소형 무미익 BWB 무인 항공기의 안정성 및 조종성 증대

윤선혜,이학태,심현철 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.4

무미익 BWB 항공기는 형태의 특이성이 갖는 여러 가지 장점으로 인해 군사용으로 많이 개발되고 있다. 그러나 미익이 없기 때문에 일반적인 항공기와 달리 롤과 요 방향의 안정성과 조종성에 있어 불리한 특징을 보인다. 본 논문에서는 이러한 무미익 BWB 항공기의 단점을 개선하기 위해, 소형의 무미익 BWB 무인 항공기에 윙릿과 MiTE 장치를 적용하여 비행실험을 수행하였으며, 기체의 안정성 및 조종성 증대에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. Tailless BWB aircraft have been developed for military since the advantages by uniqueness of the shape. However, they have drawbacks for roll and yaw stability and maneuverability unlike conventional aircraft since there is no tail wing. In this paper, we implemented the flight test to improve the shortcomings of tailless BWB aircraft by applying the winglet and MiTE to small tailless BWB unmanned aircraft. And then we confirmed the effect of winglet and MiTE.

좌우독립형 SBW 시스템 적용을 위한 차량 안정성 & 조종성 향상에 관한 연구

신현수(Hyunsoo Shin),김창준(Changjun Kim),김기헌(Kiheon Kim),한창수(Changsoo Han) 한국자동차공학회 2007 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

This paper presents a control algorithm for a steer-by-wire(SBW) System. In an SBW system in a passenger car. the usual mechanical linkage between the steering wheel and the front wheels is replaced with an electrical connection. An SBW system consists of two parts: the steering wheel system and the front wheel system. This research considers the tie rod actuating type of the front wheel system, in which two independently actuating motors control the front wheels. The steering wheel and front wheel motors are modeled, using the bond graph method for both, but controlled by different means. The steering wheel system control algorithm used a torque map to generate reactive torque and damping. In the development of the tie-rod actuating type SBW system described herein, the Ackerman constraint was used for control of the two motors to improve stability. and maneuverability.

트롤어선 선종의 선형 특성 계수에 관한 연구

김수형,이춘기,김민선 한국수산해양기술학회 2020 수산해양기술연구 Vol.56 No.2

Engaged in trawling in limited fishing grounds with a number of fish schools could cause collisions between fishing vessels. Therefore, providing accurate maneuver information according to the situation could be regarded as essential for improving seafarers safety and fishing efficiency as well as safety of navigation. It is difficult to obtain all maneuver information through sea trial tests only, so a method through empirical formula is necessary. Since most empirical formulas are developed for merchant ship types, especially the characteristics of hull shape parameter like   and  etc. are clearly different between fishing vessels and merchant ships, this could occur estimation errors. Therefore, in this study, the authors have selected target fishing vessels and merchant ships and analyzed the characteristics of hull shape parameter according to the ship types. Based on this analysis, the empirical formula developed for the merchant ship type has applied to the target fishing vessels; it has verified through the turning motion simulation that the estimation error could be generated. In conclusion, it is necessary to include the characteristics of the hull shape parameter of fishing vessels in the empirical formula in order to apply the empirical formula has developed for merchant ship types to fishing vessel types. 트롤어선 선종에 있어서 복잡한 어장에서의 예망과정은 상호간의 충돌사고 등 해양사고를 발생시킬 우려가 있다. 그러므로 선원의 안전 및 조업 효율을 위해서 선박에 대한 정확한 선회성능 제공은 기본적으로 필요하다. 하지만 이와 같은 조종성능에 관한 자료는 실선시험을 통하여 모두 얻기에는 다소 무리가 있기 때문에 근사식(경험식)을 통하여 추정하는 방법이 필요하다. 그럼에도 불구하고, 대부분의 경험식은 IMO 조종성 기준의 대상인 상선 선종을 대상으로 개발되어 있기 때문에 이러한 식들을 어선 선종에 보정없이 적용하였을 경우에는 어선과 상선 선종이 가지는 선형특성계수의 차이에 의한 추정오차가 발생한다. 따라서 이 연구에서는 대상 트롤어선과 상선을 선정하여 각 선종이 가지는 선형특성계수의 경향을 분석하고, 대상 트롤어선에 대한 선회운동 시뮬레이션을 수행하여 상선 선종을 대상으로 개발된 경험식을 어선 선종에 적용하였을 경우 추정오차가 발생할 수 있음을 검증하였다.

