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외부 연료탱크 수평 핀 동적거동이 피로수명에 미치는 영향에 관한 연구 = A Study on the effect of dynamic behavior of external fuel tank horizontal fin on the fatigue life

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도서 상세정보
자료유형 :	(군대학) 학위논문
분류기호 :	393.8
서명/저자사항 :	외부 연료탱크 수평 핀 동적거동이 피로수명에 미치는 영향에 관한 연구= A Study on the effect of dynamic behavior of external fuel tank horizontal fin on the fatigue life/ 김근원.
발행사항 :	서울: 국방대학교, 2009.
형태사항 :	82 p.; 26 cm.
일반주기 :	지도교수 신기수
학위논문주기 :	학위논문(석사) -- 국방대학교 대학원,: 무기체계, 2009
언어	한국어

원문
원문보기 :	외부 연료탱크 수평 핀 동적거동이 피로수명에 미치는 영향에 관한 연구 = A Study on the effect of dynamic behavior of external fuel tank horizontal fin on the fatigue life

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국방대학교 도서관

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인류 최초의 동력 항공기인 라이트형제의 항공기가 1908년 프로펠러축 균열결함으로 비행 중 추락하는 사고를 경험한 이후, 최근까지도 항공기 구조물에 발생하는 각종 결함으로 인한 비행 사고는 지속적으로 발생되고 있다.
한국공군에서 운영 중인 장기운영 항공기의 경우에도 구조적 결함이 지속적으로 발생하고 있으며, 특히 F-00 항공기 외부 연료탱크 수평 핀의 균열결함이 지난 수년 동안 크게 증가하였다. 이에 따라 수평 핀에서 발생하는 균열 원인을 규명하기 위한 연구가 수행되어 왔다.
과거의 연구에서는 파손 형상을 관찰하는 파면해석법이 주로 이용되어 왔다. 파면해석법 적용결과 균열은 수평 핀과 테일콘(Tailcon)이 체결되는 후방 모서리 부위에서 시작되었으며, 결함원인은 비행 중 수평 핀에 작용하는 상하 방향의 반복 하중에 의해 피로균열이 진전된 것으로 연구되었다. 또한 비행 중 수평 핀에 작용하는 상하 방향의 반복 하중은 항공기 배면에 장착된 Speed Brake에서 발생하는 강한 와류가 주요 원인으로 분석되었다.
본 연구에서는 Speed Brake에 의한 외부 연료탱크 수평 핀의 영향을 구조해석 측면에서 접근하였다. 구조해석의 유용한 도구인 유한요소법 이론을 바탕으로 Speed Brake에 의한 동하중 이력을 적용하여 구조해석을 수행하고, 이 결과를 바탕으로 시간영역과 주파수영역의 피로해석을 수행하였다. 그리고 동적거동에 의한 외부 연료탱크 수평 핀 수명영향을 분석하였다.
분석결과 수평 핀 고유주파수는 Speed Brake에 의해 생성된 가진 주파수 영역 내에 위치하여 동적거동 영향을 받고 있음을 확인하였다. 또한 수평 핀은 최대 공진영향을 벗어나 설계되었으며, 공진범위 내에 고유주파수가 위치함으로써 공진영향은 지속적으로 발생됨을 확인하였다.
이러한 동적효과에 의한 수명향상 방안을 모색하기 위해 두께 형상 변화에 따라 고유주파수를 변화시킴으로써 공진이 피로수명에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 공진영향을 최소로 할 수 있는 형상 재설계 시 수명 향상이 가능함을 확인하였다.

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