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작성일 : 20-03-31 23:19
[공군] KF-X 전투기 구조설계 최적화
 글쓴이 : 카라스
조회 : 5,919  

 

차세대 전투기 개발은 성능 만족을 위하여 개발 초기부터 지속적인 중량 절감 활동이 필요하였고, 구조 최적화 설계 업무 시 엔지니어 경험과 사례가 아닌 이론 기반의 자동화된 최적화 형상 도출 소프트웨어를 활용하여 업무 효율을 증대하고자 계획하였다. 선진 항공사의 사례를 참고하여 Hyperworks Optistruct를 선정하였으며, 구조설계가 본격적으로 착수되는 시점에 구조 최적화를 위한 독립적인 업무절차 수립 및 조직을 운영하기 시작하였다.

 

주요 강성 부재의 간격과 배치 방향을 확정하기 위하여 주익, 수평미익, 수직미익의 위상최적화(Topology) 결과와 사이징을 통한 상대 중량 비교를 수행한 바, Spar 간격의 최적값을 확인할 수 있었다. 항공기 부품은 강도뿐만 아니라 고유진동, Flutter, DaDT, 제작 최소두께, 재료, 비용 등 다양한 목적인자를 가지고 있으며, 조립체별 최적화 결과를 바탕으로 실제 설계에 반영할 수 있었다.

 

부품의 형상은 소프트웨어가 가장 효율적으로 최적화할 수 있는 대상으로서 중량 절감 비율이 가장 크다. 다만 FEM을 기반으로 위상최적화 결과를 활용하게 되므로 정확한 하중 정의가 필요하다. 부품의 성능은 종합적인 강도 분석과 제작상 제한조건에 구속되므로 설계자와 최적화 담당자가 긴밀한 협의를 통하여 최종 결론을 도출하였다. 단품 최적화 대상으로서 항공기 부품은 대체적으로 Fitting, Mount, Lug, Actuator 장착 Support 등을 예로 들 수 있다. 기계 가공 작업 가능성이 형상 결정의 가장 큰 제한조건이며, 최적화 모델의 경계조건에 따라 결과가 크게 달라질 수도 있으니 착수 전에 해당 부품의 정확한 정보 및 해석모델의 적절성을 사전에 검토해야 한다. 형상 최적화를 통하여 각종 Fitting류의 중량 절감을 성공적으로 수행하였다.

차세대 전투기 기체구조 설계에 있어 최적화 전용 소프트웨어를 도입 및 전담 조직을 운영하여 중량 절감 및 업무 효율 증대에 유무형의 효과를 얻게 되었다. 연도별 최적화 성과는 비슷하지만, 설계 성숙도가 올라갈수록 대상품의 중량 대비 감소비율이 상당히 증가하였다. 최적화 역량 향상과 단 품 설계의 형상 구체화 단계에서 효과적인 설계 개선이 이루어진 것으로 판단한다.

출처 : 차세대 전투기 기체구조 최적화 적용 성과(한국항공우주학회 2019 추계학술대회)

경험과 사례를 바탕으로 결정된 초기형상을 기반으로 반복적인 설계-해석 작업을 통해 최적화하기 때문에 절감효과가 제한적이고 시간이 비교적 많이 요구되었던 T-50과는 달리, KF-X는 중량 절감 업무를 수행하는 조직을 운영하면서 최적화 전문 소프트웨어를 통한 설계 초기형상을 도출하고 최적화함에 따라 구조물 효율을 향상시켰고, 작업 시간을 절감할 수 있었다는 내용입니다.

출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com


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배신자 20-03-31 23:21
   
저 쉘돈 이라는 분 대단하네요.

관계자 분이신가? 정보력이 후덜덜
아차산의별 20-04-01 00:38
   
구체적인  부품들이  형상화되는것보니
Kfx제작에  가속도가 붙은듯
엘카이나 20-04-01 00:38
   
이거 한국 항공우주학회 학술대회 논문인데 그냥 홈페이지가면 볼수 잇긴해요.
     
엘카이나 20-04-01 00:40
   
아 물론 폄하하는거 아닙니다.
          
배신자 20-04-01 01:09
   
아 그렇군요.

그래도 저런 자료를 꾸준히 찾아서 자신의 블로그에 올리는 열정은 대단한 듯 ㅎㅎ
               
엘카이나 20-04-01 01:52
   
거기 서버가 병x같아서 자료찾는거 자체가 일이긴해요 대단한 열정과 실력이죠.
유일구화 20-04-01 02:13
   
진짜 대단...
이는 마치...
내가 승용차를 만들려다 4인승 버스를 만들것 같음.
스포츠카 기능에 트럭기능에 어뚜케 하나로 몰아넘음..
발자취 20-04-01 20:40
   
부품에 대한 형상최적설계군요.

경량화를 위해서 열심히 노력하시네요...
나그네x 20-04-01 22:27
   
그래도 실기체에서는 여러문제점들이 많이 발생할겁니다. 그때 kfx에 극렬하게 부정적이였던 신모유튜버와 일부 언론들이 엄청나게 헐뜯는 꼴을 보게 될겁니다.
여기서도 뭐라하는 분들 좀 있겠지만 미국마저도 수많은 크고작은 문제점으로 전투기를 힘들게 개발배치합니다.
초기에 문제가 발생한다해도 비난이 아닌 의견과 토론을 하는게 맞는 행동일듯
수리온,LAH,k2 파워팩, 독도/마라도함.등등을 개인적으로 비난할 생각은 조금도 없음. 실패한 그 k11조차도..다만 아쉬울뿐.