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헬리콥터 비행시험 최적화를 위한 실험계획법의 적용
Design of Experiments for Optimization of Helicopter Flight Tests 원문보기

대한기계학회 논문집. C, 산업기술과 혁신, v.2 no.2, 2014년, pp.113 - 124  

변재현 (경상대학교 산업시스템공학부, 항공기부품기술연구소) ,  이건명 (경상대학교 기계공학부, 항공기부품기술연구소) ,  김세희 (한국항공우주산업(주))

초록
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항공기를 개발하는데 있어 형상 결정과 요구도 입증은 주로 비행시험 결과에 의존한다. 비행시험은 많은 시간과 비용을 요구하므로 비행시험 계획을 체계적으로 수립하고 분석함으로써 비용절감과 일정단축에 기여할 수 있다. 본 논문에서는 한국형 기동헬기에 적용된 진동 비행시험 사례를 적용하여 비행시험 계획을 체계적으로 수립하고 분석할 수 있는 방안을 제시하였다. 본 논문에서는 주요 부위에서 측정한 진동수준 값을 가지고 종합적인 진동수준 만족도를 하나의 수치로 나타내기 위하여 호감도 함수를 채택하고 진동수준의 측정을 위한 비행시험을 체계적으로 수행하기 위하여 실험계획법의 하나인 부분요인배치법을 사용하였다. 또한 비행시험을 단계적으로 수행하여 비행시험 횟수를 더욱 줄일 수 있는 방법을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In developing an aircraft, configuration determination and requirement proofing depend on flight test results. Since the flight tests require much time and high cost, systematic flight test planning and analysis are needed to reduce cost and development time. This paper presents a desirability funct...

주제어

#헬리콥터   #진동   #비행시험   #실험계획법   #부분요인배치법   #호감도  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 헬리콥터 비행시험에 적용할 수 있는 체계적인 비행시험 방안을 제시하고, 진동비행시험 모델을 적용하여, 시험계획을 체계적으로 수립하고 분석할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 구체적으로 2장에서는 본 헬리콥터의 진동을 줄이기 위하여 사용된 방법을 소개하고, 3장에서는 여러실험점에서 측정한 진동수준의 만족도를 하나의 수치로 나타내기 위하여 도입한 호감도 함수를 설명한다.
  • 본 논문에서는 한국형 기동헬기에 적용된 진동 비행시험 사례를 이용하여 비행시험 계획을 체계적으로 수립하고 분석할 수 있는 방안을 제시하였다.
  • 본 절에서는 헬리콥터 개발 시 체계적인 실험계획 방법을 이용하기 위하여 2수준 5인자 부분요인배치를 이용했다고 가정할 때에 가상의 호감도 데이터를 입력하여 그 분석방법을 제시하고자 한다. 가상의 호감도 데이터는 동일한 비행조건에서의 실험 데이터가 있는 경우에는 그 데이터를 사용하고, 없는 경우에는 비슷한 조건에서의 실험 데이터로부터 추정하여 구하였다.
  • 항공기의 비행시험에 실험계획법을 활용한 사례는 해외에서는 쉽게 찾아 볼 수 있으나(5~8) 국내에서는 아직 찾아보기 어렵다. 본 절에서는 헬리콥터 진동저감 비행시험에서 흡진기를 제외한 5개의 제어인자를 각각 2수준씩 고려하여 이용하는 경우의 실험계획에 관하여 설명한다. 흡진기의 경우, 장착부의 국부적인 영역에서만 진동저감 효과를 나타내므로 실험계획에서 분리하여 별도로 시험이 가능하다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
항공기 개발 시 고객의 요구사항을 충족한다는 것을 입증하기 위해서 어떠한 경우가 많은가? 항공기 개발 시 고객의 요구사항을 충족한다는 것을 입증하기 위하여 비행시험을 수행하여 그 결과를 바탕으로 의사결정을 하는 경우가 많다. 비행시험은 많은 비용을 요구할 뿐만 아니라 개발 일정에 큰 비중을 차지하므로 효과적인 비행시험을 수행하는 것만으로도 비용절감 및 일정단축에 기여할 수 있다.
효과적인 비행시험을 수행하면 기여할 수 있는 점은? 항공기 개발 시 고객의 요구사항을 충족한다는 것을 입증하기 위하여 비행시험을 수행하여 그 결과를 바탕으로 의사결정을 하는 경우가 많다. 비행시험은 많은 비용을 요구할 뿐만 아니라 개발 일정에 큰 비중을 차지하므로 효과적인 비행시험을 수행하는 것만으로도 비용절감 및 일정단축에 기여할 수 있다.
헬기의 진동이 최소가 되어야 하는 이유는? 동적 하중은 트랜스미션을 거쳐 엔진을 포함한 항공기 구성품 및 기체 구조로 전달된다. 이러한 진동은 구성품의 수명을 단축시키고 승무원의 피로를 유발해 임무 수행을 제한한다. 따라서 본 헬리콥터 개발 시 주요 성능특성은 조종실(Cockpit), 객실(Cabin) 및 엔진의 진동이며, 여러 가지 진동저감 형상의 최적화를 통해 주요 위치에서의 진동이 최소가 되도록 해야 한다.
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참고문헌 (9)

  1. Box, G. E. P., Hunter, J. S. and Hunter, W. G., 2005, Statistics for Experimenters - Design, Innovation, and Discovery, 2nd Edition, Wiley, New York. 

  2. Myers, R. H. and Montgomery, D. C., 2002, Response Surface Methodology, Process and Product Optimization Using Designed Experiments, 2nd Edition, Wiley, New York. 

  3. Simpson, J. R., Listak, C. M. and Hutto, G. T., 2013, "Guidelines for Planning and Evidence for Assessing a Well-Designed Experiments," Quality Engineering, Vol. 25, No. 4, pp. 333-355. 

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  4. Derringer, G. G. and Suich R., 1980, "Simultaneous Optimization of Several Response Variables," Journal of Quality Technology, Vol. 12, No. 4, pp. 214-219. 

  5. Johnson, R. T., Hutto, G. T., Simpson, J. R. and Montgomery, D. C., 2012, "Designed Experiments for the Defense Community," Quality Engineering, Vol. 24, No. 1, pp. 60-79. 

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  6. Simpson, J. R. and Wisnowski, J. W., 2001, "Streamlining Flight Test with the Design and Analysis of Experiments," Journal of Aircraft, Vol. 38, No. 6, pp. 1110-1116. 

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  7. Tucker, A. A., Hutto, G. T. and Dagli, C. H., 2010, "Application of Design of Experiments to Flight Test: A Case Study," Journal of Aircraft, Vol. 47, No. 2, pp. 458-463. 

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  8. Wilson, S. R., 2011, "Statistical Design and Analysis of Experiments for Next Generation Air Transportation Research," NASA Statistical Engineering Symposium. 

  9. Lenth, R. V., 1989, "Quick and Easy Analysis of Unreplicated Factorials," Technometrics, Vol. 31, No. 4, pp. 469-473. 

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