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착륙장치 내추락 설계 및 시험평가
Crashworthy Design and Test of Landing Gear 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.40 no.7, 2012년, pp.601 - 607  

김태욱 (한국항공우주연구원) ,  이상욱 (한국항공우주연구원) ,  신정우 (한국항공우주연구원) ,  이승규 (한국항공우주연구원) ,  김성찬 (한국항공우주연구원) ,  황인희 (한국항공우주연구원) ,  조정준 (현대위아(주)) ,  이제동 (국방과학연구소)

초록
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착륙장치는 완충장치를 이용하여 항공기 착륙 시의 충격을 흡수하는 역할을 한다. 군용 헬기를 비롯한 일부 항공기에서는 비상 착륙시 탑승원의 생존성과 안전성을 향상시키기 위해, 착륙장치에 내추락 요구조건을 부여하기도 한다. 이 논문에서는 관련 규정에서 요구하고 있는 내추락 요구조건을 충족하는 착륙장치 설계 개념을 제시하고, 성능해석 및 낙하시험을 통한 입증 과정을 소개한다. 추락 시 착륙장치 충격흡수 능력과 거동은 낙하시험 시 측정한 다양한 센서 데이터 및 고속 카메라로 촬영한 동영상 분석을 통해 확인할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The main function of a landing gear is to absorb the impact energy during touchdown. It it occasionally required for landing gear to have crashworthiness for improving survivability and safety in case of emergency landing. This paper introduces the design concept, performance analysis and drop test ...

주제어

#착륙장치   #완충장치   #내추락설계   #낙하시험  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이에 따라 다양한 설계 개념이 제시되고 있으며[1], 각각의 장단점을 분석하여 대상 항공기에 가장 적합한 방식을 찾는 과정이 필요하다. 이 논문에서는 관련 규정에서 요구하고 있는 내추락 요구조건을 충족하는 설계 개념을 제시하고, 성능해석 및 낙하시험을 통한 입증 과정을 소개한다.
  • 내추락 착륙장치는 비상시 탑승객의 생존성 향상을 위해서 반드시 고려해야 할 사항이다. 이 논문에서는 관련 규정에서 요구하고 있는 내추락 요구조건을 충족하는 착륙장치 설계 개념을 제시하고, 성능해석 및 낙하시험을 통한 입증 과정을 소개하였다. 향후, 국내에서 다양한 항공기 개발이 예상되고 있고, 안전성에 대한 요구도가 점차 강화될 것으로 판단된다.
  • 추가적인 장치에는 완충장치에 복합재 튜브, 허니콤 구조 등을 장착하고, 추락 시 이의 파손을 이용하여 충격을 흡수하는 방법도 있으나, 중량, 비용 및 유지관리 관점에서 취약하다. 이 논문에서는 압력-릴리프(Pressure-relief) 방식의 Blow-off 밸브를 소개한다. Blow-off 밸브 방식은 기존의 완충장치에 비상 착륙 시의 감쇠력을 조절하는 Crash 오리피스만이 추가되므로, 설계가 단순하고 추가적인 중량 증가가 작다는 장점이 있다.
  • 이 논문에서는 전륜(NLG) 및 주륜 착륙장치(MLG)로 구성되는 착륙장치의 내추락 설계에 대해 기술하였다. 전륜 착륙장치는 항공기 조종석 하부 동체 중앙부에 위치하기 때문에, 조종실로의 침투를 방지하기 위해 일정 속도 이상에서는 붕괴되어 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
착륙장치는 어떤 역할을 하는가? 착륙장치는 완충장치(Shock Absorber)를 통해, 항공기 착륙 시의 충격을 흡수하는 역할을 한다. 다양한 종류의 완충장치가 있지만, 완충효율 측면에서 가장 우수한 것은 유공압(Oleo-pneumatic) 방식이다.
착륙장치의 내추락 요구조건을 정의하는 문헌은 무엇이 있는가? 1. Typical shock absorber behavior 문헌으로는 MIL, Def Stan[2-3] 등이 있다. 미 군사 표준서인 MIL-STD-1290에서는 항공기 내추락성 확보를 위해 추락 시 에너지 흡수에 기여하는 착륙장치, 기체구조, 조종석을 포함하는 통합적 시스템 분석을 요구하고 있다.
Shear Pin 파손을 위한 설계 시 주의해야할 부분은? 파손 장치에서 가장 기본이 되면서 중요한 부분이 일정 하중(압력)에서 파손되어야 하는 Shear Pin 이다. Shear Pin이 설계 시 설정한 하중보다 작은 하중에서 파손되면 추락 시 착륙속도보다 낮은 착륙속도에서도 전륜 착륙장치가 붕괴되어 의도하지 않은 큰 사고로 이어질 수 있으므로, Shear Pin은 반드시 추락 착륙조건 이상에서만 파손되도록 설계되어야 한다. 이에 따라 Shear Pin 설계 시에는 Shear Pin을 제작하는 재료의 강도 범위와 인터페이스 되는 상대 부품들의 공차 등을 종합적으로 고려하더라도 추락 착륙조건에 해당하는 하중(압력)에서만 파손이 이루어질 수 있도록 해야 한다. Shear Pin을 포함한 파손 장치는 높은 신뢰성 확보가 필수적이므로 해석뿐 아니라, 쿠폰 시험, 설계 개발시험을 통해 단계적으로 해당 설계를 입증한 후 착륙장치에 적용하게 된다.
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참고문헌 (6)

  1. Crashworthy Landing Gear Design, SAE AIR4566, 1992 

  2. Light Fixed and Rotary-Wing Aircraft Crash Resistance, MIL-STD-1290, Department of Defense, United States of America, 1995 

  3. Design and Airworthiness Requirements for Service Aircraft, Def Stan 00-970, Volume 2, Ministry of Defense, 1984 

  4. 신정우 외, "착륙장치 내추락 장치 설계개발시험", 대한기계학회논문집 A권, 제34권, 제1호, 2010 

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  5. Test, Impact, Shock Absorber Landing Gear, Aircraft, MIL-T-6053C, 1967. 

  6. 김태욱 외, "유공압 착륙장치 낙하시험", 한국항공우주학회지, Vol. 38, No. 11, 2010 

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