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초록
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회전익 항공기수직이착륙, 제자리비행 특성으로 일반적으로 고정익 항공기에 비해 높은 내추락 기준이 적용된다. 최근 고효율 친환경 운송시스템에 대한 요구의 증가와 더불어 항공기 구조재료로 복합재료의 적용이 증가하는 추세이다. 그러나 외부 충격, 충돌에 취약한 복합재료의 특성으로 인해 복합재 구조의 내추락 안전성 입증에 대한 요구 또한 증가하고 있다. 본 연구는 회전익항공기 적용을 위한 복합재 내추락 하부동체 구조 개념을 도출하고 이에 대한 검증을 목적으로 수행되었다. 내추락 하부동체 구조 개념 생성을 위해 기술 실증용 헬리콥터 개념설계 및 충돌에너지 흡수 요구도 산출을 수행하였으며, 복합재 충돌에너지 흡수 구조 설계 및 성능 검증을 수행하였다. 최종적으로 복합재 내추락 하부동체구조 시제 제작 및 자유낙하시험을 수행하였다. 시험 결과 분석을 통해 탑승자 생존성 확보를 위한 내추락 안전성 기준에 부합하는 결과를 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Rotorcrafts have more severe crashworthiness conditions than fixed wing aircraft owing to VTOL and hovering. Recently, with the increasing demand for highly efficient transportation system, application of composite materials to aircraft structures is increasing. However, due to the characteristics o...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 4,540 kg (10,000 lbs) 이하 중, 소형 회전익항공기 내추락 안전성 향상을 위한 복합재 하부동체 구조 개발 및 검증을 목적으로 수행되었다. 복합재 내추락 하부동체 구조 개념 도출을 위해 기술 실증용 소형 헬리콥터 구조 개념 설계를 수행하였으며, 1D Beam 요소로 구성된 전기체 동적 해석 모델을 이용한 지면 충돌 시 하부동체 주요 구조부 충돌에너지 흡수 성능 요구도를 결정하였다.

가설 설정

  • 중, 소형 회전익 항공기 내추락 안전성 향상을 위한 복합재 하부동체 구조 개발을 위해 본 연구에서는 기술 실증용 헬리콥터 구조 개념 설계를 수행하였다. Fig. 2는 본 연구에서 적용된 헬리콥터의 외형 형상과 개략적인 구조 Lay-out을 보여주는 것으로, 4,540 kg (10,000 lbs) 이하 최대이륙중량 및 12명의 최대탑승인원으로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
복합재 구조가 적용된 항공기가 기존 금속 항공기에 비해 가지는 이점은 무엇인가 복합재 구조가 적용된 항공기는 기존 금속재 항공기에 비해 높은 경량화율, 피로수명 및 내부식 특성으로 운용유지비용 절감 효과를 기대할 수 있다. 그러나 복합재료는 일반적으로 금속재료에 비해 취약한 에너지 흡수 특성과 외부 충격에 쉽게 손상이 발생하는 단점을 갖고 있어, 외부 충격 및 충돌 시 구조 손상 최소화 및 탑승자 생존성 향상을 위한 구조가 적용되어야한다[3].
헬리콥터 수직 방향 충돌 시 에너지 흡수 메커니즘은 어떠한 순서로 진행되는가 Figure 1은 헬리콥터 수직방향 충돌 시 에너지 흡수 메커니즘과 순서를 보여주는 것으로, 착륙장치, 동체구조, 좌석의 순서로 충돌에너지가 흡수된다[4]. 일반적으로 항공기 개발 과정에서 착륙장치와 좌석은 내추락 안전성 입증이 요구되는 반면, 항공기 동체구조는 별도의 내추락 안 전성 입증 절차를 필요로 하지 않는다.
복합재 구조가 적용된 항공기의 단점은 무엇인가 복합재 구조가 적용된 항공기는 기존 금속재 항공기에 비해 높은 경량화율, 피로수명 및 내부식 특성으로 운용유지비용 절감 효과를 기대할 수 있다. 그러나 복합재료는 일반적으로 금속재료에 비해 취약한 에너지 흡수 특성과 외부 충격에 쉽게 손상이 발생하는 단점을 갖고 있어, 외부 충격 및 충돌 시 구조 손상 최소화 및 탑승자 생존성 향상을 위한 구조가 적용되어야한다[3].
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참고문헌 (18)

  1. Marsh, G., "Airbus takes on Boeing with Reinforced Plastic A350 XWB," Reinforced Composite, Vol. 51, No. 11, 2007, pp.26-29. 

