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실험적 동적 모델을 이용한 헬기용 FLIR 센서의 마운트 설계
조기대 한국소음진동공학회 2004 한국소음진동공학회 논문집 Vol.14 No.11
The structural modification to install a heavy sensor was made at the front extremities of the foreign-produced helicopter operated in the Korea Navy Mounting the sensor directly to the nose structure is unlikely to be practical because it lowers a dynamic mode of the airframe close to rotor blade passing frequencies, leading to increased helicopter vibration. Unfortunately we have no information on dynamic characteristics of the imported helicopter. So the experimental modal model derived from shake testing on the overall airframe of a working helicopter was used to solve the sensor Installation problems. The sensitivity analysis was done to evaluate what the best of modification woo)d be. Simple ID model and experimental modal data for mount system with sensor were Incorporated into overall dynamic model to assess the effects of the sensor installation on helicopter. Modal testing for the modified helicopter shows that the airframe modes are sufficiently displaced from rotor passing frequencies. The mount system has been proven fight to be sufficiently stable to meet vibration-level requirement for all required operational profiles.
조기대(Ki-Dae Cho) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.1
로터 블레이드 가진 주파수에서의 가진력이 헬리콥터 진동의 주요 요인이다. 이 로터 블레이드 가진 주파수는 일반적으로 10~30 ㎐ 영역이고 관심 기체 모드들도 이와 유사하다. 그런데 해외 제작 헬리콥터 전방 끝단에 무거운 센서를 장착하는 것은 기체의 동적 특성변화를 가져와 로터 가진 주파수와 공진을 유발할 수 있다. 전 기체의 동적 특성에 변화를 유발하지 않도록 하기 위해, 무거운 센서를 어떻게 장착할 것인지를 개념적 접근 및 유한 요소 해석을 통해 결정하였다. 센서 마운트 시스템이 장착된 전 기체의 지상 진동시험 결과는 장착 설계가 타당함을 보여준다. Forcing at the rotor blade passing frequencies is responsible for the majority of vibration related problems on helicopters. Blade passing frequencies of helicopters are generally in the range 10~30 ㎐ and the interest modes of the helicopters also exist in the range. By the way, the installation of a heavy sensor at the front extremities of an imported helicopter may change the modal characteristics of the airframe and results in the resonance with rotor passing frequencies. To avoid too large a change in the dynamics of the overall airframe, we determined how to install a heavy sensor through conceptual approach and finite element analysis. The results of a ground vibration test for airframe with sensor mount system clearly demonstrate that the installation design is acceptable dynamically.
주조 알루미늄합금 A356 을 사용한 해상구조물의 진동피로수명평가
조기대(Ki-Dae Cho),김지억(Jie-Eok KIM),양성철(Sung-Chul Yang),정화영(Hwa-Young Jung),강기원(Ki-Weon Kang) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.9
함정구조물은 함내 엔진 및 프로펠러 추진력의 환경진동에 노출되어 있다. 일반적으로 함상구조물은 함상진동규격인 MIL-STD-167-1A 에 따라 개발되고 있으며, 장기간 사용을 목적으로 하는 함상구조물의 진동에 대한 피로수명은 해석적 접근법과 진동실험을 통해 반드시 평가되야 한다. 본 논문에서는 함상구조재로 사용된 주조 알루미늄합금인 A356 의 피로강도를 14 S-N 법으로 평가하고, 구조물의 작용응력은 함상진동규격에 준하는 주파수응답해석을 통해 분석되었다. 최대등가응력의 주파수는 최대실험주파수에서 나타났으며, 함상장비의 진동피로수명은 누적손상법에 의해 평가되었다. The naval structure exposes to environmental vibration of shafted propeller propulsion and engine vibration. The shipboard equipments are developed compliance to MIL-STD-167-1A. For this purpose, vibration fatigue life of shipboard equipment for long lives should be estimate via an analytical approach and vibration test. In this paper, High cycle fatigue strength of cast aluminum alloy A356 using shipboard equipment was evaluated by 14 S-N method. The stress applied on the structure is evaluated by an analytical method(frequency response analysis with sinusoidal input and a fatigue evaluation) to simulate a MIL-STD-167-1A test. The frequency with the maximum equivalent stress is shown by Max. test frequency and the vibration fatigue life of shipboard equipment was estimated by Miner’s rule.
함정 마스트 장착 레이더용 회전 중형 안테나의 외부 형상 설계
조기대(Ki Dae Cho),김기완(Ki Wan Kim),권민상(Min Sang Kwon),홍성일(Seong IL Hong) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.8
함정 전투체계의 운용개념 및 탐색 레이더의 운용성능을 고려하여 설계된 안테나는 반도체형 송수신기들로 구성된 능동배열안테나 시스템이다. 안테나 시스템을 구성하는 전자장비들을 배치하면, 전체 형상은 상당히 큰 크기의 박스 형태가 된다. 함정 마스트에 장착되어 기계적으로 회전하는 안테나시스템은 가혹한 외부 환경으로부터 내부 장비를 보호하기 위해 밀폐된 하우징을 사용한다. 하우징의 외부형상을 결정할 때, 기존 설계는 강풍이 존재하더라도 정상 회전 유지가 중요한 설계 고려 요소이다. 최근에 함정의 생존성을 증대시키기 위해 저피탐 설계가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 저피탐 설계요소를 추가하여 제안된 4 가지 모델에 대해서 외부 형상 설계를 분석하였다. To satisfy the operational requirements of surveillance radar and the operational concept of a ship combat system, an active-array-type antenna was designed using solid-state transmitters and receivers. The arrangement of the constituent electronic components of the antenna system, considerably large in size, and therefore, the antenna needs to be housed in a box. The rotational antenna system installed on a ship mast is installed in a sealed housing to protect the interior equipment from environmental conditions. The outer shape of the housing is that the antenna should be capable of rotating normally despite strong winds. Furthermore, in recent times, designs with low radar cross section (RCS) have attracted attention from the viewpoint of improving the stealth of the ship. In this light, four types of models are proposed for the outer shape design of the antenna system, and they are investigated from the viewpoint of low RCS design as well as wind load.