초록 ▼

□ 본 과제는 선수 경기력 향상을 위한 제품 형상 및 필요 요소를 설계하고, 치명적 부상으로부터 선수 보호를 목적으로 경기 착용 가능한 시제품을 개발 하는 것이다. 과제를 통하여 봅슬레이 헬멧, DH Type 스키 헬멧, SL Type 스키 헬멧을 개발 완료 하였고, 국가 동계스포츠 선수의 경기력 향상 및 경쟁력 강화를 위해 추가적으로 스켈레톤 헬멧 개발을 완료하였다.

□ 본 과제의 연구목표 달성을 위해 경기 환경 및 착용환경 분석, 선수/지도자 요구사항 분석, 선진 제품 분석, 최적 소재 조합을 통한 충격 성능 확보,

□ 본 과제는 선수 경기력 향상을 위한 제품 형상 및 필요 요소를 설계하고, 치명적 부상으로부터 선수 보호를 목적으로 경기 착용 가능한 시제품을 개발 하는 것이다. 과제를 통하여 봅슬레이 헬멧, DH Type 스키 헬멧, SL Type 스키 헬멧을 개발 완료 하였고, 국가 동계스포츠 선수의 경기력 향상 및 경쟁력 강화를 위해 추가적으로 스켈레톤 헬멧 개발을 완료하였다.

□ 본 과제의 연구목표 달성을 위해 경기 환경 및 착용환경 분석, 선수/지도자 요구사항 분석, 선진 제품 분석, 최적 소재 조합을 통한 충격 성능 확보, 부품요소 설계를 실시하였으며, 풍동시험 및 전산유체역학(CFD) 실시를 통한 최적 형상을 도출 하였고, 시제품에 대한 선수평가를 실시하여 개선된 최종 시제품을 제작 완료 하였다.

□ 봅슬레이 헬멧은 DOT-FMVSS218, ECE R 22-05, KC 규격을 획득 하였으며, DH Type 스키 헬멧은 ASTM F2040, EN 1077 Class A, KC, FIS 인증을 획득 하였다. 또한 SL Type 스키 헬멧은 EN 1077 Class B와 KC 규격을 획득하였으며, 추가 개발품 스켈레톤 헬멧은 대한봅슬레이스켈레톤연맹의 승인을 완료하여 헬멧 안전에 대한 객관적 지표를 완성 하였다.

□ 연구/개발 기간 내 목표했던 기술적 성과 및 정량 목표를 초과 달성하였다.
-. 정량목표 : 헬멧 인증 9건, 특허 7건, 디자인 7건, 학술논문 1건, 시제품4건, 고용창출 2명
-. 기술적 성과 지표 달성은 다음과 같다.

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

The R&D purposes of this project are to design the helmets and components based on the winter sports environment and requirements of Olympic Athletes, and to produce the helmets which are possible to wear during the competition to protect Olympic Athletes from the fatal injuries. Based on these purp

The R&D purposes of this project are to design the helmets and components based on the winter sports environment and requirements of Olympic Athletes, and to produce the helmets which are possible to wear during the competition to protect Olympic Athletes from the fatal injuries. Based on these purposes, we complete development of the bobsleigh, DH type ski and SL type ski helmets. And additionally, to improve performance of national players, we also complete development of the skeleton helmet.

To achieve and accomplish R&D targets for the project, we perform analysis of user environment and wearing conditions, verifications of Olympic Athletes and trainees requirements, analysis of the competitor products, verification of optimal material integrations, and verifications of engineering specification to element of components. And we draw the optimized shape of the helmets through wind-tunnel test and CFD simulation. Finally, we conduct the final product evaluation with Olympic Athletes and complete development of improved helmets.

