초록 ▼

본 연구의 궁극적인 목적은 운용 중의 항공용 가스터빈엔진의 신뢰성 및 유용성을 극대화시키기 위해 다양한 손상, 성능저하, 고장 등을 감시하고 진단 할 수 있는 사용자 편의의 첨단 통합진단시스템 설계기술을 구축하는데 있다.
본 연구의 목적을 효율적으로 달성하기 위해 2010년부터 2013년까지 3년의 연구기간 동안 연구를 수행하였으며 연차별 계획에 따라 1차 년도는 자료 수집 및 적용기법 연구, 2차 년도는 터보축 엔진과 터보프롭 엔진의 개별 진단 시스템 시스템구축, 3차 년도에는 1, 2차 년도에 구축된 터보축 엔진과 터보프롭

본 연구의 궁극적인 목적은 운용 중의 항공용 가스터빈엔진의 신뢰성 및 유용성을 극대화시키기 위해 다양한 손상, 성능저하, 고장 등을 감시하고 진단 할 수 있는 사용자 편의의 첨단 통합진단시스템 설계기술을 구축하는데 있다.
본 연구의 목적을 효율적으로 달성하기 위해 2010년부터 2013년까지 3년의 연구기간 동안 연구를 수행하였으며 연차별 계획에 따라 1차 년도는 자료 수집 및 적용기법 연구, 2차 년도는 터보축 엔진과 터보프롭 엔진의 개별 진단 시스템 시스템구축, 3차 년도에는 1, 2차 년도에 구축된 터보축 엔진과 터보프롭 엔진의 진단 시스템에 3차 년도에 개발된 터보팬 엔진에 대한 상태감시 프로그램을 통합한 통합 상태 진단 시스템을 구축하여 사용자가 필요에 따라 각각의 엔진을 선택하여 고장 진단을 원활하게 수행할 수 있는 체계를 구축 하였다. 터보축 엔진과 터보프롭 엔진은 정성적 구성품 손상 진단에 퍼지이론을 정량적 구성품 손상진단에는 신경회로망이론을 적용하였고 터보팬엔진의 경우에는 센서 바어스와 손상까지 고려할 수 있는 비선형 가스경로기법과 유전자 알고리즘을 적용한 진단시스템을 구성하였다. 또한 통합진단시스템은 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 효율적이고 사용자 친화적인 GUI(Graphic User Interface)형태의 온라인 상태 모니터링 및 진단 프로그램을 개발하였다. 본 통합진단 프로그램은 사용자친화적으로 고안되어 진단시스템에 대한 전문적인 지식이 없는 사용자라도 쉽고 편리하게 사용할 수 있도록 하였다. 개발된 진단시스템은 측정변수와 가스터빈 기본성능을 비교 엔진 상태를 온라인으로 감시할 수 있는 온라인 상태감시시스템과 정확한 손상 및 고장을 식별하고 정량화 할 수 있는 퍼지이론과 신경망이론의 적용과 센서 바이어스와 손상까지 진단할 수 있는 유전자알고리즘을 적용한 첨단 인공지능진단방법을 모두 적용하였으며 이와 비교하기 위해 모델기반 진단방법인 선형/비선형 가스경로기법들도 적용하였다.
연구내용을 요약하면 다음과 같다.
- 시험 자료를 활용한 엔진/구성품/서브시스템 모델링 연구
- SIMULINK를 이용한 터보축, 터보프롭, 터보제트 및 터보팬 엔진 구성품 성능 맵 생성 및 성능모사 연구
- 엔진성능모델을 이용한 엔진 특성분석 연구
- 엔진 상태 모니터링 시스템 및 진단 시스템 알고리즘 연구
- 모델베이스 진단 알고리즘인 선형/비선형 가스경로기법 및 소프트컴퓨팅 방법인 대표적 첨단 인공지능기법인 퍼지이론, 신경망이론 및 유전자 알고리즘들의 적용 진단시스템의 신뢰도 향상 연구
- 터보 축, 터보프롭, 터보제트 및 터보팬 엔진의 통합진단시스템 설계 기반기술 연구
- GUI형의 사용자 편의성 제공 프로그램 개발
- SIMULINK와 LabView 이용한 진단시스템 개발하여 실제 터보축엔진 및 소형터보제트엔진에 적용하여 구축된 설계기술의 타당성 검증 연구

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 16
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 17
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 18
• Ⅲ. 연구성과 ... 21
• [별첨1] 2011 대 표 연 구 성 과 ... 25