이번 인터뷰에서는 한국항공연구원의 기영중 책임연구원님을 만났습니다! midas NFX를 '대한민국 국산 CAE의 자부심'이라고 말씀해주셨는데요, 항공 기술 연구 분야에서는 어떤 해석을 활용하고 계신지, 지금 바로 만나보겠습니다! 😊
Q. 간단한 본인 소개 부탁 드립니다.
안녕하세요, 저는 기영중 책임연구원입니다. 한국항공우주연구원 항공기술연구부, 회전익기 파트에서 근무하고 있습니다.
Q. 현재 소속팀에서 어떤 업무를 수행하고 있나요?
항공우주연구원의 연구 업무를 살펴보면, 항공 분야와 발사체 분야, 그리고 위성 연구개발 분야로 크게 세 분야로 나눌 수 있습니다. 제가 속한 항공연구소 항공기술연구부에서는 유/무인 항공기의 구조와 공력, 추진분야의 설계와 해석, 시험평가 업무, 그리고 항공기의 감항규정에 따라 안전성을 입증하기 위한 인증분야 연구업무를 수행하고 있습니다.
저는 그 중에서도 항공기에 장착된 날개가 회전하는 항공기, 쉽게 예를 들면 헬리콥터나 틸트 로터와 같은 회전익 항공기에 장착된 로터 시스템에 대한 구조분야 설계와 로터 진동과 하중을 다루는 로터 동역학 해석, 그리고 시험평가 분야로서 복합재 구조물의 정적구조시험과 피로시험 업무를 담당하고 있습니다.
최근 매체를 통해 많이 접해서 알고 계실 텐데요. 하늘을 나는 택시, 즉 도심항공 모빌리티라고 불리는 UAM 또는 AAM 기체를 포함해서 다양한 형태의 전기추진 수직 이착륙 유/무인 항공기에 대한 개발 업무도 최근에 활발하게 참여하고 있습니다.
Q. NFX를 도입한 배경은?
NFX를 도입하기 전까지는 저희 부서도 항공우주분야에서 가장 유명한 구조 분야 CAE 툴을 사용하고 있었습니다. 하지만 외국산 소프트웨어 특성상 유지보수 비용이 꽤 크기 때문에 부담이 있었고, 다양한 형태의 항공기에 적용되는 구조물을 다루다 보니 해석 업무를 진행할 때 기술적인 지원이 필요한 경우가 있는데, 이러한 부분들을 신속하고 효율적으로 지원 받기 어려운 경우가 종종 있었습니다.
기능은 동등하면서 사용하기에 보다 경제적이고, S/W 활용 측면에서도 기술 지원을 원활하게 받을 수 있는 방안이 없을까 하고 고민하던 차에 우연히 사무실 후배로부터 NFX에 대한 소개를 받게 되었습니다. 당시 상황과 S/W의 경제적인 유지보수 및 기술 지원을 필요로 하는 저희 부서의 니즈가 NFX를 도입하는데 필요충분조건이 되었다고 볼 수도 있겠습니다.
Q. 다양한 CAE 제품 중에 NFX를 선택한 이유는?
CAE 제품의 구매와 유지보수와 같은 예산적인 측면, 그리고 S/W 활용과 관련된 기술 지원의 용이성이 1차적인 선택 이유라고 할 수 있습니다. 또한, S/W 자체의 신뢰성과 더불어 활용하기에 얼마나 편리한지가 사용자로 하여금 NFX를 선택하게 하는 2차적인 이유라고 생각합니다.
저 뿐만 아니라 NFX를 사용하는 다른 분들의 공통적인 의견으로, 마치 워드 프로그램과 유사한 메뉴의 배열, 직관적으로 이해할 수 있는 메뉴별 구성이 다른 CAE 제품과 비교하여 큰 장점이라고 생각합니다.
마치 워드 프로그램을 사용하듯이
직관적으로 메뉴를 이해하고 사용할 수 있어요!
Q. NFX를 어떻게 활용하고 있나요?
저희 부서에서는 회전익 항공기에 대한 로터 시스템의 정적강도와 진동해석 업무에 NFX를 주로 활용하고 있습니다.
로터 시스템은 회전익 항공기의 비행에 필요한 추력과 양력, 그리고 조종력을 발생 시키는 핵심 구성품이라고도 할 수 있는데요. 복합소재로 제작된 블레이드와 엔진의 회전력을 블레이드로 전달 시켜주는 동시에 블레이드의 피치각을 변화시킬 수 있는 허브/조종 부품으로 구성이 됩니다. 따라서 항공기가 비행 중에 받게 되는 하중을 블레이드와 허브/조종 부품에 적용해서 구조적인 변형과 스트레스 및 스트레인 필드를 먼저 구하고, 이후에 각 부품의 설계 허용치와 비교하여 구조 마진을 평가함으로써 구조적인 안전성 여부를 확인하는데 활용하고 있습니다.
