최대공산 추정법을 이용한 항공기 동안정성 비행시험

이상종(Sang-Jong Lee),박정호(Jeong-Ho Park),장재원(Jae-Won Chang),박일경(Il-Kyung Park),김근택(Keun-Taek Kim),성기정(Kie-Jeong Seong) 한국항공우주연구원 2010 항공우주기술 Vol.9 No.2

본 논문에서는 소형항공기의 종축 및 횡방향축 동안정성 비행시험을 수행하고 그 결과를 분석 정리하였다. 대상 항공기는 한국항공우주연구원에서 개발한 4인승 선미익형 항공기인 반디 실용화 1호기이며, 탑재 센서 및 실시간 텔레메트리시스템을 통해 비행시험 데이터를 확보하였다. 대상 항공기의 동안정성 비행시험은 대상 항공기 운동모델의 공력 미계수를 추정하여 고유주파수 및 댐핑 등의 비행성을 판별하여 동안정성을 분석할 목적으로 수행되며, 본 비행시험에서는 chirp, 3211 및 doublet 조종입력을 사용하여 비행데이터를 확보한 후 최대공산 추정기법 (MMLE)을 적용하여 공력 미계수를 추정하였다. This technical paper describes and summarizes the flight test results for the longitudinal and lateal-directional dynamic stability characteristics. The target aircraft is the 4-seat carnard type aircraft, FireFly, which has been developed by KARI. Airborne sensors and real-time telemetry system are constructed to obtain the flight test data. The dynamic stability characteristics should be analyzed and tested by estimaitng the aerodynamic parameters in the dymaic equations of motion. The maximum likelihood estimation technique has been applied to the flight data from chirp, 3211, and doublet control inputs.

구속모형시험을 이용한 잠수함의 동유체력 계수 추정 및 동안정성 평가

정재훈,옥지훈,이치승,이제명,이승건,Jae-Hun Jeong,Ji-Hun Ok,Chi-Seung Lee,Jae-Myung Lee,Seung-Keon Lee 한국항해항만학회 2015 한국항해항만학회지 Vol.39 No.3

최근 국내외적으로 수중 유도무기체계 개발로 다양한 형태의 수중운동체 기술이 발전되고 있다. 특히 수중운동체 중 하나인 잠수함 은 한국의 특수한 상황에서 최적의 선형설계를 위한 신뢰도 높은 조종성 평가 기술이 요구되며, 이를 위한 정확한 동유체력 계수의 추정 또한 중요한 연구 분야라 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 잠수함 모형을 대상으로 구속모형시험인 VPMM (Vertical Planar Motion Mechanism) 시험을 실시하여 정밀도 높은 동유체력 계수를 추정하였다. 그리고 추정된 연직면 운동에 대한 선형 (Linear) 동유체력 계수 (Hydrodynamic derivatives)들을 이용하여 동안정성 (Dynamic Stability)을 판별하였다. 그 결과, 이론추정치와의 비교를 통해 동유체력 계수의 타당성이 검증 되었으며, 잠수함의 연직면 동안정성도 양호한 것으로 평가되었다. 즉, 무한수심으로 정의되는 심도 6.0의 깊은 수심으로 갈수록 주기에 따른 변화가 작아지며, 이론추정치에 근사함을 확인할 수 있었다. 한편 연직면 동안정성 판별에 있어서는, 0보다 큰 양(+)의 값을 가짐으로서 연직면 운동에 대한 동안정성을 만족하는 것으로 나타났다. In these days, the world has been increasing the development of various underwater vehicles such as ROVs (Remotely operated underwater vehicles) and AUVs (Autonomous underwater vehicles). And the importance of submarine‘s maneuverability is especially being emphasized. Therefore, accurate values of the derivatives in equations of motion are required to control motion of the submarines. The aims of the present study are to experimentally derive Hydrodynamic derivatives derived by the vertical planar motion mechanism (VPMM) model test, and to estimate vertical dynamic stability was estimated by using the linear hydrodynamic derivatives, the hydrodynamic derivatives of the submarine, which have a high propriety, were provided by using the fourier analysis of measured forces and moments. Furthermore it is confirmed that the experimental derivatives shows well agreement with the theoretical estimations, and the dynamic stability of the submarine was estimated as a good state, which implies that the value is greater than zero.

