한국형 기동헬기 전원분배 제어장치의 품질 향상에 관한 연구

김영목(Young Mok Kim),전병규(Byung Kyu Jun),정상규(Sang Gyu Jeong),이주형(Joo Hyung Lee) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.1

한국형 기동헬기(KUH)의 전원계통은 항공기의 안정성을 높이기 위하여 이중 시스템으로 이루어져 있고, 각 전원 시스템은 생존성 향상을 위하여 항공기 좌/우측에 배치되어 있다. 전원 계통을 구성하는 주요 장비는 교류 발전기, 보조동력장치 발전기, 직류변환기, 교류/직류 전원분배제어 장치 등이다. 교류/직류 전원분배제어장치(AC/DC EMB)는 2개의 AC EMB와 2개의 DC EMB로 구성되어 있으며, 항공전자 장비 운용에 필요한 전원을 공급, 분배 및 제어하는 역할을 수행한다. KUH 초도양산 기간 중 AC EMB가 내부 단락(Short)으로 인한 결함이 발생하였고, 이에 대한 설계개선을 추진하였다. 본 논문에서는 AC EMB의 결함현상 분석, 고장탐구 과정, 발생원인, 설계변경을 통한 개선 결과 등을 기술하였다. The electrical power system of Korean Utility Helicopter(KUH) is designed as a dual control system to enhance the system safety of aircraft and each system is installed separately at left and right of the aircraft. The system is composed of 2 AC generators, 1 APU generator, 2 Transformer Rectifier Units(TRU), AC/DC Electrical Master Box(AC/DC EMB). The AC/DC EMB, consists of 2 AC EMB and 2 DC EMB, is essential equipment which supply and distribute electric power to the aviation electronics and electrical equipment of KUH. There were defects caused by internal short circuit in AC EMB during the first production phase of the KUH. This paper describes the analysis of the defects, troubleshooting process, root cause, and the solution by design change.

한국형 기동 헬기 엔진 (T700/701K) 개발

김재환(Jae Hwan Kim),안이기(Iee Ki Ahn),이대성(Dae Sung Lee),성옥석(Ok Suck Sung),성인경(In Kyung Sung) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

본 논문은 한국형 기동헬기(수리온)에 탑재되는 T700/701K 터보 샤프트 엔진의 개발 현황을 기술한다. T700/701K 엔진은 군용 헬기엔진으로 널리 사용되고 있는 GE사의 T700엔진을 후방 구동형으로 최초 개조 개발한 엔진이다. 주요 개발 내용은 크게 엔진 장착 요구조건에 의한 후방 구동형 개조, 동력터빈 성능 향상 및 엔진 운전 신뢰성 향상을 위한 2채널 FADEC 시스템 적용 등이다. 2006년 6월 사업이 착수되어 개발 및 인증시험용 엔진의 초도 운전이 2008년에 성공적으로 수행되었으며 예비비행 정격시험 수행을 통해 2010년 3월에 첫 비행을 성공적으로 수행하였다. 현재 LCF 시험과 일부 해석을 제외하고 군 인증을 위한 해석 및 시험이 완료 되었으며 2011년 상반기에 인증완료 예정이다. This paper presents development activities of the T700/701K turbo-shaft engine for Korean Utility Helicopter(KUH). The T700/701K is the first rear-drive variant of the GE"s T700 engine which is proven for military applications in the world. The main workscope of the development includes a modification from a front-drive engine to a rear-drive one, an performance enhancement of the power turbine and an incorporation of two channel FADEC(Full Authority Digital Engine Control) system for more reliable operation. The first engine run for development and qualification test was successfully completed in 2008. Since the PFRT(Preliminary Flight Rating Test) has been completed, the first flight of the engine installed in the first prototype of KUH has been successfully demonstrated in March, 2010 and the engine installation compatibility tests are being carried out during KUH flight test. The test and evaluation for qualification of the engine has been done except for the LCF test up to date.

