본 논문은 항공기 제동장치의 마찰 및 마모특성을 파악하기 위해 Mooney 사의 M-20J 항공기 제동장치에 대해 Pin-On-Disk 실험과 경도시험을 하였고, 항공기 타이어에 대해 문헌을 통해서 이론적인 마찰과 마모 특성을 고찰하였다. 또한 한국항공대학교에서 교육용으로 사용해 온 M-20J 기종에 대해 약 5 년간의 정비 기록을 분석하여 제동장치 및 타이어에 대해 신뢰도를 예측하였다. Pin-On-Disk 실험은 실제 활주속도에 근거한 회전수 227RPM 과 455RPM 으로 브레이크 디스크를 회전시키고, 원추형태로 가공한 브레이크 ...
본 논문은 항공기 제동장치의 마찰 및 마모특성을 파악하기 위해 Mooney 사의 M-20J 항공기 제동장치에 대해 Pin-On-Disk 실험과 경도시험을 하였고, 항공기 타이어에 대해 문헌을 통해서 이론적인 마찰과 마모 특성을 고찰하였다. 또한 한국항공대학교에서 교육용으로 사용해 온 M-20J 기종에 대해 약 5 년간의 정비 기록을 분석하여 제동장치 및 타이어에 대해 신뢰도를 예측하였다. Pin-On-Disk 실험은 실제 활주속도에 근거한 회전수 227RPM 과 455RPM 으로 브레이크 디스크를 회전시키고, 원추형태로 가공한 브레이크 라이닝에 대해 0.5kg_(f) (4.9N)의 하중을 부여한 상태에서 서로 접촉시켜 마찰계수와 마모량을 산출하였다. 마찰계수의 시간에 따른 변화를 보기위해 그래프로 결과를 표시하였고, 이들의 평균 마찰계수는 0.35 로 측정되었다. 비커스(Vickers) 경도계를 이용하여 경도값을 측정한 결과 디스크의 경도는 299Hv 이고 라이닝의 경도는 96Hv 로 디스크의 경도가 라이닝의 경도보다 약 3 배 정도 높게 나타났다. Pin-On-Disk 실험에서 측정한 마모량, 접촉거리와 경도값을 Archard의 마모식에 대입하여 브레이크 디스크에 대한 라이닝재의 마모계수를 측정한 결과 평균 마모계수는 1.88x10^(-4) 로 측정되었다. 신뢰도 예측은 정비 기록을 분석해서 브레이크 디스크, 라이닝과 타이어의 마모에 의한 교체시기를 마모고장(Wear-out Failure)으로 간주하고, 교체시기를 각각 비행시간과 착륙횟수를 근거로 하여 Weibull 확률밀도함수에 적용시켜 신뢰도 예측함수를 구하고, 이들 함수를 통해 시스템의 신뢰도를 예측하여 그래프로 나타내었다. 50%의 신뢰도 예측에서 비행시간을 기준으로 한 신뢰도는 브레이크 디스크(Disc), 라이닝(Lining)과 타이어(Tire)는 각각 730, 300, 420 시간으로 예측되었고, 착륙횟수를 기준으로한 신뢰도는 각각 4000, 1400, 2150 회로 예측되었다. 실험과 신뢰도 예측간의 마모계수를 산출하여 비교한 결과 실험값이 신뢰도 예측을 통해 산출한 값보다 더 높게 나타났고, 실시간의 비행 및 정비 데이터를 확보하고 서로 보완하면 더 정확한 마모특성을 파악할 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 논문은 항공기 제동장치의 마찰 및 마모특성을 파악하기 위해 Mooney 사의 M-20J 항공기 제동장치에 대해 Pin-On-Disk 실험과 경도시험을 하였고, 항공기 타이어에 대해 문헌을 통해서 이론적인 마찰과 마모 특성을 고찰하였다. 또한 한국항공대학교에서 교육용으로 사용해 온 M-20J 기종에 대해 약 5 년간의 정비 기록을 분석하여 제동장치 및 타이어에 대해 신뢰도를 예측하였다. Pin-On-Disk 실험은 실제 활주속도에 근거한 회전수 227RPM 과 455RPM 으로 브레이크 디스크를 회전시키고, 원추형태로 가공한 브레이크 라이닝에 대해 0.5kg_(f) (4.9N)의 하중을 부여한 상태에서 서로 접촉시켜 마찰계수와 마모량을 산출하였다. 마찰계수의 시간에 따른 변화를 보기위해 그래프로 결과를 표시하였고, 이들의 평균 마찰계수는 0.35 로 측정되었다. 비커스(Vickers) 경도계를 이용하여 경도값을 측정한 결과 디스크의 경도는 299Hv 이고 라이닝의 경도는 96Hv 로 디스크의 경도가 라이닝의 경도보다 약 3 배 정도 높게 나타났다. Pin-On-Disk 실험에서 측정한 마모량, 접촉거리와 경도값을 Archard의 마모식에 대입하여 브레이크 디스크에 대한 라이닝재의 마모계수를 측정한 결과 평균 마모계수는 1.88x10^(-4) 로 측정되었다. 신뢰도 예측은 정비 기록을 분석해서 브레이크 디스크, 라이닝과 타이어의 마모에 의한 교체시기를 마모고장(Wear-out Failure)으로 간주하고, 교체시기를 각각 비행시간과 착륙횟수를 근거로 하여 Weibull 확률밀도함수에 적용시켜 신뢰도 예측함수를 구하고, 이들 함수를 통해 시스템의 신뢰도를 예측하여 그래프로 나타내었다. 50%의 신뢰도 예측에서 비행시간을 기준으로 한 신뢰도는 브레이크 디스크(Disc), 라이닝(Lining)과 타이어(Tire)는 각각 730, 300, 420 시간으로 예측되었고, 착륙횟수를 기준으로한 신뢰도는 각각 4000, 1400, 2150 회로 예측되었다. 실험과 신뢰도 예측간의 마모계수를 산출하여 비교한 결과 실험값이 신뢰도 예측을 통해 산출한 값보다 더 높게 나타났고, 실시간의 비행 및 정비 데이터를 확보하고 서로 보완하면 더 정확한 마모특성을 파악할 수 있음을 확인할 수 있었다.
