초록 ▼

본 연구개발의 목적은 민군겸용과제로 채택된 “중대형 항공기 탄소－탄소 브레이크 디스크” 의 개발 및 상용화로 군용기로는 한국공군 주력기인 KFP F-16 Block 52 전투기용 탄소－탄소 브레이크 디스크의 국산화 개발이며，이를 기반으로 민항기에 적용할 수 있는 중대형 탄소－탄소 브레이크 디스크의 시제품 개발이다．
l단계 연구에서는 KFP F-16 Block 52 전투기용 탄소－탄소 브레이크 디스크의 국산화를 위하여 l차적으로 현품을 분석하여 프리폼 및 메탈부품을 역 설계하고 제작공정연구를 통한 탄소－탄소 브레이크 디스크 시제

본 연구개발의 목적은 민군겸용과제로 채택된 “중대형 항공기 탄소－탄소 브레이크 디스크” 의 개발 및 상용화로 군용기로는 한국공군 주력기인 KFP F-16 Block 52 전투기용 탄소－탄소 브레이크 디스크의 국산화 개발이며，이를 기반으로 민항기에 적용할 수 있는 중대형 탄소－탄소 브레이크 디스크의 시제품 개발이다．
l단계 연구에서는 KFP F-16 Block 52 전투기용 탄소－탄소 브레이크 디스크의 국산화를 위하여 l차적으로 현품을 분석하여 프리폼 및 메탈부품을 역 설계하고 제작공정연구를 통한 탄소－탄소 브레이크 디스크 시제품 제작하여 자체 성능시험 및 인증시험을 수행하는 것이다． 2단계 연구에서는 KFP F-16 Block 52 전투기용 탄소－탄소 브레이크 디스크의 규격화 （국방부 “군 사용가 “) 및 제품화，양산체제 기반을 구축하고，이를 기반으로 중대형 항공기 탄소－탄소 브레이크 디스크로의 적용 을 위한 기본 역 설계 및 해석，공정기술개발 및 시제품을 제작하여 개발시험을 수행하는데 그 목적이 있다．

Abstract ▼

Purpose of this study are to develop the mid sized carbon-carbon brake disks that are to be used for military and commercial aircraft commonly. The development goal is that the carbon brake disk for KF-16 Block 52 and mid sized commercial brake disk for civil aircraft are commercialized.
The deve

Purpose of this study are to develop the mid sized carbon-carbon brake disks that are to be used for military and commercial aircraft commonly. The development goal is that the carbon brake disk for KF-16 Block 52 and mid sized commercial brake disk for civil aircraft are commercialized.
The development targat of the first stage is that we would analyze and review the carbon brake disk of KF-16 Block 52 for domestic developemt of carbon brake disk. The carbon brake disks made by the developed manufacturing process are to be tested for proving the braking performed and quality assurance.
The developent target of the second stage is that we would get the approval of military use for KF-16 Black 52 carbon brake disk adn establush the mass production llune. Secondly, we would develop the mid sized commercial aircraft brake disk through the acquired first stage technology such as design, analysis and process of manufacturing, and perform the testing of prototype brake disk using dynamometer.
탄소／탄소 복합재료의 마찰재에 사용되는 보강섬유의 조직 형태인 기존의 2 차원 구조인 단섬유 형태 및 직조된（woven) 직물 형태 구조의 적충 복합재료는 충콰 충 사이가 분리되는 충간 전단력에 의해 쉽게 파손이 일어나며 적충시 많 은 시간과 수작업을 요하기 때문에 생산성이 떨어지고 원재료 손실이 크머 균일 한 품질의 제품을 얻기가 힘들다．따라서 섬유의 방향이 평변뿐만 아니라 두께 방향으로도 배열된 3차원 구조의 프리폼 개발은 필수적이다．그러나 완전한 3 차원 구조의 프리폼을 생산하러변 비용이 높기 때문에 항공기용 디스크와 같은 소모품에 이를 적용하기는 어렵기 때문에 구조적으로 3차원에 가깝고 대량 생산이 가능한 니들펀칭에 의한 프리폼을 개발함으로써 기존의 제품보다 성능과 수 명이 향상되고 생산 단가도 저렴한 브레이크 디스크 제조가 가능하다．본 연구 의 목적은 니들펀칭 기게를 제작하고 니들펀칭에 대한 최적공정 변수를 결정하 여 3차원 구조의 탄소／탄소 복합채용 프리폼을 개발하는데 있다．
탄소／탄소 복합재료 브레이크 디스크의 비파긔 평가는 일반적으로 접촉식의 탐상법이 적용되고 있으나 이는 브레이크 디스크 전체영역 탐상을 위하여 시간이 많이 소모되머 재료내부에서의 높은 초음파 감쇠로 적절하 신호를 수신하지 못하는 단점이 있다．본 과제에서는 이를 보완하는 투콰법의 자동화된 스캐닝을 통하여 짧은 시간에 브레이크 디스크 전쳬를 평가하머 재료내부에서의 초음파 감쇠의 영향을 감소시켰다．본 과제에서 초음파 c-scanning을 통하여 탄소／탄소 복합채료 브레이크 디스크의 물성을 평가하였다．