KUH 비행시험 계측 및 개선 방향 연구

강경우,백한석,김홍석,손찬목,손혁진 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4

국내의 비행시험 계측 시스템은 항공기 개발 사업에 따라 점차적으로 발전되었고 한국형 기동헬기(KUH) 개발 비행시험을 위한 계측 시스템은 기존 T-50 개발 경험을 바탕으로 구축하였다. 그러나 KUH 개발을 위한 계측 시스템이 T-50 계측 시스템과 동일한 설계 개념으로 구축하였음에도 불구하고 계측 시스템 적용에 있어 많은 차이 점을 가지고 있다. 본 논문은 한국형 기동헬기 개발 시험을 마무리하는 상황에서 KUH 비행시험을 위해 구축한 계측 시스템에 대한 소개와 KUH 개발을 통하여 차후 사업에는 보다 고려하고 발전 시켜야 하는 계측 부분이 무엇인지에 대하여 고찰하였다. 이를 통하여 향후 국내 항공기 개발을 위한 비행시험 계측시스템을 어떻게 구축해야 하는지 도움이 되었으면 한다. Flight Test Instrumentation (FTI) System has been developed through Aircraft Development Program in Korea. Flight Test Instrumentation System for Korea Utility Helicopter (KUH) was implemented based on T-50 development experience. FTI Design concept of KUH is the same as T-50’s but there are a lot of differences in application. As a result of finishing development, this paper introduces How to implement Flight Test Instrumentation and What Subsystem of FTI is more developed in future. Furthermore I expect this paper will help Implementation of FTI System for developing Aircraft in Korea.

헬기용 연료탱크 Slosh & Vibration 인증시험

정태경(Tae Kyong Jung),장기원(Ki Won Jang),전필선(Pil Sun Jun),하병근(Byoung Geun Ha),김성찬(Sung Chan Kim),김현기(Hyun-Gi Kim),이기천(Gui Cheon Lee),신동우(Dong Woo Shin) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

헬기의 급격한 기동은 연료탱크 내부연료의 출렁임 현상을 발생시키며 연료가 한쪽으로 쏠리는 경우에는 연료탱크 내부 구성품 및 장착부에 큰 하중을 가하게 된다. 이는 연료탱크의 손상(소재의 찢어짐 등) 및 내부 구성품 파손을 유발한다. 이는 항공기 조종사 및 승무원의 생존성 문제와 직결되는 사안으로써, 미 군사규격(MIL-DTL-27422D)에서는 Slosh & Vibration 인증시험을 통하여 연료탱크 및 내부 구성품 장착의 건전성을 검증하도록 규정하고 있다. 본 논문은 미 군사규격의 요구조건을 만족시키는 한국형 기동헬기 용으로 개발된 연료탱크의 Slosh & Vibration 시험설비 구축결과 및 연료탱크 Slosh & vibration 인증시험 결과를 제시한다. Slosh and vibration effects of fuel inside of fuel tank can be occurred due to the acceleration and flight speed during the rotorcraft flight. It can lead to the failure of internal fuel component and fuel tank skin can be damaged. This is directly related to human survival. Military specification (MIL-DTL-27422D) specifies that stability of aircraft fuel tank and internal component against slosh &vibration load shall be verified through the qualification test procedures. This report shows the establishment of slosh and vibration test facility and KUH fuel tank qualification test result.

KUH(수리온) 알래스카 저온 비행시험

김직수,장준혁,최병삼,안인철,장재상,윤영준 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4

본 시험은 한국형 기동헬기(Korea Utility Helicopter, 이하 수리온) 체계개발 사업의 개발시험평가 결과로 추가 조치사항으로 판정되어, 수리온의 저온 운용영역을 -32℃까지 확장하기 위해 수행되었다. 수리온은 체계개발 기간 중 구성품 시험, 전기체 지상시험(챔버 저온시험)을 통해 -32℃까지 저온 특성을 확인하였으며, 실 환경 비행시험은 강원도 및 경기도 일대에서 조우 가능한 온도 영역까지 수행하여 저온 운용영역을 -23℃로 제한되었다. -32℃까지 운용능력을 확장하기 위해서 극지방인 알래스카로 수리온을 전개하여 관련 비행시험을 수행하였다. 본 논문에서는 상기의 목적으로 알래스카 페어뱅크스에서 수행된 수리온 저온시험의 경과, 시험 내용 및 결과에 대해서 기술하고자 한다. The cold weather test of Korea Utility Helicopter (Surion) was performed to expand the temperature envelope down to -32℃. Even though the capability of Surion in low temperature had been qualified through the chamber test in component and helicopter level during Full Scale Development(FSD) period, cold weather flight test in natural environment was performed in limited condition due to the weather of Korea. Surion was deployed to Alaska of USA to encounter the cold weather which meet the temperature requirement and flight test was successfully performed. This document provides the test objective, test history, test result, test condition, etc.

