여객기 개념설계 초기 사이징 통계 분석

진원진

doi:10.5762/KAIS.2022.23.12.749

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자료유형: 학술저널

저자정보: 진원진 (인하공업전문대학)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제23권 제12호

발행연도: 2022.12

수록면: 749 - 754 (6page)

DOI: 10.5762/KAIS.2022.23.12.749

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본 논문에서는 제트 여객기의 초기 사이징(initial sizing)에 요구되는 설계변수(design parameter)를 통계적인 방법으로 추정하였다. 항공공학과 및 항공정비학과의 항공기 개념설계(aircraft conceptual design) 수업에서 활용되는 기존의 초기 사이징 통계 관계식은 제한된 수의 구형 제트 여객기의 형상 및 성능 데이터에 기반하고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 총 109가지의 개발연도, 좌석수, 중량, 항속거리, 속도 등 형상 및 성능이 다른 제트 여객기의 데이터를 활용하였다. 이를 토대로 지수함수 회귀 방정식(power regression equation)을 도출하고 기존의 분석 결과와 비교하였다. 그리고 최대이륙중량(maximum takeoff weight)을 기준으로 공허중량(operational empty weight), 유상하중(payload), 연료중량(fuel weight)을 통계적 방법으로 추정하였다. 또한, 좌석수(seating capacity) 및 최대항속거리(range) 등의 성능요구조건에 부합하는 제트 여객기의 익면하중(wing loading)과 추력대중량비(thrust to weight ratio) 등의 설계변수를 추정하는 다양한 비선형 회귀 방정식을 도출하고 검증하였다. 본 논문에서 제시된 결과는 항공기 개념설계 수업에서 절충연구(trade study)와 설계반복(design iteration) 과정을 최소화하기 위한 현실적인 항공기 기준형상(baseline configuration)을 정의하는데 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

#Aircraft Conceptual Design #Aircraft Initial Sizing #Jet Airliner #Regression Analysis #Thrust to Weight Ratio #Wing Loading

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Aircraft Design Education Research Society, “Aircraft Conceptual Design” Kyungmoon Inc., 2010.

D. P. Raymer, “Aircraft Design: A Conceptual Approach, 6th edition,” American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., 2018.

L. R. Jenkinson, P. Simpkin, and D. Rhodes, “Civil Jet Aircraft Design,” American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., 1999.

E. Torenbeek, “Synthesis of Subsonic Airplane Design: An Introduction to the Preliminary Design of Subsonic General Aviation and Transport Aircraft, with Emphasis on Layout, Aerodynamic Design, Propulsion and Performance,” Delft University Press, 1982.

J. Roskam, “Airplane Design Part I : Preliminary Sizing of Airplanes” DARcorp., Kansas, USA, 1997.

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