[논문]Anti-G 밸브 특성 분석을 통한 고기동 항공기 여압기능 개선연구

이희랑; 안종무; 정원영

doi:10.5139/jksas.2018.46.3.230

Anti-G 밸브 특성 분석을 통한 고기동 항공기 여압기능 개선연구
Studies on the Improvement of Pressurized Quality for High Maneuver Aircraft by Characteristic Analysis of Anti-G Valve 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.46 no.3, 2018년, pp.230 - 236

이희랑 (Defense Agency for Technology and Quality) , 안종무 (Defense Agency for Technology and Quality) , 정원영 (Bukuk Precision Industries)

초록
AI-Helper

Anti-G 밸브는 Anti-G Suit에 연결되어 급격한 기동 시 조종사에게 적절한 여압기능을 제공한다. 또한 Anti-G 밸브는 연결된 레귤레이터를 조종하여 기동 간 조종사의 생리학적 산소요구량 증가에 따라 적절한 PBG(Pressure Breathing for G)가 제공되도록 조절한다. FA-50과 같이 고기동 임무가 요구되는 항공기에서 Anti-G 밸브는 조종사의 생존 및 항공기의 안전을 위해 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 Anti-G 밸브 개발 중 발생된 문제점을 바탕으로 개발 요구도 및 설계개선 내용을 기술하였으며, 개선된 연구에 대해 구성품 성능시험 및 비행시험검증 결과를 함께 소개한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper deals with the improvement of pressurized quality for high maneuver aircraft. Anti-G Valve is a pressure regulating valve for inflating anti-G suits and providing a sense line signal for a g-compensated oxygen regulator. The new anti-g valve system is satisfied with military specification MIL-V-87255 and allowed the pilots to tolerate high-G exposures without any vibrations. The flight test was performed by two T/FA-50 pilots and other tests used the centrifuge made by anti-g developer. A comparison of the new anti-g valve with period one, it have better response and low chattering phenomenon.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 논문은 고기동 항공기 조종복의 여압기능을 담당하는 Anti-G 시스템의 구성과 Anti-G 시스템의 핵심 기술인 Anti-G Valve에 대한 분석 내용을 기술하였으며, 기존에 개발된 Anti-G Valve의 문제점을 분석하고 이에 대한 개선안 및 검증 방법에 대한 내용을 수록하였다.
본 연구에서는 고기동을 포함한 임무를 수행하는 높은 전투성능의 항공기에 대한 안전성 확보를 위하여 Anti-G Valve가 AGS에 적절한 공기압을 제공하도록 설계하고 오차를 보완하여 성능을 검증하였다. 이러한 연구 성과는 향후 진행될 국내 고성능 전투기 개발에 긍정적으로 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

제안 방법

기존 제품에서 발생된 출구압력 요구도 미충족 현상을 해결하기 위해 설계 변수 분석과 이에 대한 개선안을 도출하여 문제점을 해결하고, 신규형상의 원심가속시험과 비행시험을 통해 개선안에 대한 검증을 수행하였다. 또한, 작동추 부위의 설계 개선을 통해 최소작동압력의 범위를 개발 요구도 내에 충족하도록 수정하였으며, 이론식을 기반으로 시험과 검증을 통해 최적의 배기밸브와 급기조정밸브 스프링 상수값을 도출하여 출구압력의 변화율을 안정적으로 개선할 수 있었다.

대상 데이터

7과 같다. 전반적인 형상의 모서리 부에 Fillet을 적용하여 기존형상 대비(1 kg) 0.13 kg의 중량을 절감하였으며, ASTM(American Society for Testing and Materials) 소재 및 MS(Military Standards) 규격품 사용을 통하여 부품 구성의 신뢰도를 추가적으로 확보하였다.
체계 항공기와의 장착성 및 운용 중 성능 확인을 위하여 T-50 계열 항공기에서의 지상시험 및 비행시험을 수행하였다. 비행시험 조건은 T/FA50 개발 시 Anti-G 시스템의 평가를 위해 수행되었던 환경제어시스템(ECS) 비행시험 조건과 동일하게 수행하였으며, 객관성을 위해 공군에서 비행시험을 주관하였다[13].

이론/모형

해당 Anti-G Valve는 T/FA-50에서 사용되고 있는 VAU-45의 규격서인 MIL-V-87255에 제시된 요구도를 따른다[5,6]. 기본적인 형상 및 성능은 Fig.

성능/효과

기존 제품에서 발생된 출구압력 요구도 미충족 현상을 해결하기 위해 설계 변수 분석과 이에 대한 개선안을 도출하여 문제점을 해결하고, 신규형상의 원심가속시험과 비행시험을 통해 개선안에 대한 검증을 수행하였다. 또한, 작동추 부위의 설계 개선을 통해 최소작동압력의 범위를 개발 요구도 내에 충족하도록 수정하였으며, 이론식을 기반으로 시험과 검증을 통해 최적의 배기밸브와 급기조정밸브 스프링 상수값을 도출하여 출구압력의 변화율을 안정적으로 개선할 수 있었다.
본 연구를 통해 기존에 운용되고 있는 T-50 계열 항공기 Anti-G 시스템의 신뢰성을 확보 할 수 있었으며, 조종사에게 공급되는 여압시스템의 성능 향상을 통해 비행 안정성을 확보할 수 있었다. 또한, 해외 기술에만 의존하던 항공 관련 기술을 국내 기술로 전환할 수 있는 계기를 만들었으며, 해외 도입품보다 더 나은 제품을 획득할 수 있는 발판을 마련할 수 있었다.