한국형 기동헬기 내부통화장치의 통화품질 향상에 관한 연구

김영목(Young Mok Kim),장중진(Joong Jin Chang),전병규(Byung Kyu Jun),김창영(Chang Young Kim),정진웅(Jin Woong Jeong) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.12

한국형 기동헬기(KUH) 내부통화장치는 VHF-FM 무전기, U/VHF-AM 무전기와 함께 통신계통을 구성하는 장비로서, 조종사의 임무 수행에 핵심적인 장비이다. 내부통화장치는 조종사 및 승무원에게 내부통화 기능, 외부통화 기능, 모드 조정 및 볼륨 조절 기능, 음성경고 기능을 가지고 있다. 본 논문에서는 내부통화장치의 비행시험 지적사항을 발생원인 별로 분류하고, 각 지적사항에 대한 고장탐구 수행과정을 정리하였다. 또한, 고장탐구 내용을 바탕으로 도출한 설계개선 사항과 개선사항에 대한 비행시험 검증 결과를 함께 기술하였다. Intercom System(ICS) of Korean Utility Helicopter(KUH) is an essential equipment for pilot to perform flight mission and it consists of communication system of KUH with VHF-FM radio set and U/VHF-AM radio set. It provides pilots and crews with internal communication, external communication and audible alarm. It has function of controlling volume and selecting two communication modes, normal mode and backup mode. This paper summarizes pilot comments in flight test which are classified by cause of occurrence and the troubleshooting process about each comment. It also describes design improvements which was derived from troubleshooting and suggests verification results of flight test.

KUH 체계안전성 프로그램

김대식,전승목,장재상,최관호,이승한 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

항공기 개발에는 군용 및 민수용 항공기를 위한 두 개의 대표적 체계안전성 프로그램(혹은 프로세스)가 있다. 두 항공기 개발 프로그램에서 체계안전성을 적용하는 공통된 목적은 항공기에 요구되는 안전수준을 충족시키기 위해서이다. 그러나, 세부적으로 요구되는 안전성 수준, 적용되는 안전성 분석 기법, 통제하려는 관심분야, 그리고 충족하려는 요구도에는 다소 차이가 있다. 이런 차이가 발생되는 주된 원인은 항공기의 사용 목적에서 기인된다. 본 논문에서는 한국형기동헬기(KUH)에 적용된 체계안전성 프로그램 사례를 소개하고, 실 적용된 안전성 분석 및 평가기법 사례 검토를 통해 군용 및 민수용 헬기 체계안전성 프로그램의 차이점 및 공통점을 비교 연구한다. 이를 통하여 차기 소형무장헬기(LAH) 개발사업을 효율적으로 수행하기 위한 체계안전성 프로그램 방안을 제언한다. In the aircraft development, there are two representative system safety program(or processes) for the military and civil aircraft. The common reason to apply system safety for both aircraft development programs is to achieve required safety levels of aircrafts. However, the safety levels required, safety analysis methodologies applied, interesting areas covered and requirements fulfilled are slightly different in both programs in detail. The main reason of the difference is raised from the different purpose of aircraft use. This paper introduces the system safety program applied to the Korean Utility Helicopter(KUH) and, from the practical safety analysis and assessment methodology precedent review, it conducts comparison study for not only the difference but also the commonality between military and civil helicopter safety programs. From the study, it suggests the system safety program for efficient conducting of the next Korean Light Armed Helicopter(LAH) development program.

한국형 기동헬기의 제동장치 개선에 관한 연구

최재형(Jae Hyung Choi),임현규(Hyun-Gyu Lim),윤종진(Jong Jin Yoon),강득수(Deuk Soo Kang) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.4

