회전익 항공기의 와이퍼 암 형상변경을 통한 비행 안전성 향상

국문 초록 (Abstract)

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.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

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.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 결함원인 및 개선방안
• 3. 개선 형상의 검증
• 4. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

1 Gerald L. Rogers, "Windshield wiper arm"

2 Y. J. Hyun, "Rotorcraft Wiper Arm Assembly Fatigue Strength Substantiation for Localization" The Korean Society For Aeronautical And Space Sciences 917-922, 2015

3 "MIL-A-8866, Military Specification, Airplane Strength and Rigidity Reliability Requirement, Repeated Load, Fatigue and Damage Tolerance"