구속모형시험을 이용한 잠수함의 동유체력 계수 추정 및 동안정성 평가

정재훈,옥지훈,이치승,이제명,이승건 한국항해항만학회 2015 한국항해항만학회지 Vol.39 No.3

최근 국내외적으로 수중 유도무기체계 개발로 다양한 형태의 수중운동체 기술이 발전되고 있다. 특히 수중운동체 중 하나인 잠수함 은 한국의 특수한 상황에서 최적의 선형설계를 위한 신뢰도 높은 조종성 평가 기술이 요구되며, 이를 위한 정확한 동유체력 계수의 추정 또한 중요한 연구 분야라 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 잠수함 모형을 대상으로 구속모형시험인 VPMM (Vertical Planar Motion Mechanism) 시험을 실시하여 정밀도 높은 동유체력 계수를 추정하였다. 그리고 추정된 연직면 운동에 대한 선형 (Linear) 동유체력 계수 (Hydrodynamic derivatives)들을 이용하여 동안정성 (Dynamic Stability)을 판별하였다. 그 결과, 이론추정치와의 비교를 통해 동유체력 계수의 타당성이 검증 되었으며, 잠수함의 연직면 동안정성도 양호한 것으로 평가되었다. 즉, 무한수심으로 정의되는 심도 6.0의 깊은 수심으로 갈수록 주기에 따른 변화가 작아지며, 이론추정치에 근사함을 확인할 수 있었다. 한편 연직면 동안정성 판별에 있어서는, 0보다 큰 양(+)의 값을 가짐으로서 연직면 운동에 대한 동안정성을 만족하는 것으로 나타났다. In these days, the world has been increasing the development of various underwater vehicles such as ROVs (Remotely operated underwater vehicles) and AUVs (Autonomous underwater vehicles). And the importance of submarine‘s maneuverability is especially being emphasized. Therefore, accurate values of the derivatives in equations of motion are required to control motion of the submarines. The aims of the present study are to experimentally derive Hydrodynamic derivatives derived by the vertical planar motion mechanism (VPMM) model test, and to estimate vertical dynamic stability was estimated by using the linear hydrodynamic derivatives, the hydrodynamic derivatives of the submarine, which have a high propriety, were provided by using the fourier analysis of measured forces and moments. Furthermore it is confirmed that the experimental derivatives shows well agreement with the theoretical estimations, and the dynamic stability of the submarine was estimated as a good state, which implies that the value is greater than zero.

Manta형 무인잠수정의 동안정성 향상을 위한 부가물의 설계 변경에 관한 연구

배준영(Jun-Young Bae),손경호(Kyoung-Ho Sohn),권형기(Hyeong-Ki Kwon),이승건(Seung-Keon Lee) 대한조선학회 2007 大韓造船學會 論文集 Vol.44 No.3

항공기 세로축 무게중심의 변화에 따른 민감도 해석에 관한 연구

김종섭(Chong-sup Kim) 한국항공우주학회 2006 韓國航空宇宙學會誌 Vol.34 No.6

현대의 고성능 전투기는 공력성능 및 조종성능의 향상을 위하여 대부분 세로축 방향으로 항공기를 불안정하게 설계하는 정안정성 완화 개념을 채택하고 있다. 비행제어법칙의 설계 작업은 불안정하게 설계된 항공기에 안정성을 부여하고, 주어진 비행임무에 대하여 만족스 런 조종성능을 발휘할 수 있도록 비행성능을 조작하는 일련의 과정이다. 세로축 무게중심은 무장형상, 연료상태 및 착륙장치의 위치에 영향을 받으며 항공기 안정성에 많은 영향을 미친다. 따라서 무게중심의 이동은 세로축 안정도 여유에 영향을 미친다. 본 논문에서는 운용 시에 발생 가능한 최대 후방 무게중심에 대해 항공기 안정성을 해석하였고, 비행시험을 통 해 최종적으로 검증하였다. 선형해석 항목은 세로축 단주기 모드 특성 및 안정도 여유에 관하여 행하였으며, 비선형 해석 항목은 단주기 모드를 해석하기 위해 세로축 가진 입력에 대 한 항공기 응답특성을 분석하였다. 또한, 최대 후방 무게중심에서 수행된 고받음각 비행시험 자료를 제시함으로써 T-50 고등훈련기의 비행 안정성을 제시하였다. An advanced method of Relaxed Static Stability (RSS) is utilized for improving the aerodynamic performance of modem version supersonic jet fighter aircraft. The flight control system utilizes RSS criteria in longitudinal axis to achieve performance enhancements and improve stability. The flight control law of T-50 advanced trainer employs RSS concept in order to improve the aerodynamic performance and guarantee aircraft stability. The longitudinal center of gravity(X-c.g) varies as a function of external stores, fuel state and gear position. Shifts in X-c.g relate directly to longitudinal static margin in aircraft stability. This paper deals the maximum aft X-c.g for critical aircraft loadings and checks static margin limits using sensitivity such as damping, natural frequency, gain and phase margin. And nonlinear analysis was conducted for such as short period input. And also, this paper shows the T-50 aircraft stability based on the result of high angle of attack flight such as upright and inverted departure.