목차 Contents

• 제1장 서론...23
• 제1절 연구개발 개요...23
• 제2절 연구개발 필요성 및 범위...26
• 제2장 국내외 기술개발 현황...31
• 제1절 소요기술 분석...31
• 제2절 국내 기술현황...33
• 제3절 국외 기술현황...37
• 제3장 연구개발 추진일정 및 방법...43
• 제1절 추진일정...43
• 제2절 추진체계...44
• 제3절 추진방법...45
• 제4절 연구개발 수행내용 및 결과...49
• 제4장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도...93
• 제1절 연구개발 목표달성도...93
• 제2절 대이기여도 및 파급효과...98
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...100
• 제1절 추가연구의 필요성 및 타 연구에의 응용방안...100
• 제2절 기업화 추진방안...100
• 제6장 참고문헌...102
• 부록 1. 공동연구기관 보고서(브레이므 디스크용 프리폼 제조 기술개발)...107
• 부록 2. 위탁연구보고서(비 파괴기술을 이용한 C/C 복합재료의 두께방향 강화재의 배향분포 특성연구)...140
• 부록 3. 위탁 연구보고서(탄소/탄소 브레이크 디스트 설계/해석 기술개발)...175
• 부록 4. 참여기업 보고서(탄소/탄소 브레이크 디스크 금속 부품 개발)...232
• 부록 5. 브레이크 디스크 인증 및 시장 연구보고서(Intertech Report)...260
• 제1장 서론...112
• 제2장 연구사례 및 특허조사...114
• 제3장 외국제품 분석...117
• 제1절 미세구조 분석...117
• 제2절 미세구조 분석 결과...119
• 제4장 니들펀칭 기계 제작...122
• 제1절 니들펀칭 원리 및 공정 변수...122
• 제2절 니들펀칭 기계...123
• 제5장 사용재료...125
• 제6장 최적 공정 연구...126
• 제1절 섬유층(layer)제조...126
• 제2절 시펀용 프리폼 제작...127
• 제3절 시편시험...128
• 1.시편준비...128
• 2.기계적 특성 시험...128
• 제4절 결과...131
• 제7장 프리폼 제조...132
• 제1절 시제품 제작...132
• 제2절 미세조직 분석...133
• 제3절 탄화열처리...134
• 제8장 결론...107
• 제9장 참고문헌...108
• 제1장 서론...145
• 제2장 국내외 기술개발 현황...147
• 제1절 C/C 복합재료...147
• 제2절 제조 공정...148
• 제3절 시험편...150
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과...154
• 제1절 초음파 탐상법의 기본 이론...154
• 1.반사와 투과...154
• 가. 음향 임피던스(seoustic impedance)...154
• 나. 수직입사시의 반사와 투과...154
• 2.펄스에코법과 투과법...155
• 제2절 실험방법...157
• 1.초음파 C-스캔 실험...157
• 2.초음파 종파속도 측정...158
• 3.기공량 평가...160
• 제3절 실험결과...161
• 1.초음파 종파속도 측정을 통한 기공분포 특성평가...161
• 2.초음파 C-스캔 기법을 이용한 내부결함 분포특성평가...164
• 제4장 연구 개발 목표 달성도 및 대외기여도...170
