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항공기 외표면 정전기 방출기 장착설계 및 시험에 관한 연구
A Research on the Static Discharger Installation Design and Test for Air Vehicle 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.45 no.7, 2017년, pp.574 - 580  

우희채 (Agency for Defense Development(ADD)) ,  김용태 (Agency for Defense Development(ADD)) ,  김봉규 (Agency for Defense Development(ADD))

초록
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항공기에는 비행 중 공기 중으로부터 축적된 정전기를 방출시키기 위하여 정전기방출기를 장착하여야 한다. 특히 정전기 방출기에 의해 방출되지 않으면, 항공기 표면에 이온화현상이 발생하게 되고, 그에 따라 항공기 외부로 돌출된 안테나 및 날개 끝부분에서 코로나 현상을 발생시켜 무선통신 및 장비운용에 영향을 미치게 한다. 본 논문에서는 항공기 정전기 방출기를 장착하기 위하여 항공기 표면적과 속도 그리고 기후조건을 분석하였다. 또한 그 분석결과를 바탕으로 정전기 방출기 장착설계를 수행할 수 있으며, 장착된 정전기 방출기의 기능시험을 통하여 효과적으로 장착설계가 되어있음을 확인할 수 있다. 그리하여 본 연구결과를 바탕으로 추후 다양한 크기와 임무조건을 가지는 항공기의 정전기 방출기 장착설계를 최적화하여 수행할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Static dischargers should be installed on air vehicle to emit a static electricity during flight. Especially, If static electricity is not removed by static discharger on the air vehicle, it makes ionization and corona effect on the edge of antenna and wing. Those phenomenon bring about performance ...

주제어

#정전기 방출기   #전자기환경영향   #전자기환경간섭   #항공기   #전기적 접속  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 항공기 외표면 정전기 방출에 관한 연구를 수행하여 장착설계 및 시험에 관한 방법을 도출하였다. 특히 항공기를 임무조건과 착륙조건으로 나누어서 각 전면 표면넓이에 대해서 계산하여 축적되는 정전기를 산출하였다.
  • 본 시험은 항공기 내부로 Collector Dish를 활용하여 충전전하를 유입시키는 시험이다. 정상적 인 시험의 경우에는 항공기 내부 접지선을 통하여 외부로 방출된다.
  • 본 연구에서는 항공기의 각 부분별로 산출된 표면적 그리고 각 조건별 운항속도 및 공기중의 구름에 따른 정전기 발생조건을 기반으로 항공기에 축적되는 전류량을 산출하여 정전기 방출기의 설계 및 장착설계를 수행하였다. 그리고 장착된 정전기 방출기 장착설계 검증을 위하여 방출기 시험방법을 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
정전기 축적은 어떻게 이루어지며 어떤 결과를 초래하는가? 정전기 축적은 항공기가 다양한 환경 및 날씨 조건에서 임무를 수행하기 시작하면서부터 나타나기 시작했다[1, 2, 3]. 그리고 축적된 정전기는 공기 중에 포함된 각 입자의 밀도와 전하량 그리고 항공기의 속도 및 항공기 외표면 재질에 따라 발생된다[1, 4, 5]. 항공기가 고속으로 공기중을 비행하게 되면 공기의 흐름으로 인하여 발생된 마찰에 의해 공기내부의 전자들이 항공기 표면에 축적이 된다[6]. 항공기가 공중에서 운항 및 임무 중일 때에는 공기 중에 존재하는 +/-전하들과 의 마찰로 인해서 항공기 외표면에 반대의 전하가 쌓이게 되며, 항공기 외부에 축적된 정전기가 방출되지 않으면 항공기 내부 구조물 또는 배선조립체(Wire Harness)를 통하여 내부 전자장비에 심각한 손상을 발생시키게 된다.
정전기방출기를 장착해야하는 이유는? 항공기에는 비행 중 공기 중으로부터 축적된 정전기를 방출시키기 위하여 정전기방출기를 장착하여야 한다. 특히 정전기 방출기에 의해 방출되지 않으면, 항공기 표면에 이온화현상이 발생하게 되고, 그에 따라 항공기 외부로 돌출된 안테나 및 날개 끝부분에서 코로나 현상을 발생시켜 무선통신 및 장비운용에 영향을 미치게 한다.
항공기가 양전하(+)를 띈 구름 속을 통과하게 되면 어떻게 되는가? Figure 1과 같이 양전하(+)를 띈 구름 속을 통과하게 되면 항공기의 전방 외표면에 음전하를 띄게 되고 그에 따라 항공기 후방동체부분은 양전하가 형성되게 되어 정전류가 흐르게 된다. 또 한 전하들이 항공기 표면에 많은 양이 축적이 되어 전자들이 공기분자들과 이온화 현상이 발생시켜 항공기 외부 안테나, 날개 끝부분 또는 항공기 외부로 돌출된 부분에서 코로나 현상을 발생 시키게 된다.
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참고문헌 (11)

  1. N. Felici and S. Larigaldie, "Experimental study of a static discharger for aircraft with special reference to helicopters," Journal of Electrostatics, 1980, pp.59-70 

  2. H. G. Hucke, "Precipitation static interference," Proc. IRE, Vol.27, May 1939 

  3. R. C. Ayers and J. O. Jarrard, "Aircraft Precipitation static investigation," Contract W 33-106 SC-70, Trans-World Airlines Inc., 1944 

  4. Ki-Hwan Song,, Enug-Jo Kim, Eui-Hyeok Kim and Chil-Sung Jung "P-static counter-measure and verification method for aircraft," Conference of , Apr. 2015, pp.525-526. 

  5. R. L. Tanner and J. E. Navevicz, "An Analysis of Corona-Generated Interference in Aircraft," Proc. IEEE, Vol. 52, Jan. 1964 

    상세보기

  6. Joseph E. Nanevics, "Static Charging and its Effects on Avionis System," IEEE Transactions on electromagnetic compatability, Vol24., No.2, May 1982, pp.203-209 

  7. MIL-STD-464, "Electromagnetic Environment Effects Requirements for System," Department of Defense, 2010. 

  8. MIL-D-9129D, " Electrostatic General Specification for Military Specification Dischargers," Department of Defense, 1986. 

  9. United States Air Force Systems Command, " AFSC Design Handbook 1-4 Electromagnetic Compatibility," U.S. Air Force Systems Command, 1984 

  10. http://www.askacfi.com/914 

  11. http://www.cobham,com/communication-and-connectivity/antenna-system 

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