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신 개념 이온 비행체의 설계 연구
Design Study of Ionic Flyers 원문보기

로봇학회논문지 = The journal of Korea Robotics Society, v.3 no.1, 2008년, pp.52 - 57  

이지홍 (충남대학교 메카트로닉스) ,  주상현 (충남대학교 메카트로닉스) ,  김대현 (충남대학교 메카트로닉스)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A completely new flying machine is developed and the details for practical implementation is suggested. The proposed machine contains no moving parts so that it can be operated in noiseless manner. This paper presents some operational principles of the flying machine as well as the overall process o...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 먼저 이온비행체의 부상원리에 관련된 이론을 소개하고, 기본적인 형태의 이온비행체를 제작한 결과를 보여주며, 참고문헌[1]의 실험식과 제시된 실험곡선을 이용하여 복합기동이 가능한 이온 비행체의 설계결과를 제시하였으며 향후 발전 방향에 대해 기술하였다.
  • 본 논문에서는 양력을 발생시키기 위한 기계적 구동부가 없어 소음을 발생시키지 않으며, 이온입자의 모멘템 변화로부터 양력을 얻는 새로운 형태의 이온 비행체(ionic flyer)에 대해 소개한다. 이러한 비행체는 세계적으로 매니아 그룹에서 기본적인 형태로 시도되고 있으나[2,3] 국내에서는 거의 소개가 되어있지 않았으며[4] 공학적인 해석에 의한 설계 제시는 전무한 상황이다.
  • 본 연구에서는 새로운 개념의 무소음 이온 비행체를 소개하였으며, 단위 이온 비행체를 제작하여 시험하여 그 부양원리를 확인하였다. 또한 최근 연구된 참고문헌 [1]의 연구결과를 이용하여 2가지 경우의 복합된 형태의 이온 비행 시스템을 설계하였으며, 소모전력 및 필요전압 등을 분석하였다.
  • 본 절에서는 이온 비행체의 기본형(단위 삼각형)을 제작하고 그 제작 시의 주의사항을 기술하였으며 시험 결과를 검토하였다.
  • 이 이론은 1950년대에 Biefield 박사와 Brown 박사에 의해 제안되었으며, 일종의 반 중력 효과라고도 하나 기존의 고전적인 물리이론으로는 설명되지 않는다. 이 이론에서는 강한 불평형(uneven) 전기장이 중력장을 유도하며, 유도된 중력장은 지구의 중력장과 상호작용하여 커질 수도 줄어들 수도 있다고 설명하며, 유도된 중력장이 점차 증가하여 지구의 중력장보다 커지게 되면 비행체가 부양하게 된다는 이론이다.

가설 설정

  • 피치방향으로의 요구 가속도를 0.5m/sec으로 가정할 때 IF_P에 필요한 힘은 2gram정도이며 이때의 소비전력은 6Watt, 공급전압은 21kV가 되며, 요/롤 방향으로도 동일한 힘이 필요하다고 가정하면 IF_YR에 요구되는 소비전력은 5Watt에 공급전압 20kV가된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현재까지 구현되어 비행중인 비행체는 무엇을 이용하여 힘을 얻는가? 현재까지 구현되어 비행중인 비행체는 공기역학적인 원리를 이용하여 양력과 자세제어에 필요한 힘을 얻는다. 이러한 비행체는 기본적으로 공기의 흐름을 강제적으로 발생시키기 위한 기계적인 구동부를 가지며, 이로 인한 소음과 진동은 인간의 감각을 불편하게 하며 비행체의 고장 및 손상을 야기 시키기도 한다.
비행체가 기계적인 구동부를 가짐으로써 발생하는 문제는? 현재까지 구현되어 비행중인 비행체는 공기역학적인 원리를 이용하여 양력과 자세제어에 필요한 힘을 얻는다. 이러한 비행체는 기본적으로 공기의 흐름을 강제적으로 발생시키기 위한 기계적인 구동부를 가지며, 이로 인한 소음과 진동은 인간의 감각을 불편하게 하며 비행체의 고장 및 손상을 야기 시키기도 한다.
이온 비행체의 구성인 에미터, 콜렉터, 프레임의 구조는 어떠한가? 이온 비행체는 크게 에미터(emitter), 콜렉터(collector)와 프레임으로 구성된다. 에미터는 가는 전선으로 되어 있으며 높은 전압(+)을 인가하고, 콜렉터는 판 형태의 호일로 구성되며 접지(-)로 연결한다. 나머지 비행체의 뼈대를 구성하는 프레임 부는 가볍고 절연성능이 좋은 발사나무를 사용한다.
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