• 제1절 연구개발 목표...170
• 1.최종 목표...170
• 2.당해연도 목표...170
• 3.기술개발 결과물 및 목표달성도...170
• 4.기대효과 및 활용방안...170
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...172
• 제6장 참고 문헌...174
• 제1장 서론...178
• 제1절 연구배경...178
• 제2절 문헌조사...180
• 제2장 탄소.탄소 복합재료의 기계적 불성치 측정 실험...182
• 제1절 디스크의 구성품...182
• 제2절 기계적 물성 측정...182
• 제3절 두께 방향 전단 실험(Out of plane shear test)...183
• 1.실험 과정...183
• 2.데이터 처리...184
• 3.실험결과 및 토의...184
• 제4절 실험 데이터 분석...186
• 제3장 시스템의 열탄성 해석...188
• 제1절 해석 방법...188
• 제2절 해석 모델...188
• 제3절 해석 결과...192
• 1.열적 하중...192
• 2.기계적 하중...195
• 제4절 열탄성 해석결과 분석...198
• 제4장 디스크의 응력 해석 방법...200
• 제1절 해석 모델...200
• 제2절 하중조건과 온도조건...201
• 제3절 회전판의 하중전달 메커니즘...202
• 제5장 회전판의 하중전달 메커니즘의 검증...203
• 제1절 검증 방법...203
• 제2절 클립과 리데이터의 접촉...204
• 제3절 기계적 변형 형상해석...204
• 1.모델링과 경계조건...204
• 2.기계적 변형 형상해석 결과...206
• 제4절 열변형 형상해석...207
• 1.모델링과 경계조건...207
• 2.열변형 해석 결과...208
• 제5절 클립과 리테이너의 간격변화 해석 결과...208
• 제6장 회전판과 정지판의 3차원 응력해석...209
• 제1절 응력 해석방법...209
• 제2절 회전판의 응력해석...209
• 1.회전판의 응력해석 모델...209
• 2.회전판의 응력해석 결과...210
• 제3절 정지판의 응력해석...213
• 1.정지판의 응력해석 모델...214
• 2.정지판의 응력해석 결과...215
• 제4절 전체 응력해석 결과...218
• 제7장 인자연구에 따른 회전판의 응력분포 해석...219
• 제1절 접촉면의 각도변화에 따른 응력분포...220
• 1.최대 응력 분포...220
• 2.회전판의 슬립현상 변화...221
• 제2절 키 홀의 곡률반경 변화에 따른 응력분포...223
• 1.최대 응력 분포...224
• 제3절 인자연구에 따른 해석 결과...225
• 제8장 결론...227
• 제9장 향후 계획...229
• 제10장 참고문헌...230
• 제1장 역설계를 통한 Metal Clip 개발...234
• 제1절 현품 분석...234
• 제2장 제조 공정 개발...244
• 1.Wax Pattern 사출 및 조립...246
• 2.주형 제작(Coating)...248
• 3.탈왁스(Dewaxing)...248
• 4.주조 공정...249
• 5.Press 성형...251
• 가.Clip Retainer...251
• 나.Oxidation Shield...251
• 제3장 검사공정...253
• 1.비파괴 검사...253
• 2.치수 검사...244
• 3.성분 분석 및 기계적 성질...255
• 제4장 결론...259