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보고서 초록
요약문
SUMMARY
목차
제1장 연구개요 22
1.1. 연구의 필요성 24
1.1.1. 헬기 모의비행훈련장치 기술과 시장의 일반적 특성 24
1.1.2. 헬기 시뮬레이터의 필요성 26
1.1.3. 구조 임무 비행훈련의 필요성 27
1.1.4. 국내 연구개발의 필요성 28
1.2. 국내·외 연구 현황 30
1.2.1. 현재 연구개발의 수준 및 동향 30
1.2.2. 국내·외 현황 및 전망 35
1.3. 연구목표 37
1.4. 개발 대상 기종 45
1.4.1. 비행제어 47
1.4.2. 엔진 49
1.4.3. 연료 시스템 51
제2장 교육훈련체계 및 인증연구 52
2.1. 교육훈련 지역선정 52
2.1.1. 지역 선정 52
2.1.2. AIP charts 55
2.2. 교육훈련과목 편성 61
2.2.1. 조종사 점검항목 61
2.2.2. 시계비행 및 계기비행 62
2.2.3. 비상절차 63
2.2.4. 항공구조훈련 67
2.3. 인증연구 69
제3장 시뮬레이터 개발 70
3.1. 비행 엔진 개발 70
3.1.1. 헬리콥터 비행역학 70
3.1.2. 개발 과정에서의 Trade-off 과정 85
3.1.3. 비행시험 87
3.1.4. 비행데이터 처리 141
3.1.5. CFD 해석 152
3.2. 하드웨어 개발 176
3.2.1. 조종석 177
3.2.2. 영상 및 음향장치 223
3.2.3. 교관석 232
3.2.4. 호스트 시스템 236
제4장 연구결과 및 성과 240
4.1. 시뮬레이터 전경 240
4.2. 연구성과 242
4.3. 자격기술 확보 242
제5장 연구비 집행내역(내용없음) 11
참고문헌 244
연구개발성과 활용계획서 247
표 1.1. 소방헬기 보유현황, 2017(2018 소방청 통계연보) 25
표 1.2. 미국 FAA CFR Part60 회전익항공기 FTD 기준 요약 37
표 1.3. 최종 목표 요약 42
표 2.1. 영상 DB 개발 요구사항 52
표 2.2. 비행 훈련 지역 선정 52
표 2.3. 훈련지역 선정 및 분류 55
표 2.4. 교관석 AIP 선정 60
표 2.5. 교육훈련과목별 주요 구성내용 61
표 2.6. 정상절차 점검항목 62
표 2.7. 비상절차 점검표 63
표 2.8. 항공구조훈련 교과목 68
표 3.1. 트림루틴의 알고리즘 방식 비교 77
표 3.2. RotorLib FDM 함수 명령어 83
표 3.3. 비행동역학 모델 검증 테스트 항목 85
표 3.4. 탑재계측시스템 목록 90
표 3.5. LaseRef 측정 변수 93
표 3.6. 공력 데이터 변수 94
표 3.7. 조종간 위치 변수 101
표 3.8. 조종간 힘 변수 108
표 3.9. 로터 Deflection 변수 113
표 3.10. 엔진 및 연료 변수 121
표 3.11. 좌석 buffet 가속도 변수 129
표 3.12. 기타 변수 목록 131
표 3.13. 이산 변수 목록 135
표 3.14. 비행시험 데이터수집 일정 및 내용 요약 139
표 3.15. 수학적 로터모델 분류표 159
표 3.16. 메인로터 블레이드 격자 설정 162
표 3.17. 후미 부분 격자 설정 173
표 3.18. AS365 N2 시스템 구성 176
표 3.19. Field Of View 226
표 3.20. 프로젝터 주요 사양 226
표 3.21. Image Generator 사양 228
표 3.22. 지상교관석 화면 개요 233
표 4.1. 연구 성과 개요 242
그림 1.1. 헬기 시뮬레이터 구성 개념도 22
그림 1.2. 시뮬레이터 H/W 구성도 23
그림 1.3. 시뮬레이터 S/W 구성도 23
그림 1.4. 미국 FAA가 조사한 헬기 사고 원인 27
그림 1.5. AS365N2 삼면 설계도 46
그림 1.6. AS365N2 Pitch & Roll AFCS 48
그림 1.7. AS365N2 Yaw AFCS 49
그림 1.8. Arriel 1C2 엔진 50
그림 1.9. AS365N2 연료 탱크 구성도 51
그림 2.1. 영상 DB 구축 54
그림 2.2. RKPC의 SID 차트 56
그림 2.3. RKPC의 STAR 차트 57
그림 2.4. RKPC의 INSTR APCH 차트 58
그림 2.5. RKPC의 VISUAL APCH 차트 59
그림 3.1. 헬리콥터 통합 시뮬레이션 모델 70
그림 3.2. RotorLib FDM 예제 실행화면 81
그림 3.3. RotorLib 실행 예 82
그림 3.4. RortorLib FDM 시뮬링크 라이브러리 84
그림 3.5. RKBU 공역 89
