X flight compatibility is established. Similarity analysis, mass/inertia analysis, structural analysis/ test, and ground vibration test/ flutter analysis are made to support the safety of MIL-HDBK-1763 Test 250 (Captive compatibility flight profile). Aircraft flew along flight envelope boundary with representative ALQ-X configurations. Handling qualities are evaluated by comparing flight characteristics of the aircraft with and without ALQ-X. Structural integrity and endurance is evaluated using measured flight test data. Results of these flight tests showed that ALQ-X is compatible with KF-16D/RF-4C without altering the flight envelope which has originally been certified for ALQ-88 and ALQ-119 ECM pods. ALQ-X certification program made following technical achievements: Type Ⅲ certification for foreign designed fighter, flutter analysis program development using GVT results, and utilization of MIL-STD-1553B data bus in flight test.

날개끝 스토어 형상 항공기 복합재 날개 구조의 MDO 연구

전승문(Seung-Moon Jun),이명건(Myoung-Keon Lee),이재화(Jae-Hwa Lee) 한국항공우주학회 2004 韓國航空宇宙學會誌 Vol.32 No.2

본 논문에서는 날개끝 스토어가 장착된 항공기 복합재 날개구조에 대한 다분야 통합 최적화 설계를 수행하였다. 스토어 위치, 중량 및 공력효과 등을 고려하여 복합재 날개구조 설계 과정에서 중요한 고려인자가 무엇인지 파악하고자 하였다. 정적강도, 제작한계 및 플러터 속도를 구속조건으로 하여 ICW 날개 모델을 최적화 하였다. 각 요소의 두께와 단면적을 설계 변수로 사용하였다. 최적화 설계 도구로서 MSC/NASTRAN을 사용하였다. 실용적인 설계 관점에서 복합재 적층 파손식 적용을 검토 하였다. 날개끝 스토어의 공기력 효과가 ICW 날개 모델의 공탄성 불안정 특성에 큰 영향을 주었다. 최적화된 구조의 공탄성 불안정성이 날개끝 스토어가 날개 시위방향으로 움직임에 따라 아주 민감하게 변화하였다. 이러한 결과로 볼 때 날개끝 스토어 모델의 정밀도가 설계 과정에서 아주 중요한 인자임을 알 수 있었다. This paper presents MDO(Multidisciplinary Design Optimization) study results for aircraft composite wing structure with tip store. The objective is to identify key design parameters in the composite wing structure design process. The store location and the effect of the store aerodynamics and mass are the variables included. The ICW(Intermediate Complexity Wing) wing box model is optimized with constraints on the static strength, manufacturing limit and flutter speed. The thicknesses and the cross-sectional areas of the structural elements are the design variables in the optimization. The MSC/NASTRAN is the primary tool used in this study. Failure criteria of composite laminate are examined regarding the practical design. The aerodynamics of the tip store significantly affects the aeroelastic instability of ICW model. The aeroelastic instability of the optimized structure is very sensitive to the tip store movement along the tip chord. The present results indicate that the selection of tip store model fidelity is very important during the design process.

