항공핵심기술 선도연구센터
- 연구책임자
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명노신 교수
- 총 연구기간
- 2017-06-01 ~ 2024-02-29
- 총 연구비
- 13,500,000천원
- 센터주소
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경상남도 진주시 진주대로 501 (가좌동) 경상국립대학교 항공우주산학협력관 407동 606호 - 연구기관명
- 경상국립대학교
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센터 소개 |
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본 연구센터는 항공기에서 마차 바퀴의 린치핀과 같은 급소 역할을 담당하고, 국내 독자 개발 항공기에 적용이 가능한 미래형 고효율·안전 항공핵심기술을 개발하고 있음. 국내 항공분야 학문 및 기술적 수준을 한 단계 업그레이드 시키고 진주·사천 항공국가산단의 산학협력 거점전문센터 역할을 성공적으로 수행하여, 장기적으로 입주 기업의 연구개발 및 시험평가를 지원하는 자립형 연구소로 성장하고자 함. |
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연구 목표 |
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미래 먹거리 핵심 산업으로 부상하고 있는 산업수요기반 미래형 고효율·안전 항공핵심기술 개발 • 국내 항공분야의 학문적, 기술적 수준을 대폭 향상시키기 위해 항공기 복합재의 태생적 난제를 해결하는 마이크로기술과 세계적 수준의 안전관련 핵심시스템 설계 및 안전필수 비행제어 원천기술을 개발 최종적으로 다수의 해외원천특허, 산업체 애로기술 해결, 기술이전, 실용화를 통하여 항공핵심기술의 상용화를 달성하고, 전문 연구소가 절대적으로 부족한 항공국가산단의 R&D 기능을 담당 |
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연구 내용 |
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(그룹 1) • 손상 방지설계, 탐지 및 예측, 수리 및 수명평가 연구 간의 공동연구를 통해 정밀가공기술 융합 신개념 수리기술, 초정밀 위치검출 레이저 손상탐지기술, 층간분리 손상방지 고성능 적층 복합재 보강기술을 개발 • 항공기 마이크로기술 기반 복합재구조 혁신기술을 개발하여 항공기의 설계, 운용, 수리 등 항공기 전주기 복합재 구조건전성에 관한 원천기술을 개발 (그룹 2) • 복합재 구조팀 및 컨소시엄과 협력하여 복합재 구조-결빙보호시스템 설계기술을 개발하고, 그룹 내 공동연구를 통해 헬기 로터, 동체, 공기흡입구 다물리 통합해석기법을 개발 • 개발된 기술을 통합하여 최적 성능의 결빙보호시스템 설계가 가능한 미래형 다물리-고기능 안전 핵심시스템 설계기술을 개발 (그룹 3) • 구조손상, 결빙 등에서 기인한 유·무인항공기 Upset 상황 대응 및 항공기 간 충돌회피를 고려한 비행제어시스템을 개발하고, 개발된 비행제어시스템을 3중으로 다중화해 오류-제로의 안전필수 비행제어기술을 개발 원천기술 개발 후 한국항공우주산업 등의 대기업과 ANH Structure 등의 중소기업으로 이루어진 컨소시엄과의 연계를 통해 산업체 기술이전, 수입의존 부품 대체 상품개발, 국내외 시장 대상 사업화를 추진 |
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참여 연구원 |
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• 총 138명 참여(교수급 15명, 박사급 9명, 박사과정 58명, 석사과정 53명, 학사과정 3명) |
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연구성과 1 |
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항공기 날개 복합재 구조-결빙보호시스템 설계기술 개발 |
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항공기 날개에 부착되는 결빙보호시스템은 결빙 상황에서 항공기가 치명적인 사고로 이어질 수 있기 때문에 매우 중요함. 탄소섬유와 유리섬유 복합재를 사용하고 이들 사이에 Thin-film 발열 장치를 부착하는 연구를 수행하였고, 독자적 기술개발을 성공하였음. 개발된 결빙보호시스템은 최적의 발열량을 통해 방·제빙을 수행하며 구조적 측면에도 매우 우수함. 추가적으로 니켈 도금 복합재, 초소수 코팅 등을 활용하여 다양한 결빙보호시스템 기술을 개발중임. |
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» (논문) Multiphysics anti-icing simulation of a CFRP composite wing structure embedded with thin etched-foil electrothermal heating films in glaze ice conditions, Composite Structures, 2021 (IF=6.603) » (특허) 항공기 방제빙 시스템 및 이를 이용한 방제빙 방법(국내 출원 10-2021-0158012) |
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연구성과 2 |
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초소수성 표면을 갖는 항공기용 다기능 발열 복합재 개발 |
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극한 환경에 노출된 항공기 구조물 표면에 발생하는 결빙 문제(항력 증가 및 양력 손실/비행성능 저하/인명 피해 발생)를 해결하고자, 탄소섬유에 금속 무전해 도금을 통한 효율적인 발열성능을 구현하였음. 또한 SiO2/Ag microsphere를 표면에 도포하여 초소수성 표면 기술을 구현하였고, 후류결빙(Runback ice)를 억제함으로써 항공기 구조물에 적용가능한 결빙 방·제빙 기술을 확보하였음. |
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» (논문) High-performance microwave absorption heating honeycomb sandwich composite with electroless nickel-plated glass fiber, Composite Structures, 2022 (IF=6.603) 외 1편 » (특허) 대형 날개 구조물에 적용 가능한 전자기파 흡수 기술 기반 다기능 발열 샌드위치 복합재 및 이의 제조 방법 (국내 출원 10-2021-0117733, PCT/KR2021/017027) |
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연구성과 3 |
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항공기용 복합재 구조 두께방향 강도향상 공법(I-fiber stitching 공법) 개발 |
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적층 복합재의 경우 원초적인 한계점인 층과 층 사이가 분리되는 층간분리 문제를 해결하고자 고강성, 고강도 탄소섬유를 복합재의 두께방향으로 삽입하여 물성을 보강하는 공법을 개발하였음. 두께방향 보강공법으로 다양한 복합재 구조물을 제작하였음. T-joint, Single-lap joint, Mode I DCB Test, Mode II DCB Test, CAI Test 등의 시험들을 통해 기존의 복합재 구조보다 향상된 결과를 확인하였으며, 대형 구조물에도 적용하기 위해 많은 연구중에 있음. I-fiber stitching 공법은 복합재의 대표적인 제작공법인 Autoclave공법과 더불어 RTM 공법에도 적용가능하고, 적용 시 필요한 전용장비의 공정이 간단하여 대량생산이 가능하다는 것에 의미가 있음. |
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» (논문) Characterization of Mode II Specimen Using I-Fiber Stitching Process, Composite Structures, 2021 (IF=6.603) 외 2편 » (특허) 차량용 복합재 휠 및 그 제조방법(국내 출원 10-2021-0039542) 외 2건 » (사업화-기술이전) AHN Structure |
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산업수요기반 미래형 고효율·안전 항공핵심기술 개발을 목표로 한다. 이를 위해 항공기 날개 복합재 구조-결빙보호시스템 설계기술 개발, 초소수성 표면을 갖는 항공기용 다기능 발열 복합재 개발, 항공기용 복합재 구조 두께방향 강도향상 공법(I-fiber stitching 공법)을 개발했다.