Flap rudder를 이용한 조종성능 평가

안장영,김광일,김민선,이창헌 한국수산해양기술학회 2020 수산해양기술연구 Vol.56 No.2

In order to offer specific information needed to assist in operation of a ship with same type rudder through evaluating the maneuverability of training ship A-Ra with flapped rudder, sea trials based full scale for turning test, zig-zag test with rudder angle 10° and 20°, and spiral test at service condition were carried out on starboard and port sides around Jeju Island according to the standards of maneuverability of IMO. As a result, the angular velocity of port turn was higher than that of starboard turn. Therefore, the size of turning circle was longer on the starboard side. In addition, variation of the transfer due to various factors was more stable than those of the others. In the Z-test results, the mean of 1st and 2nd overshoot angles were 9.8°, 6.3° and 15.3°, 9.2° respectively when the port and starboard was 10°; the 1st overshoot angle were 18°, 13.7° when using 20°. Her maneuverability index Tˊ and Kˊ can be easily determined by using a computer with the data obtained from Z-test where Kˊ and Tˊ are dimensionless constants representing turning ability and responsiveness to the helm, respectively. In the Z-test under flap rudder angle 10°, the obtained Kˊ value covered the range of 2.37-2.87 and Tˊ was 1.74-3.45. Under the flap rudder angle 20°, Kˊ and Tˊ value showed 1.43-1.63, 1.0-1.73, respectively. In the spiral test, the loop width was unstable at +0.3° and –0.5°-0.9° around the midship of flap rudder. As a result, course stability was comparatively good. From the sea trial results, training ship ARA met the present criterion in the standards of maneuverability of IMO. 선박 운항자들에게 Flap rudder를 설치한 선박의 특성 및 여러 외력의 영향에 의한 크기의 변화 등, 충돌 사고 예방뿐 아니라 해상 관측시 외력에 의한 변화폭을 예상할 수 있는 있는 기초적인 자료를 제공하고자, 실습선 아라호를 이용하여 Flap rudder의 조종성능을 파악하기 위한 실선시험을 행하였다. 해상실험에서 선회권 실험결과는 전반적으로 우선회 보다 좌선회의 선회권 크기가 작았으며, Transfer의 편차가 가장 적은 반면 Tactical dianeter, Final diameter는 외력의 영향으로 판단되는 크기의 편차가 크게 나타났다. 이처럼 선회권이 작을수록 선속감소로 인한 외력의 영향이 높고, 선회권이 클수록 선속 영향보다는 거리 증가에 따른 외력 영향이 높은 것으로 판단되었다. 좌선회에서는 선회권의 크기가 우선회권보다 작기 때문에 좌선회 변침이 유리한 선박으로 추정되나, 좌선회후 정침시 선박이 좌선회로 치우쳐, 좌현측 여유수역이 없는 해역에서 선박조종은 다소 부담으로 생각된다. Z-test 결과에서는 좌·우현 10°일 때 1st Overshoot angle은 우현, 좌현이 각각 평균 6.3°, 9.8°이며 2nd Overshoot angle의 경우, 우현 및 좌현은 각각 15.3°, 9.2°이었다. 이 때 선회성 지수 Kˊ, 추종성 지수 Tˊ는 각각 2.37~2.87, 1.74~3.45의 범위에 있었다. 좌·우현 20°일 경우, 1st Overshoot angle은 우현 및 좌현이 13.7°, 18°이고, 조종성 지수는 선회성이 1.43~1.62, 추종성이 1.0~1.78이었다. Semi-balance rudder를 사용한 타 선박들과 이들 범위를 비교한 결과, Flap rudder의 영향으로 선회성이 높아지고, 추종성은 상대적으로 낮은 것으로 판단된다. Spiral실험에서는 타 중앙을 중심으로 타각 0°의 접선이 타각과 정상 각속도에 비례하는 경향이 보였으며 다소 불안정한 loop폭과 함께, 타 중앙을 중심으로 +0.3° 및 -0.5~-1.1의 범위를 나타내고 있으나, 일반적으로 타각이 0°에서 직진하지 않는 것이 보통이기 때문에 침로안정성 측면에서는 양호한 선박으로 판단된다. 실습선은 학생 실습중 주로 소형어선들이 밀집한 해역에서 관측을 하는 중에 빈번한 정지, 항해, 변침 등을 해야 하는 선박이므로 비록 IMO조종성능 기준에 기초하여 정량적으로 분석한 결과는 전반적으로 만족하지만, 안전항해를 위해서 선박 운항자는 선박의 특성을 주의깊게 확인하면서 주변 해상의 안전운항에 관심을 가져야 할 것이다.

