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연구목적 및 내용
차세대 항공기 설계기술의 중요한 특징은 고성능화 및 고효율화이며, 최적기법을 이용한 공력성능 향상기술과 복합재 구조 설계기술이 핵심적 연구 분야가 된다. 항공기의 전체 성능을 향상시키기 위해서는 공력특성 및 추진기관 효율개선 뿐만 아니라 구조설계나 재질변경을 통하여 항공기의 중량을 감소시켜야 한다. 항공기 부품의 공력특성해석, 최적형상 도출, 구조설계 및 제작기술은 상호 밀접한 연관성을 가지고 있으며, 각각의 요구사항이 동시에 충실히 반영된 설계가 이루어져야 한다. 1단계에서는 고성능 항공기 핵심부품에 관한

연구목적 및 내용
차세대 항공기 설계기술의 중요한 특징은 고성능화 및 고효율화이며, 최적기법을 이용한 공력성능 향상기술과 복합재 구조 설계기술이 핵심적 연구 분야가 된다. 항공기의 전체 성능을 향상시키기 위해서는 공력특성 및 추진기관 효율개선 뿐만 아니라 구조설계나 재질변경을 통하여 항공기의 중량을 감소시켜야 한다. 항공기 부품의 공력특성해석, 최적형상 도출, 구조설계 및 제작기술은 상호 밀접한 연관성을 가지고 있으며, 각각의 요구사항이 동시에 충실히 반영된 설계가 이루어져야 한다. 1단계에서는 고성능 항공기 핵심부품에 관한 공력성능 및 복합재 구조 분야의 차세대 설계기술, 2단계에서는 1단계 연구결과를 바탕으로 항공기 비행성능 향상을 위한 공력성능 및 비행제어연구와 가혹환경 하의 항공기 복합재 부품의 핵심설계 기술 연구를 수행하였다. 1, 2 단계의 연구결과를 바탕으로 최종 3단계에서는 공력-결빙 통합시스템, 지능형 자율비행 시스템, 차세대 일체형 복합재 보강구조 설계 및 성형에 관한 고효율 항공기 설계를 위한 통합 시스템 연구를 수행하였다.

연구결과
본 중점연구소 과제의 1단계에서는 “고성능 항공기 핵심부품 차세대 설계기술 개발”이란 주제로 “최신 최적기법을 이용한 항공기 공력부품의 성능 향상을 위한 핵심기술 연구”와 “차세대 복합재 항공기부품 설계 핵심기술 개발” 연구를 수행하였다. 1세부과제에서는 항공기 성능에 관련된 항력과 공력부품 설계를 위해 와류지배 유동장의 계산 정확성을 향상시키기 위한 해석 시스템을 구축하고, 추진부품의 성능에 중요한 역할을 하는 내부유동의 손실 최소화에 관한 연구를 수행하였다. 2세부과제는 항공기 복합재 구조물의 성능 향상을 위한 차세대 설계 및 제조기술을 연구와 함께 복합재 설계기술 분야의 가상현실기법을 도입한 디지털 Mock-Up 시스템을 구축하였다. 또한 복합재 제작기술에서는 미세섬유 및 직조형상 내의 미세유동을 3차원 DNS(직접수치해석)기법으로 해석하였다.
2단계는 “항공기 구조안전성 및 비행성능 향상을 위한 핵심설계기술 개발”이란 주제로 “가혹한 환경하의 복합재 부품의 핵심설계기술 개발”과 “항공기 비행성능 향상을 위한 핵심설계기술 개발” 연구를 수행하였다. 1세부과제는 항공기의 구조적 성능 향상을 위해 사용되는 복합재의 구조적 안전성을 확보할 목적으로 고온과 저온 환경, 담수 및 염수 환경 하에서의 체결부 안전성과 반복적인 하중에 따른 수명을 정확히 예측할 수 있는 기술을 개발하였다. 2세부과제는 차세대 전투기 및 무인항공기 등 국방과 관련된 항공기의 비행성능 향상을 위한 공력 및 제어분야 선도기술 개발을 목적으로 “비행 안정성 관련 공력모델 개발 및 항전 스텔스 성능 연구”, “유동박리 제어연구”, “무인비행체 자율비행 지능제어연구”, “무인비행체 햅틱기반 원격 조종성 연구”를 수행하였다.
3단계는 “고효율 항공기 설계를 위한 핵심 시스템 기술 연구”이란 주제로 “차세대 일체형 복합재보강구조 설계 및 성형기술”과 “공력-결빙 통합시스템 및 지능형 자율비행 시스템 기술” 연구를 수행하였다. 1연구주제는 체결부를 단순화하는 일체형 제작기술과 차세대 보강기술인 두께방향 피닝 기술을 결합하여 복합재 구조의 파괴안정성을 획기적으로 개선하였다. 동시에 복잡한 3차원 형상의 항공기 부품 성형기법인 RTM 공정기술 연구를 발전시켜 강성, 열 및 전기전도성, 난연성 등 고기능성 항공기 부품을 대량으로 성형하는 미세입자 하이브리드 복합재 성형기술 연구를 수행하였다. 2연구주제는 항공기 인증에 중요한 결빙에 의한 공력 영향성 및 결빙방지 시스템 개발과 항력감소 등 공력성능 향상을 위한 폐회로 유동제어 시스템 개발 연구를 하였다. 또한, 자율비행 시스템 연구목표 달성을 위해서 항공기의 비선형 공력특성과 유동박리에 의한 와류 등의 영향을 고려한 신경회로망 기반 강건제어기 연구를 수행하였다.

