항공기 전륜조향용 전기-기계식 작동기 시스템의 신뢰성 수명 분석 (Analysis of Reliability Life of EMA System for Aircraft Front Wheel Steering)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 26권 / 5호 / 554 ~ 558페이지
· 저자명 : 김현기, 한창운

초록

최근, 전기-기계식 작동기(Electro-Mechanical Actuator, EMA)가 친환경 항공기 부품 중의 하나로써 기존의 유압 구동장치를 대체하기 위한 목적으로 유무인 항공기에 다양한 용도로 적용되고 있다. 하지만, 전기-기계식 작동기를 사용해 온 기간이 전통적인 유압 구동장치보다 상대적으로 짧기 때문에 전기-기계식 작동기의 신뢰성을 검증하는 것은 중요한 문제이다. 본 논문에서는 항공기의 전륜조향에 사용되는 전기-기계식 작동기의 주요 부품들에 대한 고장률 분석을 통해 전기-기계식 시스템의 신뢰성 수명을 분석하였다. 이를 위해, 항공기 전륜조향 전기-기계식 작동기를 기계시스템인 구동장치와 전기시스템인 제어기로 구분하고, 각 시스템을 구성하고 있는 주요 부품들에 대해 파악하였다. 그리고, RTCA DO-160을 기반으로 전기-기계식 작동기가 사용되는 환경조건을 반영하고, 217-Plus와 NSWC-11과 같은 신뢰성 평가 자료들이 제시하는 이론과 데이타를 적용하여 전기-기계식 작동기의 구동장치와 제어기를 구성하는 주요 부품들의 고장률을 분석하였다. 최종적으로, 주요 부품들의 고장률 분석 결과를 기반으로 평균고장간격(Mean Time Between Failure)을 산출하고 구동장치가 이중화 설계가 적용된 사항을 고려하여 항공기 전륜조향용 전기-기계식 작동기 시스템에 대한 신뢰성 수명을 평가하였다.

영어초록

Recently, the electro-mechanical actuator (EMA) is an eco-friendly aircraft component and is being applied to crewed and crewless aircraft for various purposes to replace existing hydraulic actuators. Nevertheless, verifying the reliability of the EMA is an important issue because the period of use of EMA is relatively shorter than that of traditional hydraulic actuators. This study evaluated the reliability lifespan of the EMA system through failure rate analysis of major EMA components used in aircraft front wheel steering. For this purpose, the electro-mechanical actuator for aircraft front wheel steering was divided into a mechanical system, a driving device, an electrical system, and a controller. The major components comprising each system were identified. In addition, based on RTCA DO-160, the environmental conditions that the EMA used were considered, and the reliability evaluation data, such as 217-Plus and NSWC-11, were applied to analyze the failure rate of major components. Finally, the mean time between failure (MTBF) was calculated based on the failure rate analysis results of major components, and the reliability lifespan of the EMA system for aircraft front wheel steering was evaluated considering that the driving device had a redundant design.

참고자료

· 없음