AHP 분석 기반 항해사 필요 선박조종성능 식별 연구

강석용,안영중,유용웅,이윤석 해양환경안전학회 2022 해양환경안전학회지 Vol.28 No.5

The International Maritime Organization adopted the interim standards for ship maneuverability in November 1993 for preventing collision of ships at sea and for protecting the marine environment, and based on the accumulated data, in December 2002, the established standards for ship maneuverability were adopted. However, the standards adopted are those at full load, even keel, and at least 90% of the ship speed at 85% of the ship's maximum power. Moreover, these standards have limitations in providing information on maneuverability under actual navigational conditions. Therefore, in this study, frequency analysis AHP analysis techniques were studied by consulting navigational officers, captains, and experts, who have significant knowledge on ship maneuverability, utilization of the current standards, and the information necessary for the operation of the actual ship. The results of this study confirmed that the necessary information on maneuverability for the navigational officer operating the vessel is information about the turning circle at a small angle of 5°–10° and z-test information at maneuvering speed, not sea speed. Additionally, in relation to speed control, additional information on deceleration inertia and acceleration inertia is needed than the information on the stopping ability at sea speed and full loaded condition. The derived results are considered to be useful as basic data for preparing guidelines for ship maneuverability necessary for navigational officers who operate ships. 국제해사기구에서는 해상에서의 선박의 충돌방지와 그로 인한 해양환경의 보호를 목적으로 1993년 11월 선박조종성능에 대한 잠정지침을 채택한 이후, 축적된 데이터를 바탕으로 2002년 12월 선박조종성능에 대한 확정된 지침을 채택하였다. 하지만 채택된 지침은 만재상태, 등흘수 및 선박의 최대 출력(MCR)의 85%에 해당되는 선속의 최소 90% 이상에서의 지침으로, 동 지침은 항해사에게 필요한 실 항해조건에서의 조종성능 정보를 제공하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 항해사, 선장 및 선박조종에 대한 식견을 갖추고 있는 전문가를 대상으로 빈도분석과 AHP 분석기법을 실시하여 현 지침에 대한 활용도 및 실제 선박조종에 필요한 정보가 무엇인지를 식별하였다. 연구결과 선박을 운항하는 항해사에게 필요한 조종성능 정보는 5~10°의 소각도에서의 선회권 정보, 항해속력(Sea speed)이 아닌 조종속력(Maneuvering speed)에서의 z-test 정보라는 것을 확인하였고, 속도제어 관련하여서는 항해속력 및 만재상태에서의 정지성능에 대한 정보보다 감속타력, 가속타력 등에 대한 정보가 더 필요하다는 것을 확인하였다. 도출된 결과는 선박을 조종하는 항해사에게 필요한 선박조종성능기준 지침마련에 대한 기초자료로 활용도가 높을 것으로 사료된다.

