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성층권 장기체공 무인기 주익 구조 해석 및 건전성 평가
Structural Analysis and Integrity Verification of Main Wing of HALE UAV 원문보기

한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics, v.27 no.4, 2019년, pp.1 - 8  

박상욱 (한국항공우주연구원 재난치안용무인기사업단) ,  김성준 (한국항공우주연구원 항공기술연구부) ,  신정우 (한국항공우주연구원 항공기술연구부) ,  이승규 (한국항공우주연구원 항공기술연구부) ,  김태욱 (한국항공우주연구원 항공기술연구부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, development of long endurance electric powered airplane has been conducted worldwidely. Light structural weight of a main wing with sufficient structural integrity is essential for long endurance flight. Since a main wing with a slender spar can occur catastrophic fracture under the flight...

주제어

#고고도 장기체공 무인기   #주익   #구조 해석   #구조 시험   #복합재 스파  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 성층권 장기체공 무인기의 주익 설계, 구조해석, 시험검증 과정을 기술하였다. 주익 Spar 내부에 Bulkhead를 삽입하여 비선형 좌굴을 억제한 경량 Spar를 고안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Brazier 효과는 무엇인가? Brazier 효과는 얇은 박막 형태의 중공 봉에서 굽힘하중에 의한 변형이 존재할 때 발생하는데, 굽힘하중으로 인하여 상부의 압축하중은 아래 방향으로 하부의 인장하중은 위 방향으로 분력을 발생시킨다. 이러한 하중으로 Fig.
장기체공 무인기이 가져야 할 특성은 무엇인가? 1와 같은 장기체공 무인기는 성층권과 같은 극한 환경에서 수일 동안 안정적으로 비행하면서 많은 정보의 획득을 필요로 한다. 따라서, 장기체공 무인기는 대용량의 정밀 장비를 탑재할 수 있도록 기체 중량이 가벼워야 하고, 극한 환경에서 안정적으로 체공할 수 있도록 구조 건전성이 확보되어야 한다.
박막 표피(Film Skin)의 단점은 무엇인가? 기체 중량이 작고 저속으로 순항하는 장기체공 무인기는 주익에 작용하는 하중이 낮으므로, 주익 경량화를 위하여 경질 표피(Hard Skin) 대신 박막 표피(Film Skin)를 사용한다[4]. 그러나 박막 표피는 강성이 매우 낮고 강도가 낮아 공력 하중을 지지할 수 없으므로, 복합재 Spar 및 Rib 등의 Frame이 필수적으로 구성되어야 한다. 특히, 주익 대부분의 하중을 지지하는 Spar는 주익의 높은 세장비(Aspect Ratio)로 인해 주익 구조 중량의 큰 비중을 차지한다.
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참고문헌 (7)

  1. Ross, H., "Fly around the world with a solar powered airplane," The 26th Congress of International Council of the Aeronautical Sciences proceedings(AIAA-2008-8954), 2008. 

  2. Frulla, G. and Cestino, E., "Design, manufacturing and testing of a HALE-UAV structural demonstrator," Composite Structures, 83, 2008, pp.143-153. 

    상세보기 crossref

  3. "FAI Record ID No.16052" Federation Aeronautique International. Retrieved 4 December 2012. 

  4. Park, S. W., Shin, J. W., Park, I. K., Lee, M. H., Woo, D. H., Kim, S. J., and Ahn, S. M., "Development of main wing structure of long endurance electric powered UAV," Aerospace Engineering and Technology, 12(1), 2013, pp. 1-9. 

  5. Park, S. W., Shin, J. W., Lee, M. H., and Kim, T. U., "Non-linear structural analysis of main wing spar of high altitude long endurance UAV," Journal of Korean Society for Aviation and Aeronautics, 23(1), 2015, pp. 24-29. 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. Shin, J. W., Park, S. W., Lee, M. H., and Kim, T. U., "Light wing spar design for High altitude long endurance UAV," Journal of Korean Society for Aviation and Aeronautics, 22(2), 2014, pp. 27-33. 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. Park, S. W., Kim, S. J., Kim, H. K., Shin, J. W., Lee, S. G., and Kim, T. K., "Structural analysis of wing spar of stratosphere HALE UAV," Proceeding of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences Fall Conference, 2017, pp. 704-705. 

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