KCI등재
여객기 개념설계 초기 사이징 통계 분석 = A Statistical Analysis for Initial Sizing of Jet Airliners
저자
진원진 (인하공업전문대학)
발행기관
학술지명
한국산학기술학회논문지(Journal of Korea Academia-Industrial cooperation Society)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
749-754(6쪽)
DOI식별코드
제공처
소장기관
In this study, the initial sizing of jet airliners was performed using statistical analysis. The currently available statistical equations for the initial sizing in conceptual design of an airplane are based on a limited number of aircraft sample data. Furthermore, the geometry and performance data of aircraft, such as the seating capacity, wing area, weights, maximum range, and cruise speed, are outdated. Therefore, the sample size was increased, and aircraft data were updated to improve the accuracy of statistical analysis for an aircraft in the conceptual design phase. Using the updated aircraft data, the statistical equations were modified and compared to existing equations. In addition, nonlinear regression equations were derived and validated to estimate the initial sizing parameters, such as the maximum takeoff weight, wing loading, and thrust to weight ratio. The statistical analysis in this study could be applied to define a baseline configuration for aircraft and minimize the efforts for the trade study and design iterations.
더보기본 논문에서는 제트 여객기의 초기 사이징(initial sizing)에 요구되는 설계변수(design parameter)를 통계적인 방법으로 추정하였다. 항공공학과 및 항공정비학과의 항공기 개념설계(aircraft conceptual design) 수업에서 활용되는 기존의 초기 사이징 통계 관계식은 제한된 수의 구형 제트 여객기의 형상 및 성능 데이터에 기반하고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 총 109가지의 개발연도, 좌석수, 중량, 항속거리, 속도 등 형상 및 성능이 다른 제트 여객기의 데이터를 활용하였다. 이를 토대로 지수함수 회귀 방정식(power regression equation)을 도출하고 기존의 분석 결과와 비교하였다. 그리고 최대이륙중량(maximum takeoff weight)을 기준으로 공허중량(operational empty weight), 유상하중(payload), 연료중량(fuel weight)을 통계적 방법으로 추정하였다. 또한, 좌석수(seating capacity) 및 최대항속거리(range) 등의 성능요구조건에 부합하는 제트 여객기의 익면하중(wing loading)과 추력대중량비(thrust to weight ratio) 등의 설계변수를 추정하는 다양한 비선형 회귀 방정식을 도출하고 검증하였다. 본 논문에서 제시된 결과는 항공기 개념설계 수업에서 절충연구(trade study)와 설계반복(design iteration) 과정을 최소화하기 위한 현실적인 항공기 기준형상(baseline configuration)을 정의하는데 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
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