항공기 구조설계 실무

이철재 , 박서신 , 신상준 , 정유인 지음

좋은땅 2018년 05월 14일 출간 종이책 : 2017년 12월 15일 출간

작품소개

책소개

항공기 구조설계에 예비 실무자들을 위한 책, 『항공기 구조설계 실무』가 출간되었다. 이 책은 국내 항공기 개발이 본격적으로 진행되었던 1990년대부터 항공기 구조설계 및 재료공정 실무를 맡았던 수석 설계자들이 항공기 구조설계에 참여하고 있는 후배 구조설계자들을 위해 작성한 책으로, 항공기 개발요구도, 재료공정 선정, 상세설계 지침 등을 다루고 있다. 따라서 구조설계자를 꿈꾸는 많은 독자들은 『항공기 구조설계 실무』를 통해 쉽게 구조설계 실무를 접하고 이해하여 바로 현업에서 적용할 수 있을 것이다.

목차

서문

01. 구조설계 요구도

1. 구조설계 정의 및 용어
2. 항공기 개발 프로세스
1) 개념설계 단계
2) 기본설계 단계
3) 상세설계 단계
4) 설계 단계별 성숙도 점검
3. 구조설계 요구도 및 인증 수단
1) 개요
2) 성능 요구도(Performance Requirement)
3) 임무 요구도(Mission Requirement)
4) 체계 요구도(System Requirement)
5) 감항 요구도(Airworthiness Requirement)
6) 인증 수단(Means of Compliance)

02. 재료 및 공정(Material & Process)

1. 개요
2. 재료 일반
1) 금속재
2) 비금속재
3. 공정 일반
1) 절삭 가공
2) 판금 가공
3) 주조(Casting)
4) 3차원 조형(3D Printing)
5) 복합재료 부품제작
4. 재료 및 공정 선정 규칙

03. 구조 배치

1. 개요
1) 기체 구조의 형식
2) 외부하중(External Load)
3) 내부하중 및 응력(Internal Load & Stress)
4) 파손안전 구조(Fail-Safe Structure)
5) 손상허용설계 (Damage Tolerance Design)
6) 구조 배치설계
2. 동체 구조 배치
1) 동체 형상 개념설계
2) 군용 항공기 동체 구조 배치
3) 헬리콥터 동체 구조 배치
4) 동체 구조 배치도
3. 주익 구조 배치
1) 주익박스
2) 보조익 및 고양력 장치
3) 주 구조 배치
4) 구조 배치도 작성
5) 로터 블레이드
4. 미익 구조 배치
1) 군용 항공기 미익 구성품 기능 및 구조 배치
2) 민항기 미익 구성품 기능 및 구조 배치

04. 주요 구조 부품설계

1. 개요
2. 종방향 부재
1) 스파 설계 규칙
2) 론저론 및 스트링거 설계 규칙
3. 횡방향 부재(리브, 벌크헤드, 프레임)
4. 러그(Lug)
5. 스킨(Skin)
6. 바닥판(Floor)
7. 출입문과 창(Door & Window)
8. 지상 취급 구비(Ground Handling Provision)
1) 결박 구비(Tie Down & Mooring Provision)
2) 잭킹 구비(Jacking Provision)
3) 인양 구비(Hoisting Provision)
4) 견인 구비(Towing Provision)

05. 금속재 부품설계

1. 개요
2. 기계 가공(Milling) 부품
1) 플랜지 각도
2) 공구 및 필렛 반경
3) 플랜지 및 웹 두께
4) 포켓 랜드(Pocket Land)
5) 원자재 두께 및 가공여유
6) 조글 단차(Rabbet 또는 Step)
7) 스티프너 플랜지 경사처리(Run out)
8) 오려낸 구멍(Cutout Hole) 배치
9) 너트플레이트 장착구멍
10) 응력집중 감소 설계
11) 드릴링 및 리밍 (Drilling & Reaming)
12) 자리파기 및 접시머리(Spot Facing & Counter Sink)
13) 나사 가공(Threading)
2. 판금 가공 부품(Sheet Metal Forming Part)
1) 열처리 및 자재선정
2) 최소 설계 굽힘 반경 및 공차
3) 굽힘 릴리이프 반경(Bend Relief Radius)
4) 조글(Joggle)
5) 치구 구멍(Tooling Hole)
6) 경량화 구멍(Lightening Hole)
7) 판재 부품크기 결정

3. 인발 성형(Deep Draw)
4. 화학 밀링(Chemical Milling)

06. 복합재 부품설계

1. 개요
2. 복합재료 특성
3. 복합재 설계
1) 표준 적층판 코드(Standard Laminate Code)
2) 대칭 적층판 (Symmetrical Laminate)
3) 준대칭 적층판 (Quasi-Symmetric Laminate)
4) 전체 적층판(Total Laminate)
5) 셋트(Sets)
6) 하이브리드 적층판 (Hybrid Laminate)
7) 하중방향에 따른 적층
4. 적층판 설계 규칙
1) 적층판 개요
2) 적층 순서 규칙
5. 샌드위치
1) 설계 규칙
2) 허니콤 코어
3) 샌드위치 구조의 패스너 구멍 보강
4) 수분 침투 방지
6. 접착 체결(Bonded Joint)
1) 기하학적 접착 체결 유형별 특징
2) 접착 체결의 파손 유형
3) 접착 방법
7. 적층판 패스너 체결
8. 비파괴 검사(NDI)

