PDF문서2차_18.10.12_항공우주 분야의 구조 건전성 관리_김성준 책임.pdf

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항공우주  분야의  구조  건전성  관리

한국항공우주연구원

항공기  체계부

  김성준  (책임연구원)

    항공기,  발사체,  인공위성과  같은  구조물은  구조물에  손상이  발생하여  그  정도가 

심해지면  구조물의  파손이  발생하게  되어  심각한  사고를  초래할  수  있다.  그러므로 

구조물의  내부에  존재하는  손상을  적기에  탐지하고  손상된  부품의  수리  및  체계를  위

한  구조건전성  진단  시스템(Structural  Health  Monitoring  System)이  필요하다.  또한 

최신  항공기는  내장형  컴퓨터,  항전  및  각종  구동  장비  제어에  필요한  보조  장치가 

급격히  증가하여  구조물의  정비성이  크게  악화되고  있다.  구조물의  손상탐지를  위해 

전통적으로  사용되는  비파괴  검사  (초음파,  와전류,  자분탐상,  침투탐상,  X-ray)는   

검사시간이  매우  길며  운용비용이  매우  높다.  최근에  개발되어  사용되고  있는  손상탐

지  시스템은  센서,  장비,  S/W와  데이터베이스  구축  기술을  개발하여  공간  및  접근성

에  제한받지  않고  구조물  결함을  탐지하고  감시  할  수  있으며  검사기간  및  운용비용

을  절감할  수  있다.  SHM  기술은  그림  1과  같이  1)데이터  취득,  2)데이터  처리,  3) 

데이터  분석,  4)진단  및  예측으로  구성된다.  최근에는  인공지능  기술을  진단/예측  분

야에  활용하고  있다.

[그림 1] SHM System Element


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항공  분야에서는  그림  2에서  보듯이  에어버스가  PZT(Piezoelectric  Transducer)  센

서를  이용한  유도초음파를  이용하여  복합재  동체구조물의  손상탐지  시스템을  개발하

여  탐색개발  중이다.  우주분야에서는  국제우주정거장(International  Space  Station)에 

사용되는  압력용기에  FBG(Fiber  Bragg  Gating)  센서를  적용하여  구조물의  손상여부

를  진단하고  있다(그림  3).

[그림 2] Debonding detection by Guided Wave

<https://web.stanford.edu/group/sacl/workshop/IWSHM2013/documents/Keynote%20presentations/IW

SHM%202013%20Keynote_Clemens%20Bockenheimer.pdf>

 

[그림 3] International Space Station Pressure Vessel Configuration

<https://www.nasa.gov/pdf/626510main_6-1_saulsberry.pdf>