  2. Weber, T. A., and Ruff-Stahl, H. K., "Advances in Composite Manufacturing of Helicopter Parts," International Journal of Aviation, Aeronautics, and Aerospace, Vol. 4, No. 1, 2017. 

  3. Niu, Michael C. Y., "Composite Airframe Structures," Conmilit Press Ltd., Hong Kong, 1992, pp. 18-19. 

  4. "Aircraft Crash Survival Design Guide," USAAVSCOM-TR-89-D-22A, Simula, Inc., Tempe, Arizona, 1989. 

  5. Fox, R. G., "Helicopter Crashworthiness - Part two," Flight Safety Foundation and Helicopter Safety, Vol.16, No. 1, 1990, pp.1-6. 

  6. Jackson, K. E., Boitnott, R. L., Fasanella, E. L., Jones, L. E, and Lyle, K. H., "A History of Full-Scale Aircraft and Rotorcraft Crash Testing and Simulation at NASA Lengley Research Center," NASA TM 20040191337, 2004. 

  7. Singley, G. T., "Full-Scale Crash Testing of a CH-47C Helicopter," Proceedings of the 32nd V/STOL Forum of the American Helicopter Society, Washington, D.C., 1976. 

  8. Perschbacher, J. P., Clarke, C., Furnes, K., and Carnell, B., "Advanced Composite Airframe Program (ACAP) Militarization Test and Evaluation (MT&E) Volume V - Airframe Drop Test," USAATCOM TR 88-D-22E, 1996. 

  9. Majamaki, J., "Impact Simulations of a Composite Helicopter Structure with MSC.Dytran," MSC Wordwide Aerospace Conference & Technology Showcase, Toulouse, France, 2002. 

  10. Littell, J. D., Jackson, K. E., Annett, M. S., Seal, M. D., and Fasanella, E. L., "The Development of Two Composite Energy Absorbers for Use in a Transport Rotorcraft Airframe Crash Testbed (TRACT 2) Full-Scale Crash Test," 71th AHS Annual Forum, Virginia Beach, Virginia, 2015. 

  11. Prouty, R. W., "Helicopter Performance, Stability, and Control," Krieger Publishing Company, Inc., 1995, pp. 663-665. 

  12. "Light Fixed and Rotary-Wing Aircraft Crash Resistance," MIL-STD-1290A, Department of Defense, Washington DC, 1988. 

  13. Hwang, J. S., and Lee, S. M., "Analysis of Revised Helicopter Crashworthiness Criteria," Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol. 42, No. 5, 2014, pp. 415-422. 

  14. Wade, B., and Feraboli, P., "LS-DYNA Mat54 Modeling of the Axial Crushing of Composite Fabric Channel and Corrugated Section Specimens," FAA JAMS 2014 Technical Review Meeting, Seattle, WA, 2014. 

  15. "14 CFR Part 29, Airworthiness Standards: Transport Category Rotorcraft," Federal Aviation Administration, April, 2016. 

  16. "49 CFR Part 572, Anthropomorphic Test Devices," National Highway Traffic Safety Administration, January, 2008. 

  17. "Performance Standard for Seats in Civil Rotorcraft, Transport Aircraft, and General Aviation Aircraft," Society of Automotive Engineeing Aerospace Standard SAE AS8049 Rev B, 2005. 

  18. Fasanella, E. L., and Jackson, K. E., "Best Practices for Crash Modeling and Simulation," NASA TM 2002211944, 2004. 

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