항공기 전륜 조향제어용 전기-기계식 작동기의 치명 부품 신뢰성 분석 (Reliability Analysis of Critical Components in Electro-Mechanical Actuators for Aircraft Nose Wheel Steering)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 26권 / 1호 / 779 ~ 789페이지
· 저자명 : 이진규, 박승일, 김현기, 한창운

초록

최근 항공우주 산업에서는 친환경적인 항공기의 개발이 주목받고 있다. 이에 기존의 유압식 구동장치를 대체할수 있는 전기-기계식 구동장치 (EMA: Electro-Mechanical Actuator, 이하 EMA)의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
EMA는 유압식 구동장치들에 비해 에너지 효율이 높고 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있지만, 개발 이력이 짧아 신뢰성확보가 중요하다. 본 연구에서는 항공기의 전륜을 제어하는 조향 제어용 전기식 작동기의 고장률 분석을 통한 신뢰성평가 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 조향 제어용 전기-기계식 작동기를 구성하는 기계 시스템과 전자 시스템에 대한주요 치명 부품을 분석하고, NSWC-11과 RIAC-HDBK-217Plus 등의 신뢰성 평가 문헌을 통하여 치명 부품들의 개별고장률을 계산하였으며, 그 결과들을 바탕으로 MIL-HDBK-217F에 기반한 시스템 레벨의 고장률을 산출하였다. 분석결과, 기계 시스템의 고장률이 전자 시스템의 고장률보다 높았으며, 기계 시스템의 치명 부품 중에선 전기 모터와 풀리벨트가 가장 높은 고장률을 보여 이들이 향후 신뢰성 평가에 있어 주요 분석 대상임을 보여준다.

영어초록

The development of an environmentally friendly aircraft has attracted significant interest in the aerospace industry, leading to active research on electro-mechanical actuators (EMAs) to replace traditional hydraulic actuators. EMAs offer greater energy efficiency and lower environmental impacts, but their relatively short development phase has made ensuring their reliability a critical issue. This paper presents a method for evaluating the reliability of EMAs used in the steering control of aircraft nose landing gears. The component-level failure rates of the selected critical components were calculated by analyzing the key components within the mechanical and electronic system of steering EMAs and referring to reliability assessment documents like NSWC-11 and RIAC-HDBK-217Plus. These results were then used to determine the system-level failure rates based on methods in MIL-HDBK-217F. Analyses showed that mechanical systems have a considerably higher failure rate than electronic systems. Among its critical components, the electric motor and pulley belt exhibited the highest failure rates, highlighting the need to prioritize them in future reliability assessments.

참고자료

· 없음