고속비행체 비행진동 환경규격 설정 연구 :A Study on the Establishment of Flight Vibration Environmental Specification for High Speed Vehicle

황동기

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자료유형: 학위논문

저자정보: 황동기 (충남대학교, 忠南大學校大學院)

지도교수: 송오섭

발행연도: 2019

저작권: 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수9

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

고속비행체 비행진동 환경규격 설정 연구

황동기 기계·기계설계·메카트로닉스공학과 2019.01 학위논문

2018

응답해석을 이용한 고속비행체의 비행진동규격 연구

황동기 , 송오섭 한국군사과학기술학회지 2018.01 학술저널

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지대공유도탄의 기술적 발전 방향은 저가화, 고기동화, 고속화, 경량화 및 고신뢰도화이다. 그리고 이러한 요구사항은 최적화된 환경규격에 의해서 이루어질 수 있다.
본 연구는 환경규격 중 비행진동 환경규격에 관한 연구를 포함한다.
본 연구에서 비행진동 규격은 일반적으로 사용되는 PSD 상에서 꼭짓점을 이어서 만드는 방법이 아니라, 데이터를 VRS(Vibration Response Spectrum)로 변환하는 방법을 사용함으로써 만들어진다.
규격 생성은 다음 과정을 거쳐 만들어진다.
- 얻어진 시간 데이터를 PSD로 변환한다.
- VRS를 통해서 응답스펙트럼을 계산한다.
- 계산된 VRS에 상응하는 PSD를 생성한다.
- 동시에 VRS를 침범하지 않고 VRS를 둘러싸는지 확인한다.
- 마지막으로 Grms가 원래 데이터보다 너무 커지 않는지 확인한다.
본 연구에서, 비행진동 규격을 만들기 위해 2가지 데이터를 사용하였다. 첫 번째는 비행체 개발 중 진동센서를 통해 획득된 데이터이며, 두 번째는 FE 모델과 응답해석을 통해서 얻어진 데이터이다.
본 연구를 위해서 3가지 종류의 비행체가 분석되고 비교되었다. 각 비행체는 속도 마하 2, 3, 4 수준이다. 비행 제어 방법에 따라, 마하 2 비행체는 귀날개 방식이며, 마하 3과 마하 4 비행체는 꼬리날개 조종방식을 사용한다. 귀날개 비행체는 전자부품 대부분이 전방에 위치하므로 전방을 위한 1개의 규격이 존재한다. 반면에 꼬리날개 조종 비행체 경우, 작동기가 후방에 위치하고, 나머지 전자 구성품은 전방에 위치한다. 그러므로 꼬리날개 조종 비행체는 2개의 비행진동 규격이 존재한다. 즉, 전방을 위해 1개, 후방을 위해 1가 있다.

1. 서 론 1
1.1. 연구배경 및 목적 1
1.2. 연구 동향 4
1.3. 논문의 구성 6
2. 랜덤진동(Random Vibration) 및 해석 이론 7
2.1. 랜덤진동 7
2.1.1. 확률적 접근 8
2.1.2. 랜덤 응답해석 10
2.2. 자유진동 해석 12
2.3. 비행진동 규격 설정 이론 14
2.3.1. 일반적인 방법 14
2.3.2. Miles Equation 17
2.3.3. VRS(Vibration Response Spectrum) Equation 18
3. 시험결과 분석 및 규격 생성 20
3.1. 비행체-1(FV-1) 비행진동 분석 및 규격 생성 23
3.1.1. 비행체-1 비행진동 분석 23
3.1.2. 비행체-1 규격 생성 24
3.2. 비행체-2(FV-2) 비행진동 분석 및 규격 생성 32
3.2.1. 비행체-2 비행진동 분석 32
3.2.2. 비행체-2 규격 생성 36
3.3. 비행체-3(FV-3) 비행진동 분석 및 규격 생성 47
3.3.1. 비행체-3 비행진동 분석 47
3.3.2. 비행체-3 규격 생성 52
3.4. 고찰 62
4. FE 응답해석 및 규격 생성 64
4.1. FE 모델 구성 및 고유진동 해석 64
4.1.1. FE 모델 64
4.1.2. 자유진동 해석 68
4.2. FE 응답해석 및 규격 생성 71
4.2.1. 외력 구성 71
4.2.2. 비행체-1(FV-1) FE 응답해석 및 규격 생성 76
4.2.3. 비행체-2(FV-2) FE 응답해석 및 규격 생성 78
4.2.4. 비행체-3(FV-3) FE 응답해석 및 규격 생성 84
4.3. 고찰 90
5. 시험데이터와 FE데이터 제안규격 비교/분석 92
5.1. 비행체-1(FV-1) 제안규격 비교/분석 92
5.2. 비행체-2(FV-2) 제안규격 비교/분석 95
5.2.1. 비행체-2 전방부 제안규격 비교/분석 95
5.2.2. 비행체-2 후방부 제안규격 비교/분석 98
5.3. 비행체-3(FV-3) 제안규격 비교/분석 101
5.3.1. 비행체-3 전방부 제안규격 비교/분석 101
5.3.2. 비행체-3 후방부 제안규격 비교/분석 104
5.4. 고찰 107
6. 고속비행체 비행진동 환경규격 제안 108
6.1. 비행체-1(FV-1) 비행진동 환경규격 제안 108
6.2. 비행체-2(FV-2) 비행진동 환경규격 제안 110
6.3. 비행체-3(FV-3) 비행진동 환경규격 제안 113
7. 결 론 118
References 122
Appendix A. VRS Equation 126
Appendix B. Matlab codes 132
ABSTRACT 155

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