기대효과(응용분야 및 활용범위 포함)
항공기 고성능화, 고효율화, 구조안정성 및 비행성능 향상에 관련된 차세대 설계기술은 현재 진행중이거나 계획 중인 한국형 전투기(KFX), 경량민수헬기(LCH)/경량무장헬기(LAH), 무인전투기, 중․고고도 무인기, 터보프롭 민수 항공기 개발 프로그램 등의 대형 사업에 일차적으로 적용될 수 있다. 또한 Boeing 787, A350 등 국제공동개발을 진행 중이거나 추진 중인 민항기 사업에의 참여를 위한 핵심요소 기술로 활용될 수 있다. 본 과제를 통해 개발된 공력-결빙 통합시스템, 자율비행시스템, 일체형 복합재 구조기술은 최근 정부가 선정한 10대 항공핵심기술들로 향후 세계 수준의 항공기 설계기술을 확보하는데 중추적 역할을 할 것으로 기대된다. 특히 항공기 서브시스템의 고기능화 주요 품목인 결빙방지 시스템 기술은 2014년 사업 착수된 LCH/LAH 사업의 공기흡입구 및 로터 블레이드 방제빙 시스템 설계에 활용될 것으로 기대된다. 또한 본 연구의 Spin-Off으로 공력
-결빙 해석 및 설계 시스템은 대형 풍력단지의 결빙에 의한 셧다운 예측 및 방제빙 시스템 설계에 응용될 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 한글 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구소 개요 ... 4
• 1. 연구소 목표 ... 4
• 2. 연구소 주요 연혁 ... 5
• 3. 연구소 주요 사업 개요 ... 6
• 4. 연구소 조직 체계 ... 9
• 5. 연구소 소장의 이력사항 ... 10
• 6. 사업관리체계 및 회계 관리 ... 12
• 7. 연구소의 특성화·전문화 현황 ... 13
• 8. 연구소 사업비 현황 ... 15
• Ⅱ. 3단계 연구 실적 ... 16
• 1 연구소 발전 계획 대비 실적 ... 17
• 2 연구소 성과 목표 대비 실적 ... 26
• 3 연구과제 수행 계획 대비 실적 ... 59
• 4 기타 ... 101
• Ⅲ. 종합 연구 실적 ... 112
• 1 연구소 발전 계획 대비 실적 ... 113
• 2 연구소 성과 목표 대비 실적 ... 125
• 3 연구과제 수행 계획 대비 실적 ... 201
• 4 기타 ... 211
• 5 연구 참여자 타 연구 수행 실적 ... 224
• 6 홍보·대학특성화·지역산업 연계 특성화 등 실적 ... 226
• 7 연구소 향후 운영 계획 ... 228
• [별첨 1] 주관연구책임자 대표 연구업적 요약문 ... 230
• [별첨 2] 주관연구책임자 대표 연구수행과제 요약문 ... 235
• [별첨 3] 일반연구원 대표 연구수행과제 요약문 ... 238
• [별첨 4] 일반연구원 대표 연구수행과제 요약문 ... 243
• [별첨 5] 일반연구원의 대표 연구실적 ... 246
• 끝페이지 ... 253