For bobsleigh helmet, we obtain DOT-FMVSS218, ECE R 22-05 and KC standards. For DH type ski helmet, we obtain ASTM F2040, EN 1077 Class A, KC, FIS standards. And for SL type ski helmet, we obtain EN 1077 Class B and KC standard. For skeleton helmet which is developed additionally, we obtained certification from KBSF(Korea Bobsleigh & Skeleton Federation). We hereby complete the objective indexes about helmet safety.

We exceed technical achievements and quantitative objectives which is the R&D targets during periods of R&D.
-. Quantitative objectives : 9 helmet certifications, 7 patent applications, 7 design patent applications, 1 scientific treatise, 4 product developments, 2 employments
-. technical achievements :

(출처 : SUMMARY 52p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 52
• CONTENTS ... 53
• 목차 ... 54
• 제1장 기술개발과제의 개요 ... 58
• 제1절 기술 개발의 목적 및 필요성 ... 58
• 1. 기술개발의 필요성 ... 58
• 2. 경제적, 산업적, 사회적 중요성 ... 59
• 3. 기술개발의 목적 ... 59
• 제2절 기술 개발의 범위 ... 60
• 1. 1차 년도 기술 개발의 범위 ... 60
• 2. 2차년도 기술 개발의 범위 ... 61
• 3. 3차년도 기술 개발의 범위 ... 63
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 65
• 제1절 보호 헬멧의 국내외 기술개발 현황 ... 65
• 1. 봅슬레이 헬멧 ... 65
• 2. 스키 헬멧 ... 66
• 3. 스켈레톤 헬멧 ... 69
• 제3장 1차 년도 기술개발 내용, 방법 및 결과 ... 70
• 제1절 동계스포츠 헬멧의 설계 필요요소 기술 분석 ... 70
• 1. High-End 제품 평가/분석 ... 70
• 2. 봅슬레이, 스키 헬멧 착용 환경 및 경기영향 분석 ... 78
• 3. 선수 및 지도자 개발요구 사항 분석 ... 82
• 4. 부품기능 및 설계조건 분석 ... 83
• 6. 헬멧 충격 메커니즘 및 요구조건 분석 ... 97
• 7. 최적 소재 선정을 위한 물성, 평가분석 ... 104
• 제2절 1차년도 헬멧 형상 디자인 초안 도출 및 확정(봅슬레이 & 스키헬멧) ... 110
• 1. High-end 제품 공력 성능 평가/분석 ... 110
• 2. Shell 기초 형상 설계 및 공력 분석 ... 116
• 3. 기초 형상에 대한 1차 디자인 요소 적용 ... 120
• 4. 1차 디자인 적용 형상에 대한 공력 성능 향상 ... 121
• 5. 1차년도 최종 디자인 형상 ... 124
• 6. 1차년도 최종 디자인 적용 형상에 대한 공력 성능 평가 ... 126
• 7. 전산유체역학(CFD)을 이용한 1차년도 디자인 형상에 대한 공력 해석 ... 131
• 제3절 1차년도 시작품 제작(선수착용 및 규격성능 사전점검용) ... 137
• 1. 봅슬레이, 스키헬멧 시작품 제작 ... 137
• 제4장 2차 년도 기술개발 내용, 방법 및 결과 ... 141
• 제1절 봅슬레이 & 스키헬멧 구조설계(시제품 설계) ... 141
• 1. 시작품 선수 평가 및 개선 방안 도출 ... 141