차량의 조종성 및 횡방향 안정성을 고려한 4WD 하이브리드 차량의 주행제어 알고리즘

강주용(Juyong Kang),김원균(Wongun Kim),이경수(Kyongsu Yi),유진호(Jinho Yoo) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2010 No.5

This paper describes a driving control algorithm for 4WD hybrid vehicle in order to improve both maneuverability and lateral stability. The 4WD hybrid vehicle is driven using two motors that provide independent front and rear wheel drive as well as regenerative braking capability. Also, the vehicle is equipped with independent braking control module. This paper focuses on the vehicle stability control strategy using independent front and rear wheel drive and independent braking control module. In this paper, the driving control algorithm consists of four parts: a supervisory controller that determines control mode and desired dynamics, upper level controller that computes a traction force input and a yaw moment input to track the desired dynamics, tire force distribution algorithm that determines an optimal desired tire force input and wheel torque controller that calculates a wheel torque input at each wheel in order to keep the slip ratio at each wheel below a limit value as well as to track the desired tire force input. Numerical simulation studies are conducted in order to evaluate the proposed driving control algorithm. It is found from simulation results that the proposed driving controller improves both vehicle maneuverability and lateral stability.

실습선 한바다호의 운항성능에 관한 연구(Ill)

정창현(Chang-Hyun, Jung),이형기(Hyong-Ki, Lee),공길영(Gil-Yong, Kong) 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회지 Vol.32 No.6

실습선 한바다호에 설치된 선박 조종성능 계측 시스템을 이용하여 타각,선회방향, 속력 등 다양한 조건으로 수차례에 걸쳐 선회시험을 실시하였다. 이를 바탕으로 선회권, 조종성 지수,신침로 거리 동을 산출하여 상호 비교하였고,그 결과 lMO 조종성 기준(Maneuvering standards)을 잘 만족하고 있음을 확인하였다. 실습선 한바다호는 좌현으로 선회하는 경우 모든 타각에서 선회권이 작게 측정되었고, 타 선박과 비교하여 선회성 지수(K) 와 추종성 지수(T)가 상대적으로 크게 나타났다 따라서 선회과정에서 선회경은 다소 작아질 수 있으나, 전진거리가 길어질 수 있으므로 전방의 위험물 회피에 주의가 요구된다. 또한, 신침로가 300~90°인 경우 신침로거리는 125m~300m로 측정되었다. 이러한 결과는 충돌회피와 항내조선 및 협수도 항해 시 선박을 보다 안전하게 조선하는 데 매우 중요한 지표가 될 것으로 판단된다. Various turning tests were carried out according to the rudder angle, turning direction. and the speed etc. with the ship's maneuverability measuring system on the training ship HANBADA. After that they were compared with each other on the turning circle. maneuvering performance index and the distance of new course. and then found out that they were satisfied with the IMO maneuvering standards. And the turning circles of port were smaller than those oj starboard with all the rudder angles and maneuvering indexes such as K and T were relatively bigger than other vessels. Also. the distance of new course was measured to 125~300m in case of the new course on 30°~ 90°: All of these results will be helpful to escape from collision and to alter course on coastal voyage.

[특별세션]튜닝차량의 조종성 향상을 위한 K7차량부품의 민감도해석

조규언(Kyueun Cho),박영걸(Younggeul Park),정재일(Jayil Jeong) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2016 No.5

Circular Motion Test 를 이용한 선박의 조종성능 추정에 관한 연구

신현경(Hyunkyoung Shin),정재환(Jae-Hwan Jung),이호영(Ho-Young Lee) 대한조선학회 2009 大韓造船學會 論文集 Vol.46 No.3

선박 동역학의 데이터 기반 모델링을 위한 조종 시나리오 개발

김동환(Dong-Hwan Kim),김민창(Minchang Kim),이승범(Seungbeom Lee),서정화(Jeonghwa Seo) 대한조선학회 2024 大韓造船學會 論文集 Vol.61 No.4