07. 낙뢰 보호(Lightning Strike Protection)

1. 개요
2. 낙뢰 인증 기준 및 수단
3. 낙뢰 구역 정의
4. 낙뢰 손상 및 보호 대상
5. 설계 규칙
1) 내부 연료탱크 구역
2) 탄소복합재 부품
3) 비전도성 복합재 부품

08. 일체형 연료탱크 및 밀봉(IFT & Sealing)

1. 개요
2. 인증 기준 및 수단
3. 설계 규칙
1) IFT 일반 규칙
2) 점검창 있는 IFT
3) 점검창 없는 IFT
4) 밀봉 설계

09. 점검창 및 인간공학

1. 개요
2. 설계 규칙

010. 내화 및 내열

1. 개요
2. 인증 기준 및 수단
3. 설계 규칙

011. 조류충돌 및 캐노피(Bird Impact & Canopy)

1. 개요
2. 캐노피 인증 기준 및 수단
3. 설계 규칙

012. 내추락(Crashworthiness)

1. 개요
2. 내추락 성능 요구도
3. 충격에너지 흡수 체계 및 구성품 설계
4. 인증 수단

013. 음향 피로(Sonic Fatigue)

1. 개요
2. 설계 규칙

014. 배출구(Drain Hole)

1. 배출구 요구도
2. 설계 규칙

015. 부식 방지(Corrosion Prevention) 및 표식

1. 부식 종류
2. 표면 처리 종류
3. 부식 방지 설계 규칙
4. 품번 표식

016. 기계적 패스너 체결(Fastener Joint)

1. 체결 유형 및 특징
2. 주요 체결부 설계
1) 주익/미익 장착
2) 조종면 장착
3) 착륙장치 장착
4) 엔진 장착
5) 종방향 부품 및 스킨 연결
6) 종방향 및 횡방향 부품 교차부 연결
7) 뒷전 체결
3. 패스너 체결 규칙
1) 패스너 종류
2) 패스너 선정 규칙
3) 단일 핀 전단 체결
4) 금속재 부품 다중 패스너 체결
5) 복합재 부품 다중 패스너 체결
6) 혼성 체결(Hybrid Joint)
7) 끝단거리 및 간격(Edge Distance & Pitch)
8) 체결 두께와 패스너 직경
9) 체결면 허용 경사각
10) 접시머리 기준(Countersink)
11) 쐐기(Shim) 적용 기준
12) 토크(Torque)
13) 체결부 피로 수명 개선 방법
14) 다빈도 손상 영역 설계 규칙

017. 베어링 및 부싱 장착

1. 개요
2. 부싱 설계
3. 부싱 장착설계
4. 베어링 장착설계

018. 도면 종류 및 작성

1. 도면의 종류
1) 부품도
2) 조립도
3) 장착도
2. 도면 배포 절차
1) 도면 작성 및 검도
2) 기능부서 검토
3) 고객 검토 및 승인
3. 도면 작성 절차
1) 3차원 모델 작성
2) 2차원 도면 작성
3) 부품 목록표 작성
4. 도면 작성 일반 규칙
1) 일반 규칙
2) 복합재 도면 작성 규칙
3) 일반 및 특별 주기
5. 항공기 좌표 표시 방법
1) 동체 위치선(FS, Fuselage Station)
2) 수위선(WL, Water Line)
3) 버턱선(BL, Buttock Line)
6. 유형별 도면(예시)

019. 중량 및 비용
1. 개요
2. 비용(Cost)
3. 중량 가치(Value Per Pound)
4. 중량 최적화
5. 중량 평형

참고 문헌

출판사 서평

누구나 설계를 할 수 있을지도 모른다. 하지만 경쟁력 있는 설계를 하는 것이 관건이다!

이 책은 한국항공우주산업㈜에서 수행했거나 진행 중인 항공기 개발 프로젝트들을 통해 습득한 항공기 구조설계 이론과 실무 경험을 축적하고 전파할 목적으로 기획되었다. 항공기 구조설계 과정은 물론이고 개발 시험과 운용 중에 발생할 수 있는 다양한 문제들을 해결하면서 축적된 기술적 노하우가 녹아 있기 때문에 설계의 이론과 제작 및 운용의 현실이 잘 반영되어 예비 실무자들에게 더 큰 도움이 될 것이다.

작가정보

저자(글) 이철재

저자 : 이철재
저자 이철재
한국항공대학교 항공공학 석사, 항공기체 기술사
KT-1/KUH구조설계팀 팀장
항공기 구조설계실 실장
현. 한국항공우주산업㈜ KFX 수석연구원

저자 : 박서신
저자 박서신
서울대학교 농공학 학사, 항공기체 기술사
T-50/KT-1/A350 XWB Wing Rib 구조설계
현. 한국항공우주산업(주) KFX 기체설계1팀 팀장

저자 : 신상준
저자 신상준
경상대학교 항공우주공학 박사
T-50/KT-1/차군무인기/8인승 쌍발기/B787FTE/KC-
100 구조설계
현. 한국항공우주산업㈜ KFX 기체설계2팀 팀장

저자 : 정유인
저자 정유인
경상대학교 나노신소재공학 박사
T-50, KC-100 재료공정
현. 한국항공우주산업㈜ 구조종합팀 팀장

저자(글) 박서신

저자(글) 신상준

저자(글) 정유인