특별히, 복합재 블레이드의 경우에는 유연 구조체의 특성을 지니고 있어 정적 강도 평가 시 반드시 기하학적인 비선형성을 포함하여 해석을 수행할 필요가 있습니다. 또한, 허브/조종 및 블레이드가 결합된 로터 시스템 유한요소 모델을 통해서 회전속도에 따른 고유진동수 변화를 분석하는데 활용하고 있는데요. 바로 이점은 고유진동 해석을 통해 공진에 의한 동적 불안정 현상이 발생하는지를 확인하기 위한 방법이기도 합니다.
이 외에도 항공기의 동체나 착륙장치가 지면과의 충돌 과정에서 나타나는 거동 특성과 응력 분포를 검토하기 위해 비선형 과도응답(nonlinear transient analysis, implicit & explicit) 해석 분야에 NFX를 활용하고 있습니다.
허브/조종 구성품을 통해 블레이드로 전달되는 조종 입력에 대해 블레이드의 피치각 응답 특성과 하중 경로상에 있는 부품들의 응력 특성을 검토하기 위한 유연 다물체 동역학(flexible multibody dynamic) 해석 업무에도 유용하게 활용하고 있습니다.
Q. NFX 도입 후 어떤 변화가 있었나요?
회전익 항공기의 로터 시스템에 대한 정정각도 평가와 더불어 NFX에서 제공하고 있는 여러 형태의 솔버들을 활용하여 좀 더 진보된 형태의 해석 업무를 시도할 수 있었고, 공학적으로도 의미 있는 결과들을 도출하는 계기가 되었습니다.
진보된 해석 업무를 시도하고
공학적으로 의미 있는 결과 도출까지!
Q. NFX를 다른 기업에게 추천해주신다면?
여러 형태의 유/무인 회전익 항공기를 개발하는 과정에서 국내 업체와 연구기관 및 학교와 협업을 진행하게 되는데요. 진도 점검 회의나 기본 설계 또는 상세 설계 검토 회의와 같은 과정에서 자연스럽게 NFX를 통해 도출된 여러 공학적인 결과를 함께 공유할 수 있었습니다. NFX의 활용 분야와 그 결과들을 보시고 협업을 진행했던 다른 업체에서도 NFX를 실제로 구매해서 활용하고 있는 상황입니다.
Q. 국내 CAE 개발사 마이다스아이티 기술 지원에 대한 만족도는 어떠한가요?
매년 NFX가 업그레이드되면서 식별된 문제점들은 개선되고, 신뢰도와 활용도를 높이기 위한 새로운 기능들이 추가되고 있는데요. 그에 대한 정보와 안내가 충실하게 수행되고 있다고 생각합니다. 프로그램 교육 과정의 경우, 활용 분야와 사용자의 숙련도를 고려하여 기본 과정과 심화 과정으로 구분하여 제공하고 있어, 무척 만족스러운 수준입니다.
이 외에도 업무를 수행하면서 CAE S/W 간의 정보를 교환하기 위한 인터페이스 모듈이 종종 필요할 때가 있는데, 이러한 부분에 대해서도 능동적으로 대응해 주시고, 함께 인터페이스 모듈을 개발하는 업무를 담당해 주신 점도 저희 연구원과 마이다스아이티 사와의 긍정적인 유대 관계를 유지할 수 있는 부분이었다고 생각합니다.
Q. NFX를 한마디로 표현한다면?
NFX는 자부심이다!
전 세계적으로 불고 있는 K-POP, DRAMA, MOVIE, FOOD 등 여러 분야의 열풍을 잘 알고 계시죠? 이 외에도 최근에는 F/A-50과 K-9 자주포, K-2 전차와 같은 K-방산으로 주목을 받고 있습니다. 멀지 않아 국산 CAE 프로그램의 우수성과 경제성에 대해서도 주목을 받는 시기가 도래할 것이라 기대하고 있습니다.
국내 엔지니어들을 중심으로, 그리고 국내에서 개발된 공학용 S/W로서 해외 유명 소프트웨어에 비교하여 부족한 것이 없는 mdias NFX, 바로 우리 대한민국 공학 분야의 수준을 대변할 수 있는 CAE 소프트웨어라고 할 수 있기에 감히 "NFX는 자부심이다!"라고 표현할 수 있겠습니다.
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