강제선회시험을 이용한 수중운동체의 유체력 미계수 추정

정재훈(Jae-Hun Jeong),한지훈(Ji-Hun Han),옥지훈(Jihun Ok),김형동(Hyeong-Dong Kim),김동훈(Dong-Hun Kim),신용구(Yong-Ku Shin),이승건(Seung-Keon Lee) 한국해양공학회 2016 韓國海洋工學會誌 Vol.30 No.1

In this study, hydrodynamic coefficients were obtained from a Rotating Arm (RA) test, which is one of the captive model tests used to provide accurate coefficients in the control motion equation of an underwater vehicle. The RA test was carried out at the RA facility of ADD (Agency for Defense Development), and the forces and moments acting on the underwater vehicle were measured using a six-axis waterproof gage. A multiple regression analysis was used in the analysis of the measured data. The experimental results were also verified by comparison with the theoretical values of the previous linear coefficients. In addition, the stability indices in the horizontal plane were calculated using the linear and nonlinear coefficients, and the dynamic stability of the underwater vehicle was estimated to have a good dynamic performance with a depth ratio of 6.0.

유도무기 형상에 따른 동안정 미계수 예측 및 비교

김영진(Young Jin Kim),노경호(Kyung-Ho Noh),강동기(Donggi Kang),김재현(Jaehyun Kim) 한국항공우주학회 2023 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2023 No.11

표준동안정 모델에 대한 강제진동 풍동실험 연구

박진웅(Jinung Park),임주상(Jusang Im),압델,이상현(Sanghyun Lee) 한국항공우주학회 2019 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2019 No.11

회전발사체 마그너스 특성에 관한 고속 유동장 실험연구

오세윤(Se-Yoon Oh),이도관(Do-Kwan Lee),김성철(Sung-Cheol Kim),김상호(Sang-Ho Kim),안승기(Seung-Ki Ahn) 한국항공우주학회 2011 韓國航空宇宙學會誌 Vol.39 No.5

본 연구의 목적은 풍동시험을 통해 회전발사체에서 발생하는 동적 마그너스 효과를 실험적으로 측정하는데 있었으며, 이를 위해 약 12,000 rpm으로 회전하는 155-㎜ 회전발사체 실험모형에 작용하는 마그너스 특성의 측정을 위한 고속풍동실험을 국방과학연구소 삼중음속풍동에서 수행하였다. 실험시의 마하수는 0.7~2.0까지였으며 이때의 받음각 구간은 -4~+10 deg이었다. 풍동실험 측정기법의 유효성 평가를 위해 동일형상 모형에 대해 기 수행하였던 마그너스 측정결과와의 비교검토를 수행하였으며, 기존 연구결과들과 잘 부합됨을 확인하였다. The purpose of this research is to determine the dynamic Magnus effect data of a spinning projectile in wind-tunnel testing. In the present work, the high-speed wind-tunnel tests for the Magnus effect measurements were conducted on a 155-㎜ spin-stabilized projectile model in the Agency for Defense Development's Tri-Sonic Wind Tunnel at spin rates about 12,000 rpm. The test Mach numbers ranged from 0.7 to 2.0, and the angles of attack ranged from -4 to +10 deg. The validity of the wind-tunnel measurement techniques was evaluated by comparing them with the previous test results on the same configuration. The experimental results show that fair to good agreement is obtained with resonable accuracy.