초록 ▼

미국과 함께 세계 항공우주기술을 선도하고 있는 러시아의 중앙항공연구소(Central Aerohydrodynamics lnstitute ` TsAGl)와 공동연구를 통하여 항공우주 기체의 복합재 혹은 금속재 구조물 설계기술을 확보하는 것이 본 연구사업의 목적이다. 이 기술들을 나열하면, 공력특성 산출 기술, 미국 항공규정(FAR)의 요구사항를 만족할 수 있는 비행 하중 산출 기술, 구조물의 모델링 및 응력/좌굴해석, 최적화 설계 기술, 그리고 플러터 등 동적 해석기술 등 이다. 국내에는 위에 기술한 항공기 구조 설계기술이 축적되어 있

미국과 함께 세계 항공우주기술을 선도하고 있는 러시아의 중앙항공연구소(Central Aerohydrodynamics lnstitute ` TsAGl)와 공동연구를 통하여 항공우주 기체의 복합재 혹은 금속재 구조물 설계기술을 확보하는 것이 본 연구사업의 목적이다. 이 기술들을 나열하면, 공력특성 산출 기술, 미국 항공규정(FAR)의 요구사항를 만족할 수 있는 비행 하중 산출 기술, 구조물의 모델링 및 응력/좌굴해석, 최적화 설계 기술, 그리고 플러터 등 동적 해석기술 등 이다. 국내에는 위에 기술한 항공기 구조 설계기술이 축적되어 있지 못하고 경험 부족으로 기술적 한계를 갖고 있다. 서방 선진국들로부터 기술을 도입하려면 막대한 기술 이전료가 소요되고 주요 기술들은 기술이전 자체를 거부하고 있다. 또, 국내에서 자체적인 기술개발을 하려면 막대한 시간, 인력, 그리고 개발비가 소요된다. 또, 신속한 상품화를 요구하는 국내 산업체의 여건 때문에 적절하지 못하다. 이 같은 상황에서 러시아의 항공기술을 도입하는 것은 매우 시기 적절하며 효과적이다. 본 연구에서는 1차년도에 이어 소프트웨어 ARGON을 항공기 구조설계에 계속 적용하고 그 이론을 완벽히 이해하는데 주력하였다. 또 항공기 구조 강도분야에서 정적강도 및 피로 강도시험 기법, 플러터의 이론 및 시험기술, 단일 돌풍하중 및 연속난류에 의한 공력등 동적 비행하중 산출기술등을 러시아로부터 도입하고 이를 체계화하는데 노력하였다. 연구보고서의 내용들을 요약하면 아래와 같다. ARGON의 공력해석의 이론적 근거를 제공하기 위해 선 와류 유동장과 말발굽 와류 유동장 그리고 3차원 형상 공력해석법을 연구하였다. 또 1차년도에 기본설계를 수행하였던 복합재 항공기에 대해 비행하중을 FAR 23에 의거하여 정확하게 재산출하였다. 또 수직 꼬리날개에 대한 상세도면을 제작하였다. 또 참여기업체에서는 복합재 고등 훈련기의 역설계와 창공 '91 항공기의 복합재 수평미익에 대한 구조해석을 수행하었다. 또 하니컴 샌드위치의 특성평가 기법을 연구하였다.

목차 Contents

• 제1장 서론...16
• 제2장 한-러 항공 기술 교류...20
• 제3장 항공기 인증을 위한 설계/시험 기술 및 기준...24
• 3.1 항공기 구조 강도...24
• 3.2 비행 하중 산출...26
• 3.3 구조물의 피로강도 평가...28
• 3.4 피로시험 기법...30
• 3.5 플러터...32
• 제4장 공력 해석법...38
• 4.1 개요...38
• 4.2 선 와류 유동장...39
• 4.3 말발굽 와류 유동장...41
• 4.4 3차원 형상 공력 해석...43
• 제5장 복합재 항공기 설계...52
• 5.1 공력 특성 및 비행 하중 산출...52
• 5.2 구조 해석 모델링...53
• 5.3 구조해석 결과...54
• 5.4 수직꼬리 날개 설계 도면...55
• 제6장 복합재 고등훈련기 설계...126
• 6.1 개요...126
• 6.2 복합재 에얼러론 설계...130
• 6.3 결과 및 향후 계획...139
• 제7장 복합재 수평미익 설계...167
• 7.1 공력 모델링...167
• 7.2 하중계산...181
• 7.3 복합재 수평미익 구조해석 및 최적설계...219
• 7.4 결과 및 향후계획...238
• 제8장 하니콤 샌드위치 구조물 물성평가 기술...241
• 8.1 개요...241
• 8.2 하미콤 샌드위치 구조물의 특성...242
• 8.3 샌드위치 구조물의 제작 방법...255
• 8.4 샌드위치 면재 (프리프레그) 물성 시험...263
• 8.5 샌드위치 심재 (하니콤) 물성 시험...269
• 8.6 샌드위치 구조물 물성 시험...274
• 제9장 향후 연구 추진 계획...301
• 9.1 기술개발 및 교류 계획...301
• 9.2 항공 산업체와 공동 협력 계획...302
• 9.3 복합재 항공기 에어러론 개발...302
• 9.4 8인승 쌍발 복합재 항공기 설계의 기술 지원...302
• 제10장 결론...303
• 부록 보강된 복합 적층 판넬의 설계 해석...307
• 제1장 서론...327
• 1.1 연구배경...327
• 1.2 문헌조사...328
• 1.3 연구의 목적 및 범위...330
• 제2장 비선형 유한요소 프로그램 개발...333
• 2.1 응력 및 변형률 텐서...333
• 2.2 가상일의 정리...336
• 2.3 복합적층 판넬의 구성방정식...337
• 2.4 응축 쉘 요소...339
• 2.5 유한요소 방정식...342
• 2.6 수치적분...347
• 2.7 수렴판정...348
• 2.8 파손판정...349
• 2.9 유한요소 프로그램...351
• 제3장 계산결과 및 검토...355
• 3.1 기존결과와의 비교...355
• 3.2 문제설명...356
• 3.3 좌굴거동...357
• 3.4 좌굴후 거동...359
• 3.5 파손특성...360
• 3.6 보강재 간격의 영향...361
• 3.7 보강재 캡두께의 영향...362
• 제4장 결론...363
• 참고문헌...365
• 부록...367