그림 3.6. 탑재계측시스템 설치 92
그림 3.7. KSR LaseRef 장비 93
그림 3.8. Pressure Transducer 장비 95
그림 3.9. Air Data Boom 장비 96
그림 3.10. Air Data Boom Drawing 97
그림 3.11. AOS, AOA 센서 98
그림 3.12. AOA 센서 보정 98
그림 3.13. AOS 센서 보정 99
그림 3.14. KSR ADC 장비 100
그림 3.15. 전온도 센서 장비 100
그림 3.16. Cyclic 위치 센서 장비 102
그림 3.17. Longitudinal Cyclic 위치 센서 보정 102
그림 3.18. Lateral Cyclic 위치 센서 보정 103
그림 3.19. Pedal 위치 센서 장비 104
그림 3.20. Pedal 위치 센서 보정 104
그림 3.21. Collective 위치 센서 장비 105
그림 3.22. Collective 위치 센서 보정 106
그림 3.23. Toe 브레이크 위치 센서 장비 107
그림 3.24. Toe 브레이크 위치 센서 보정 107
그림 3.25. KSR Force Grip 109
그림 3.26. KSR Force Pad 109
그림 3.27. Cyclic에 부착한 KSR Force Grip 110
그림 3.28. Collective에 부착한 KSR Force Grip 111
그림 3.29. 페달에 부착한 KSR Force Pad 112
그림 3.30. 후미 swashplate control 센서 부착 114
그림 3.31. 좌측 swashplate control 센서 부착 115
그림 3.32. 우측 swashplate control 센서 부착 116
그림 3.33. AFCS 계기 117
그림 3.34. AFCS 계기 신호선 117
그림 3.35. AFCS 전기 신호 모식도 118
그림 3.36. 꼬리로터 각도 및 swash rod 센서 부착 119
그림 3.37. 꼬리로터 각도 센서 보정 119
그림 3.38. 꼬리 swash rod 센서 보정 120
그림 3.39. 메인로터 블레이드 각도 센서 120
그림 3.40. Throttle 센서 부착 122
그림 3.41. Throttle 센서 보정 123
그림 3.42. Engine Triple 지시계 신호 케이블 설치 124
그림 3.43. NG Tachometer 지시계 신호 케이블 설치 125
그림 3.44. Dual Torque 지시계 신호 케이블 설치 126
그림 3.45. T4 배기가스온도 신호 케이블 설치 127
그림 3.46. 엔진 연료 유량계 및 온도센서 설치 128
그림 3.47. 연료량 지시계 신호 케이블 설치 129
그림 3.48. 좌석 진동 가속도계 설치 130
그림 3.49. 레이더 고도계 설치 131
그림 3.50. GPS안테나 설치 132
그림 3.51. IMU 설치 133
그림 3.52. 지상 기상장비 설치 134
그림 3.53. 특별감항증명 절차 136
그림 3.54. 특별감항증명서 136
그림 3.55. Flight Test Plan의 예시 138
그림 3.56. 비행시험 공역 140
그림 3.57. 비행시험 141
그림 3.58. 주파수 도메인 방식 시스템 해석 flowchart 142
그림 3.59. Frequency Sweep과 Roll Response 144
그림 3.60. 호버상태에서 Pitch 자세 주파수 도메인 반응 145
그림 3.61. 호버상태에서 Roll 자세 주파수 도메인 반응 146
그림 3.62. 호버상태에서 Yaw 자세 주파수 도메인 반응 146
그림 3.63. 100노트 전진에서 Pitch자세 주파수 도메인 반응 147
그림 3.64. 100노트 전진에서 Roll자세 주파수 도메인 반응 147
그림 3.65. 100노트 전진에서 Yaw자세 주파수 도메인 반응 148
그림 3.66. Lateral에 대한 FRESPID 149
그림 3.67. Lateral에 대한 MISOSA 149
그림 3.68. Pedal에 대한 FRESPID 150
그림 3.69. Pedal에 대한 MISOSA 150
그림 3.70. Lateral에 대한 COMPOSITE 151
그림 3.71. Sweep에 대한 COMPOSITE 151
그림 3.72. NACA0012 CFD 그리드 153
그림 3.73. 양력계수 비교 154
그림 3.74. 항력게수 비교 155
그림 3.75. 고 받음각 양력게수 155
그림 3.76. 고 받음각 항력계수 156
그림 3.77. 메인로터 블레이드 분리 157
그림 3.78. 메인로터 블레이드 3D 스캐닝 158
그림 3.79. 스태빌라이저 3D 스캐닝 158