This research discusses the pin-on-disk test and the hardness test against the M-20J aircraft braking system to find out the actual friction and wear characteristics, and the investigation on aircraft tires to establish the theoretical friction and wear characteristics. It is also intended to analyz...
This research discusses the pin-on-disk test and the hardness test against the M-20J aircraft braking system to find out the actual friction and wear characteristics, and the investigation on aircraft tires to establish the theoretical friction and wear characteristics. It is also intended to analyze a 5-year term maintenance record of an M-20J aircraft used for flight training at Hankook Aviation University, and to determine the reliability of the brake system and the tires of an M-20J aircraft. The pin-on-disk test was used to measure the friction between the disk and the liner. 227RPM and 455RPM was selected for the test based on an actual taxing speed. A load of 0.5kg_(f) (4.9N) was applied against the brake lining specimen. Test times were set to 5 hours and 3 hours. To observe the change of friction coefficient with respect to time, the test result was depicted by graphs which shows the variation in the friction force with time. The mean friction coefficient measured was 0.35 The hardness of the brake disk measured by the Vickers hardness tester was 299 Hv and the hardness of the brake lining was 96 Hv. The hardness value of the disk appeared to be about 3 times higher than that of the lining. The worn volume was measured from the pin-on-disk test. Using the sliding distance, hardness value and the Archard’ s wear equation, the mean wear coefficient of the lining sliding against the brake disk was found to be about 1.88x10^(-4). Reliability estimation analysis was performed using the maintenance record. The result of 50% reliability of the brake disk, lining and tire based on the flight time were predicted at 730, 300, 420 hours with the number of landings 4000, 1400, 2150 times, respectively. The result based on the comparison of the wear coefficient between the test and reliability estimation, the test value was found to be higher than the reliability estimation. If more accurate flight and maintenance data are available, a more precise wear characteristics can be established.
This research discusses the pin-on-disk test and the hardness test against the M-20J aircraft braking system to find out the actual friction and wear characteristics, and the investigation on aircraft tires to establish the theoretical friction and wear characteristics. It is also intended to analyze a 5-year term maintenance record of an M-20J aircraft used for flight training at Hankook Aviation University, and to determine the reliability of the brake system and the tires of an M-20J aircraft. The pin-on-disk test was used to measure the friction between the disk and the liner. 227RPM and 455RPM was selected for the test based on an actual taxing speed. A load of 0.5kg_(f) (4.9N) was applied against the brake lining specimen. Test times were set to 5 hours and 3 hours. To observe the change of friction coefficient with respect to time, the test result was depicted by graphs which shows the variation in the friction force with time. The mean friction coefficient measured was 0.35 The hardness of the brake disk measured by the Vickers hardness tester was 299 Hv and the hardness of the brake lining was 96 Hv. The hardness value of the disk appeared to be about 3 times higher than that of the lining. The worn volume was measured from the pin-on-disk test. Using the sliding distance, hardness value and the Archard’ s wear equation, the mean wear coefficient of the lining sliding against the brake disk was found to be about 1.88x10^(-4). Reliability estimation analysis was performed using the maintenance record. The result of 50% reliability of the brake disk, lining and tire based on the flight time were predicted at 730, 300, 420 hours with the number of landings 4000, 1400, 2150 times, respectively. The result based on the comparison of the wear coefficient between the test and reliability estimation, the test value was found to be higher than the reliability estimation. If more accurate flight and maintenance data are available, a more precise wear characteristics can be established.
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