[논문]민간항공기개발 시스템엔지니어링 적용 연구

최낙선; 강민성; 김광해; 고대우

문제 정의

또한, 요구도 검증에 대해서도 논해보기로 하자. Table 3은 KC-100 항공기 ADS에서 정의하고 있는 요구도 항목별 적합성입증방법 (Means of Compliace)들을 나타내고 있다.
검토가 필요하였다. 즉, Fig. 7 에서 비교한 바와 같이 ADS를 당사가 군용기개발시 수행했던 바와 같이 Sub System level 의 설계규격을 별도로 작성유지 할 것인지에 대한 검토였다. 검토 결과 구성품 개발 범위가 큰 민항기 개발시는 Sub system level의 요구도를 별도의 설계규격으로 관리하는 것이 효율적이나 KC-100 개발의 경우 많은 부분이 TS0(Techincal Standard Order, 기술 Table 준 품) 품목으로 개발된 품목을 적용하므로 Sub system level 의 설계규격을 작성하여 관리하는 것은 비 효율적이라 판단하여 Top Level의 ADS로 통합관리하는 방안을 채택하였다.

제안 방법

통해 체득한바 있다.4 하지만, 국내 최초로 개발되는 KC-100 개발 계획수립과 개발과정에서 시스템 엔지니어링의 적용 방법에 대해서 많은 방향검토가 있었고 그동안의 군용기 개발경험을 바탕으로 민간항공기 개발 특성 중 중요한 항목인 인증획득 절차를 고려하여 적용하였다. 항공기 개발착수와 동시에 짧은 일정 내 일사분란하게 개발 프로세스를 구축하고 고객지향의 고신뢰, 고성능, 정비성을 고려한 항공기 개발의 발판을 갖출 수 있었던 것은 시스템 엔지니어링의 적용 덕택이었다.
초기에 주어진 사업적 목 Table, 시장상황, 개별고객선호도, 경쟁 기종 분석등을 바탕으로 수차례의 Trade-Off St udy를 수행하여 요구도를 만들고】, 요구도를 충족시키는 형상설계와 기능별 할당을 수행하면서 KC-100의 개발요구도를 항공기설계규격 (ADS, Aircraft Design Specification)으로정리하여 관리하고 있다. ADS는 체계설계검토회의(SDR, System Design Review)를 통해 Top -Level의 요구도 설정 결과의 적절성을 확인하였으며 , 기본설계검토회 의 (PDR, Preliminar y Design Review)를 통해 기능별 할당의 적절성과 설계구현현황에 대해서 검토를 수행하였다.
KC-100 항공기개발규격 (ADS) 으로 Sub System Level 까지 통합관리하기 위해서 ADS 내에서 요구도 할당이 필요하였다. Fig.
9는 요구도의 중요요소중 하나인 공력성능 달성을 위한 항공기 외형설계 결과이다. KC-100 형상은 엔진장착위치, 날개장착 위치, 꼬리날개위치, 날개 에어포일형상등 많은 형상 설계 요소들간의 Trade-Off Study를 통해, 전통적인 견인형 프로펠러 장착과 저 익기 형상으로 법규에서 요구하는 스핀저항성(Spin Resistance)을 갖도록 날개형상과 꼬리날개형상을 구성하였으며 1차 저속풍동시험을 통해 예비 검증을 실시하였다.
개발요구도를 달성하기위한 기능적 분석/ 할당을 위해서 요구도분석-기능구현간 Trade-Off Study를 수행하여 ADS에 의해 하위시스템별로 요구도를 할당하였다. KC-1OO 항공기의 기능적 분석과정에서 나타난 특징을 군용훈련기 개발의 그것과 비교하여 요약한 결과를 Table 2 로 요약하였다.
기능별 요구도 할당과 병행하여 형상개발이란 이름의 3차례를 설계반복을 통해 기본설계 항공기 형상도출과 설계 통합(Synthesis) 을 실시하였다.
두 번째 단계로 학계의 위탁연구를 통해 고객 선호도를 구체적으로 분석을 하였다. 이단계에서는 항공기의 운용경험과 조종사의 의견 청취를 반영하였다.
먼저 첫 번째 단계로 민간항공기 개발 경험을 가진 해외업체와의 공동연구를 통해 고객 선호도 분석의 방법론, 기본방향 그리고 Desk Study(자료분석)에 의한 고객선호도 분석을 실시하였다.
세 번째 마지막 단계로 시장분석 전문기관용역을 통해 개별 고객 설문을 통해 시장/고객/요구도 분석을 더욱 구체화 하였다. 이와 같은 과정에서 KC-100의 주된 운영형 태는 레져활동 및 자가용 운송이며 개인고객(Owner Operator)이 주된 고객층이 된다.
앞서 설명한 사업적 목Table와 KC -100의 개발 방향을 바탕으로 요구도 분석을 수행하였다. 요구도 분석을 통한 설계 목 Table 설정에서부터 항공기의 형상 도출을 위해서는 기능적인 분석/할당과 수차례의 반복설계가 필요 하며 Fig.
항공기의 의도된 성능 추구라는 본연의 SE 프로세스 목적을 염두에 두고, KC-100 개발을 계획하고 실행하는 과정에서 효과적인 SE 프로세스 구축을 위해 그동안 군용기 개발 경험을 바탕으로 민항기와 군용기의 개발과정을 비교해 보았다. Fig.

성능/효과

그것의 장착이다. Glass Cockpit을 요구도로 하는 고객요구 분석결과에 부응하여 2 개의 IFD(Integrated Flight Display)를 적용하고, 주조종석인 좌측 조종석을 기준으로 정면에는 PFD(Primary Flight Display) 우측에는 MFD(Multi Function Display)의 기능을 구현케 할 예정이며 2개의 IFD는 상호 동일하게 시현이 가능하여 상호 Back up이 가능하므로 신뢰성이 증대되었다. 하지만, 공통모드 결함에 의한 동시 고장을 대비하여 예비계기 (Standby Instrument)를 구비하고 있다.
7 에서 비교한 바와 같이 ADS를 당사가 군용기개발시 수행했던 바와 같이 Sub System level 의 설계규격을 별도로 작성유지 할 것인지에 대한 검토였다. 검토 결과 구성품 개발 범위가 큰 민항기 개발시는 Sub system level의 요구도를 별도의 설계규격으로 관리하는 것이 효율적이나 KC-100 개발의 경우 많은 부분이 TS0(Techincal Standard Order, 기술 Table 준 품) 품목으로 개발된 품목을 적용하므로 Sub system level 의 설계규격을 작성하여 관리하는 것은 비 효율적이라 판단하여 Top Level의 ADS로 통합관리하는 방안을 채택하였다.

후속연구

본 논문에서 검토된 KC-100 개발의 시스템엔지니어링 적용 사례가 향후 민간항공기 개발에 조금이나마 밑거름이 되길 희망하며 KC-100 잔여 개발과정이 성공적으로 완수 될 수 있도록 SE 의 효과적 적용을 위해 노력할 것이다.
우리나라는 현재 기술 Table 준 품(타이어등) 수준의 BASA 체결이 완료된 단계로 항공기급 BASA의 확대가 필요하며 KC-100 개발을 계기로 FARCFederal Aviation Regulations, 미연방항공규정 ) Part 23 소형항공기급 BASA 확대 체결이 예상되고, 향후 수송기급인 FAR Part 25급까지 점진적으로 확대할 계획이다.

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