한국형 기동헬기(KUH-1)에 적용된 휠 브레이크 조립체는 브레이크 계통 구성품으로 조종사의 임무 수행에 핵심적인 장비이다. 휠 브레이크 조립체는 항공기의 안전한 착륙성능을 만족시키기 위해 항공기 활주이동, 차동 제동 및 주기 제동 기능이 요구된다. 그러나 KUH-1 양산 운용 중에 타이어 스키드와 마모 현상이 발생하였으며, 해당 결함 발생 시 더이상 비행을 할 수 없기 때문에 항공기 가동률 저하에 큰 원인이 된다. 본 논문에서는 휠브레이크 조립체의 운용과정에서 발생한 결함사항의 발생 원인을 파악하고, 고장탐구 수행과정을 정리하였다. 또한, 고장탐구 내용을 바탕으로 도출한 설계개선 사항과 개선사항에 대한 비행시험 검증 결과를 함께 기술하였다. The KUH-1’s Wheel Brake Assembly which is Brake System is an essential component to perform flight mission for pilot. It has function of taxing, differential braking and parking to sustain landing capability. However, the skid and abrasion of tire were occurred in mass-produce operation. Also, if it is occurred on the ground, the flight can not be performed. In this case, the defect is a major cause of the decrease in the operation rate of aircraft. In this paper, the cause of the defect in flight was identified and the failure process was organized. Also, it describes design improvements which was derived from troubleshooting and suggests verification results of flight test.

한국형기동헬기 레이더고도계의 결함분석을 통한 신뢰성 향상에 관한 연구

전병규(Byung Kyu Jun),김영목(Young Mok Kim),장중진(Joong Jin Chang),김창영(Chang Young Kim),황길원(Gil Won Hwang) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.5

본 논문에서는 한국형기동헬기에 탑재된 FMCW형 레이더고도계의 특성에 대해 소개하고 비행시험 및 지상기능점검 중 발생한 레이더고도계의 결함에 대해 기술하였다. 또한 효율적이고 적시적인 결함 분석과 설계개선안 도출을 위해 데이터/제어흐름 모델을 기반으로 결함요인을 분석하고 설계개선안에 대해 시스템 통합 실험과 비행시험으로 검증하였다. 레이더고도계 단품 및 항공기 체계에 대한 검증결과 결함 해소를 확인하였으며 이를 통해 항공기 안전성과 작전수행능력을 향상시켰다. In this paper, it is introduced characteristics of FMCW-type Radar Altimeter for KUH, and its defects occurred during ground/flight test in initial product phase. In addition, it is also described data/control flow model based fault analysis results of S/W and processes of verifying improvement design through flight test as well as aircraft system integration test called MEP SIL. As a result of design improvement and verification, it is validated that settling the defects and improving not only safety but also capability of the KUH.

한국형 기동헬기 엔진 (T700/701K) 인증 과정

정용운(Yong Wun Jung),김재환(Jae Hwan Kim),안이기(Iee Ki Ahn) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

본 논문은 한국형 기동헬기(수리온)에 탑재되는 T700/701K 터보 샤프트 엔진의 인증과정에 대해서 기술한다. T700/701K 엔진은 군용 헬기엔진으로 널리 사용되고 있는 GE사의 T700-701C/D엔진을 후방 구동형으로 개조 개발한 엔진이다. 주요 개발 내용은 크게 엔진 장착 요구조건에 의한 후방 구동형 개조, 동력터빈 성능 향상 및 엔진 운전 신뢰성 향상을 위한 2채널 FADEC 시스템 적용 등이다. 따라서 T700/701K 엔진이 수리온에 장착되어 비행을 하기 위해서 엔진 개발규격서의 요구도를 검증하여 정부의 인증을 받아야 한다. 개조 개발에 따른 영향성을 고려하여 성능을 포함한 엔진 주요 요구도는 해석과 시험을 통하여, 그리고 T700-701C/D 엔진과 동일한 부품 및 모듈에 대한 요구도는 유사성(Similarity) 해석을 통하여 검증을 수행 중이며, 2012년 상반기에 군용항공기 감항인증 절차에 따라서 인증이 될 예정이다. This paper presents qualification process of the T700/701K turbo-shaft engine for Korean Utility Helicopter(KUH). The T700/701K is the rear-drive variant of the GE"s T700-701C/D engine which was qualified for military applications in the world. The main scope of the development is the modification from a front-drive engine to a rear-drive one, the performance enhancement of the power turbine and the incorporation of two channel FADEC(Full Authority Digital Engine Control) system for more reliable operation. Therefore, T700/701K engine must be qualified by Korean government in order to perform a flight in the country. Reflecting the influence of developing scope, the main requirements including performance and control are verified by test and analysis, while the requirement for module or component that is same to that of T700-701C/D are verified by similarity.