특집(特輯)/연구실 소개 : 국방과학연구소 항공구조 연구실

전승문 ( Seung Moon Jun ) 한국복합재료학회 2009 Composites research Vol.22 No.3

항공기 날개 연료탱크의 수압램 전투손상 해석연구

김종헌(Jong-Heon Kim),전승문(Seung-Moon Jun) 한국항공우주학회 2006 韓國航空宇宙學會誌 Vol.34 No.4

항공기의 주요 발사체 전투손상 중 하나이며 기체 생존성 설계에 중요한 영향을 미치는 수압램을 연구하였다. 수압램의 기본 개념과 물리적 원리, 연구사례를 조사하였다. 간단한 형상의 연료탱크 및 전투기 날개모델(ICW, Intermediate Complexity Wing)에 대해 발사체 관통 및 내부폭발 해석을 수행하였다. 구조-유체 간에 파손이 고려된 General 커플링과 커플링 면간의 상호작용을 정의하여, 구조의 파열과 유체의 터짐을 해석상에서 구현하였다. 유체 압력, 탱크 응력과 변형 등의 해석결과를 보였으며, 연구결과를 토대로 향후 가능성을 제시하였다. Hydrodynamic ram of aircraft fuel tanks is one of main ballistic battle damages of an aircraft and has great importance to airframe survivability design. Basic concept, physics and research history of hydrodynamic ram are investigated. The penetration and internal detonation of a simple fuel tank and ICW(Intermediate Complexity Wing) are analyzed by computational method. Structural rupture and fluid burst are analytically realized using general coupling and coupling surface interaction. The results such as fluid pressure, tank stress and displacement are shown and future research chances are suggested based on the study.

시험 모달 데이터를 이용한 F-16 항공기의 플러터 해석

변관화(Kwan-Hwa Byun),전승문(Seung-moon Jun) 한국항공우주학회 2006 韓國航空宇宙學會誌 Vol.34 No.4

새로이 개발된 ALQ-X ECM 포드를 장착한 KF-16D 항공기의 플러터 해석을 수행하였다. 해석에 필요한 기체 고유진동모드 데이터를 지상진동시험 결과로써 직접 사용하는 방법을 제시하고 기폰 자료를 이용하여 타당성을 확인하였다. 랜딩기어로 지지된 KF-16D 항공기에 대한 지상진동시험 결과를 비행 상태의 모달 데이터로 변환하였다. KF-16D 항공기에 ALQ-X를 장착한 형상과 기존의 ALQ-119 장착 형상에 대한 플러터 속도를 비교함으로써 새로이 개발된 ECM 포드를 기존의 ECM 포드와 동일한 비행영역에서 사용이 가능함을 입증하였다. Flutter analyses are performed for the KF-16D aircraft with brand new ALQ-X ECM pod. A flutter analysis method using test modal data is proposed and validated using published F-16 modal data and flutter analysis results. Ground vibration test is performed for KF-16D stands on its landing gears. Attained modal data are transformed to free-free condition of KF-16D aircraft with ALQ-X pod and ALQ-1l9 pod, respectively. As the results of comparison of flutter analyses, ALQ-X is cleared to be operated in the flight envelope authorized for existing ECM pods.

전산유체/전산구조 연계 방법을 사용한 항공기 날개의 정적 공탄성 해석

최동수(Dongsoo Choi),전상욱(Sangook Jun),김병곤(Byung-Kon Kim),박수현(Soohyun Park),조맹효(Maenghyo Cho),이동호(Dong-Ho Lee),이경태(Kyung-Tae Lee),전승문(Seung-Moon Jun) 한국항공우주학회 2007 韓國航空宇宙學會誌 Vol.35 No.4

전산유체와 전산구조 연계 방법을 사용하여 하부에 외부 장착물이 부착된 초음속 비행체의 날개에 대한 정적 공탄성 해석을 수행하였다. 전산유체와 전산구조의 연계를 위하여 두 개의 사상 알고리즘, 즉 압력 사상 알고리즘과 변위 사상 알고리즘이 사용되었다. 공력해석은 날개주위의 유동장을 구하기 위하여 비정렬 3차원 오일러 방정식을 이용하였고 구조변위를 구하기 위하여 유한요소해석 프로그램을 사용하였다. 연계 절차는 특정 수렴조건을 만족할 때까지 반복 수행되며, 전형적인 초음속 비행체 날개에 대한 정적 공탄성 해석을 수행하여 수렴된 날개 형상을 얻었다. A static aeroelastic analysis for supersonic aircraft wing equipped with external store under the wing lower surface is performed using computational fluid dynamics (CFO) and computational structural technology(CST) coupling methodology. Two mapping algorithms, which are the pressure mapping algorithm and the displacement mapping algorithm, are used for CFD/CST coupling. A three-dimensional unstructured Euler code and finite element analysis program are used to calculate the flow properties and the structural displacements, respectively. The coupling procedure is repeated in an iterative manner until a specified convergence criterion is satisfied. Static aeroelastic analysis for a typical supersonic flight wing is performed and final converged wing configuration is obtained after several iterations.