그림 3.80. 블레이드 Station 번호 159
그림 3.81. 메인로터 블레이드 3D 스캔 결과 160
그림 3.82. CFD 격자 구성 161
그림 3.83. 미세격자 영역 161
그림 3.84. Airfoil 표면 근처 격자 163
그림 3.85. Leading Edge(좌)와 Trailing Edge(우) 주변 격자 163
그림 3.86. Station 1에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 164
그림 3.87. Station 2에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 164
그림 3.88. Station 4에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 165
그림 3.89. Station 5에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 165
그림 3.90. Station 6에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 165
그림 3.91. Station 7에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 166
그림 3.92. Station 8에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 166
그림 3.93. Station 9에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 166
그림 3.94. Station 10에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 167
그림 3.95. Station 11에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 167
그림 3.96. Station 12에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 167
그림 3.97. Station 13에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 168
그림 3.98. Station 14에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 168
그림 3.99. Station 15에서의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 168
그림 3.100. Horizontal Stabilizer 169
그림 3.101. Vertical Fin 170
그림 3.102. End Plate 170
그림 3.103. Horizontal Stabilizer의 Airfoil 형상 171
그림 3.104. Vertical Fin의 Airfoil 형상 172
그림 3.105. End Plate의 Airfoil 형상 172
그림 3.106. Horizontal Stabilizer 미세격자 173
그림 3.107. Vertical Fin 미세격자 174
그림 3.108. End Plate 미세격자 174
그림 3.109. Horizontal Stabilizer의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 175
그림 3.110. Vertical Fin의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 175
그림 3.111. End Plate의 Cl (좌)과 Cd (우) 그래프(이미지참조) 175
그림 3.112. 조종실 전면부 실측 180
그림 3.113. 조종실 하단부 실측 181
그림 3.114. 조종실 상단부 실측 182
그림 3.115. 반구형 돔 설계 모식도 225
그림 3.116. 화면조정장치 227
그림 3.117. 지상교관석 화면 구성 232
그림 3.118. 주 제어 화면구성 234
그림 3.119. 훈련상황 화면구성 235
그림 3.120. 영상 및 계기 화면구성 236
그림 3.121. 호스트 소프트웨어 구성도 237
그림 3.122. 시스템 구성 및 개요 238
그림 3.123. 시스템 업무 분석 체계 239
그림 4.1. AS365N2 FTD 전체 모습 240
그림 4.2. AS365N2 FTD 조종석 모습 241
그림 4.3. AS365N2 FTD 교관석 모습 241
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