후속연구

또한, 해외 기술에만 의존하던 항공 관련 기술을 국내 기술로 전환할 수 있는 계기를 만들었으며, 해외 도입품보다 더 나은 제품을 획득할 수 있는 발판을 마련할 수 있었다. 이는 국내 항공 분야 기술력 증진에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 사료되며, 향후 차세대 전투기 사업에 좋은 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인식 불가능 상태(Unconscious)를 방지하기 위해 고기동 전투기에서 실시하는 것은 무엇인가?	일반적으로 훈련받지 않은 일반인의 경우, 적절한 보호장치 없이 4G의 중력가속도에 노출될 경우 순간적 시력상실(Grayout)을 겪게 되고, 5G의 중력가속도에 노출될 경우 일시적 시력상실(Blackout), 6G의 경우는 인식 불가능 상태(Unconscious)가 된다. 이러한 상황을 방지하기 위해서 고기동하는 전투기에 장착된 Anti-G Valve는 G-force의 크기에 따라 내중력복(Anti-G Suit, AGS) 내의 공기압을 조절하여 위험한 상황을 예방한다[1,2,3].
	Anti-G 밸브의 기능은 무엇인가?	Anti-G 밸브는 Anti-G Suit에 연결되어 급격한 기동 시 조종사에게 적절한 여압기능을 제공한다. 또한 Anti-G 밸브는 연결된 레귤레이터를 조종하여 기동 간 조종사의 생리학적 산소요구량 증가에 따라 적절한 PBG(Pressure Breathing for G)가 제공되도록 조절한다.
	Anti-G System의 구성을 설명하라.	Anti-G System의 구성은 Fig. 1과 같다. 항공기 내에 장착된 Anti-G Valve는 시동이 걸리는 시점부터 환경제어계통(Environmental Control System, ECS)을 통해 조화된 공기를 공급받는다.

참고문헌 (13)

Kim, C. S. and Hwang, B. M., "Development of a Control Law to Pneumatic Control for an Anti-G Suit," Journal of The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol. 43, No. 6, June 2015.
Berglund, C. and Marklund, B., "Flight test and development of a new anti-g system in JAS 39 GRIPEN," Proceeding of the 43rd Annual SAFE Symposium (Survival and Flight Equipment Association), 2005, pp. 34-39.
Russell R. B., "A New Anti-G Valve for High Performance Aircraft," Report SAM-TR-79-27, Nov. 1979.
Khalid W. B. and Kuldip S. R., "Design and Analysis a Closed-Loop Controller for an Anti-G Suit," IEEE, 1988.
Military Specification MIL-V-87255(USAF), "Valves, Pressure, Anti-G Suit, High Flow," Dec. 1990.
Specification: Valve, Pressure, Anti-G Suit, High Flow, MIL-DTL-87255(USAF), June 2008.
Specification: Airplane, Attack (FA-50), Defence Acquisition Program Administration, Jan. 2013.
85PS0007, "KTX-2 Environmental Criteria," Defence Acquisition Program Administration, Aug. 2005.
Military Standard : MIL-STD-210C, "Climatic Information to Determine Design and Test Requirements for Military Systems and Equipment," Jan. 1987.
85PS0009, "Design Vibration And Acoustic Envionment For KTX-2," Defence Acquisition Program Administration, Sep. 2000.
Item Specification For the FA-50 Cockpit Control Panels, Defence Acquisition Program Administration, Aug. 2009.
Military Standard : MIL-STD-810F, "Environmental Engineering Considerations And Laboratory Tests," Jan. 2000.
85PR0883, "Flight Test Report for Environmental Control System Test," Defence Acquisition Program Administration, May 2005.

원문 보기

ScienceON 원문보기

원문 URL 링크

DOI : 10.5139/JKSAS.2018.46.3.230 [무료]
DBPia : 저널

*원문 PDF 파일 및 링크정보가 존재하지 않을 경우 KISTI DDS 시스템에서 제공하는 원문복사서비스를 사용할 수 있습니다.

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

[논문] 웹을 이용한 밸브 제어 시스템 개발에 관한 연구

내보내기 메뉴

내보내기 구분

파일저장
인쇄
메일전송

구성항목

기본정보
상세정보

관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관

저장형식

Text(ASCII format)
Excel format
RefWorks Direct Export
RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley

메일정보

받는사람 (필수): @
보내는사람 (선택): @
제목
내용: KISTI 검색결과 이메일 서비스

안내

총 건의 자료가 검색되었습니다.

다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000)

검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다.

데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요)

다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다.
파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오.

Text(ASCII format)
Excel format

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

AI-Helper ※ AI-Helper는 을 사용합니다.

AI-Helper

안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

연합인증