• 2. 시작품 내부 공기 흐름 검토(CFD) ... 147
• 3. 시제품 충격안전 요소 설계 및 2차년도 사양 확정 ... 148
• 4. 경기력 관련 부품요소 설계 및 사양 확정 ... 165
• 5. 스키 고글 설계 ... 171
• 6. 신규 SL Type 전용 스키 헬멧 기초 설계(Shell & 내부 충격 흡수재) ... 174
• 제2절 2차 년도 봅슬레이 & 스키헬멧 시제품 제작 ... 175
• 1. 몰드제작 및 시제품 제작 ... 175
• 2. 제조기술 개발 연구 ... 183
• 제3절 봅슬레이 & 스키헬멧 경량화 설계기술 개발 ... 186
• 1. 쉘 충격 부위별 최적 경량화 적층사양 연구 ... 186
• 2. 분리형 내부 충격 흡수재 경량화 사양 연구 ... 186
• 제4절 봅슬레이 & 스키헬멧 풍동실험 ... 188
• 1. CFD를 이용한 헬멧 & 고글 유동 해석 ... 188
• 2. 소음 측정 및 개선시험 ... 190
• 3. 시제품 개선 공력 성능 시험 및 평가 ... 194
• 제5절 봅슬레이 헬멧 기본 규격 인증 연구 ... 203
• 1. 최종 봅슬레이 헬멧 충격 성능 공인 검증(KCL) ... 203
• 2. 봅슬레이 헬멧 DOT 인증 획득 ... 206
• 3. 봅슬레이 헬멧 KC 인증 획득 ... 206
• 4. 봅슬레이 헬멧 ECE 인증 준비 ... 206
• 제5장 3차 년도 기술개발 내용, 방법 및 결과 ... 207
• 제1절 SL Type 스키 헬멧 개발 ... 207
• 1. SL Type 구조 설계(시제품 설계) ... 207
• 2. SL Type 풍동시험 및 CFD 해석 ... 222
• 3. SL Type 금형 제작 및 시제품 제작 ... 236
• 4. SL Type 경량화 설계 ... 246
• 5. SL Type 시제품 선수 평가 및 개선 방안 도출 ... 266
• 6. SL Type 전용 고글 개발 ... 273
• 제2절 봅슬레이 & 스키헬멧 최종 시제품 제작 ... 276
• 1. 최종 선수 평가 및 개선 ... 276
• 2. 최종 시제품 제작 ... 287
• 제3절 봅슬레이 & 스키헬멧 규격 인증 및 추가 평가 ... 289
• 1. 해외/국내 규격 인증 획득 ... 289
• 2. 봅슬레이 헬멧 쉴드 굴절력 테스트 ... 307
• 제4절 제품 기술 확보 ... 310
• 1. 핵심 요소 디자인 출원 및 기술 특허출원 ... 310
• 제5절 스켈레톤 헬멧 기술개발 내용, 방법 및 결과 ... 312
• 1. 동계스포츠 스켈레톤 헬멧의 설계 필요소요 기술 분석/확정 ... 312
• 2. 스켈레톤 헬멧 디자인 및 구조 설계 ... 323
• 3. 스켈레톤 헬멧 시제품 제작 ... 333
• 4. 스켈레톤 헬멧 최종 시제품 제작 ... 337
• 5. 기타 ... 340
• 제6장 목표달성도 및 관련분야의 기여도 ... 341
• 제1절 1단계 목표 달성도 ... 342
• 1. 계획 대비 실적 현황 ... 342
• 2. 1단계 기술개발의 성과목표 및 달성 현황 ... 346
• 제2절 연구 성과의 관련분야 기여 ... 348
• 제7장 연구개발결과의 활용계획 ... 352
• 제1절 연구개발결과의 활용 분야 ... 352
• 1. 동계스포츠 헬멧 시장 진출 제품화 및 사업화 기술로 활용 ... 352
• 2. 동계 스포츠 이외 타 분야 헬멧 제품군 확대 위한 기초 기술로 활용 ... 352
• 3. 스포츠 헬멧 분야 전담조직 양성 역량기술로 활용 ... 352
• 4. 주력 제품(모터사이클 헬멧)에 기술 발전 접목 기술로 활용 ... 352
• 제2절 활용 예상 문제점 및 극복방안 ... 352
• 제3절 연구개발결과의 사업화 추진 ... 353
• 1. 사업화 전략 ... 353
• 제8장 기술개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 356
• 제9장 참고문헌 ... 357
• 부 록 ... 358
• 끝페이지 ... 482