외부장착 계측포드를 사용한 비행적합성 자료 분석기법 연구

김종헌(Jong-Heon Kim),전우철(Oo-Chul Jun),전승문(Seung-Moon Jun) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.8

외부장착 계측포드를 사용한 비행 적합성 시험 결과의 분석 기법을 연구하였다. 자체적으로 개발한 계측포드로부터 획득한 센서 원시자료와 MIL-STD-1553B 원시자료를 각각 별 도의 방법으로 분석하였으며, 센서 자료의 보정, 동조 및 동기화를 통해 서로 다른 형태의 두 자료를 동시에 분석할 수 있도록 하였다. 분석 자료의 타당성 평가 결과, 자료가 항공기의 거동을 잘 구현하고 있었으며 실제 비행에서 수행한 자료값과 잘 일치하였다. Analysis technique of flight compatibility test results using instrumented pod for external store is studied. Raw data of sensors and MIL-STD-1553B acquired from instrumented pod are analyzed separately. Besides, tuning and synchronization of sensor data enable the analysis of those two type of data simultaneously. Evaluation of analysis result shows that the analyzed data represent maneuvers of the aircraft successfully and agree the values of the real flight tests.

훈련지원기 구조 개발

한영명(Young-Myong Han),유홍주(Hong-Joo Yoo),전승문(Seung-Moon Jun),황철호(Chul-Ho Hwang),이재화(Jae-Hwa Lee) 한국항공우주학회 1996 韓國航空宇宙學會誌 Vol.24 No.3

통신 항법용 다중대역 안테나 내장 스킨구조의 지상시험평가

김민성(Min-Sung Kim),박찬익(Chan-Yik Park),조창민(Chang-Min Cho),전승문(Seung-Moon Jun) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.11

본 논문에서는 전투기 주구조물에 적용할 수 있는 안테나 내장 스킨구조(CLAS)의 새로운 시험평가 절차를 제시하였다. 대수 주기 패치형 안테나를 통신항법용 다중대역 안테나로 설계하였다. 탄소/유리 섬유 강화 적층 복합재(CFRP/GFRP)를 공력하중을 지지하기 위한 구조로 사용하고 안테나 성능 향상을 위해 하니컴 층을 적층하였다. 여러 재질로 구성된 다층구조의 안테나 내장 스킨구조를 고온의 오븐에서 경화하였다. 내장된 안테나의 이득, 전압 정재파비, 방사패턴을 0.15㎓∼2㎓ 주파수 범위에서 무반향 챔버시설을 이용하여 측정하였다. 안테나 내장 스킨구조의 구조강도를 평가하기 위하여 인장, 전단, 피로, 충격 하중을 부가하는 구조시험을 수행하였다. 각각의 구조시험 후에 안테나 성능시험을 수행하여 초기 값과 비교하므로써 구조시험이 안테나에 미치는 영향을 확인하였다. 새로 개발한 안테나 내장 스킨구조 시험평가 절차를 통신항법용 CLAS에 적용하여 설계개선이 필요한 점을 발견하였다. This paper suggests a test and evaluation procedure of conformal load-bearing antenna structure(CLAS) for high speed military jet application. A log periodic patch type antenna was designed for multi-band communication and navigation antenna. Carbon/Glass fiber reinforced polymer was used as a structure supporting aerodynamic loads and honeycomb layer was used to improve antenna performance. Multi-layers were stacked and cured in a hot temperature oven. Gain, VSWR and polarization pattern of CLAS were measured using anechoic chamber within 0.15~2.0 ㎓ frequency range. Tension, shear, fatigue and impact load test were performed to evaluate structural strength of CLAS. Antenna performance test after every structural strength test was conducted to check the effect of structural test to antenna performance. After the application of new test and evaluation procedure to validate a new CLAS, a design improvement was found.

자동화된 공력ㆍ구조 연계 시스템을 이용한 소형항공기 날개 샌드위치구조 최적설계

박찬우(Chan Woo Park),추재명(Jae Myeong Chu),설창원(Chang Won Shul),전승문(Seung Moon Jun) Korean Society for Precision Engineering 2013 한국정밀공학회지 Vol.30 No.10