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회전익항공기용 연료탱크 충돌충격시험에 대한 수치해석 신뢰성 검증
Verification of the Reliability of the Numerical Analysis for the Crash Impact Test of Rotorcraft Fuel Tank 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.19 no.12, 2018년, pp.918 - 923  

김성찬 (한국항공우주연구원) ,  김현기 (한국항공우주연구원)

초록
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항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료저장 등의 단순한 기능을 한다. 그러나, 항공기 추락과 같은 긴급 상황에서는 연료탱크 구조건전성은 승무원의 생존과 직결되므로, 관련 성능의 보유 여부를 충돌충격시험을 통해 입증하도록 규정되어 있다. 충돌충격시험은 높은 충격하중으로 실패 위험이 높기 때문에 설계 초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 실제 시험 전에 수행하는 수치해석도 그러한 노력의 일환이다. 하지만, 수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해서는 수치해석의 신뢰성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 회전익항공기 연료탱크의 충돌충격시험 수치해석의 신뢰성 확보를 위해 수치해석 결과와 시험 데이타 간의 비교를 수행하였다. 수치해석은 충돌전용 소프트웨어인 LS-DYNA을 사용하였고, 해석방법은 유체-구조연성해석 방법 중 ALE(arbitary lagrangian eulerian) 방법을 적용하였다. 시험데이터 확보를 위해 연료탱크 금속 피팅부에 변형률게이지를 설치하고 데이터 획득장비와 연동시켰다. 수치해석 결과로써 연료탱크 피팅부의 변형률과 응력을 계산하였다. 그리고, 실물 연료탱크로 수행한 충돌충격시험을 통하여 확보한 상부피팅의 변형률 측정값과 수치해석으로 계산된 변형률과의 오차를 평가함으로써 수치해석의 신뢰성을 제고하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The main function of a fuel tank is to store fuel. On the other hand, the structural soundness of the fuel tank is related directly to the survival of the crew in an emergency situation, such as an aircraft crash, and the relevant performance is demonstrated by a crash impact test. Because crash imp...

주제어

#ALE(arbitrary lagrangian eulerian)   #Crash Impact Test   #Data Acquisition   #Fuel Tank   #LS-DYNA   #MIL-DTL-27422D   #Strain Gage  

표/그림 (17)

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
항공기용 연료탱크가 단순한 기능을 가짐에도 불구하고 강도가 높은 충돌충격시험을 시행해 품질을 입증하는 이유는 무엇인가? 항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료저장 등의 단순한 기능을 한다. 그러나, 항공기 추락과 같은 긴급 상황에서는 연료탱크 구조건전성은 승무원의 생존과 직결되므로, 관련 성능의 보유 여부를 충돌충격시험을 통해 입증하도록 규정되어 있다. 충돌충격시험은 높은 충격하중으로 실패 위험이 높기 때문에 설계 초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력이 진행되어 왔다.
초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력의 대표적인 예는 무엇이 있는가? 충돌충격시험은 높은 충격하중으로 실패 위험이 높기 때문에 설계 초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 실제 시험 전에 수행하는 수치해석도 그러한 노력의 일환이다. 하지만, 수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해서는 수치해석의 신뢰성 확보가 필요하다.
수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해 필요한 것은 무엇인가? 실제 시험 전에 수행하는 수치해석도 그러한 노력의 일환이다. 하지만, 수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해서는 수치해석의 신뢰성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 회전익항공기 연료탱크의 충돌충격시험 수치해석의 신뢰성 확보를 위해 수치해석 결과와 시험 데이타 간의 비교를 수행하였다.
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참고문헌 (4)

  1. Hyun-Gi Kim, Sung Chan Kim, Sung Jun Kim, Soo Yeon Kim, "Numerical Simulation of Full-scale Crash Impact Test for Fuel Cell of Rotorcraft", Journal of Computational Structural Engineering Institute of Korea, vol. 26, no. 5, pp. 343-349, 2013. DOI: https://dx.doi.Org/10.7734/CQSEIK.2013.26.5.343 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. Hyun-Gi Kim, Sung Chan Kim, "Numerical Simulation of Bullet Impact for Fuel Cell of Rotorcraft", Journal of Computational Structural Engineering Institute of Korea, vol. 27, no. 2, pp. 71-78, 2014. DOI: https://dx.doi.Org/10.7734/CQSEIK.2014.27.2.71 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. U.S.Army Aviation and Missile Command, "Detail Specification for the Tank, Fuel, Crash-Resistant, Ballistic-Tolerant, Aircraft", MIL-DTL-27422D, 2007 

  4. Ministry of Defence, "Flexible Tanks for Use in Aircraft Fuel and Methanol/water System" Defence Standard 15-2/Issue 1, 1987. 

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