KR100933236B1 - 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 측정 신호의 에러 체크 및 하중 계산을 위한 레퍼런스 수식 및 데이터가 저장되어 있는 데이터 베이스와, 스트레인 게이지로부터 전송되는 측정 신호 및 공정 제어 시스템으로부터 전송되는 하중 관련 데이터를 입력받는 입력 모듈과, 입력 모듈에 의하여 수신된 각 스트레인 게이지의 측정 신호 중 일부를 샘플링하여 단위 블록 신호로 추출하는 샘플링 모듈과, 상기 데이터 베이스에 저장되어 있는 에러 체크 레퍼런스를 로딩하여 상기 샘플링된 단위 블록 신호의 에러 체크를 수행하는 에러 체크 모듈과, 상기 데이터 베이스에 저장된 레퍼런스 수식을 로딩하여 상기 에러 체크 모듈을 통하여 유효성이 판별된 단위 블록 신호의 하중 값을 구하는 하중 산출 모듈과, 상기 산출된 하중 값, 각 단위 블록 신호의 에러 체크 상태 및 하중 측정 수행 과정을 그래프 또는 차트로 디스플레이하는 디스플레이 모듈로 구성되는 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 항공기에 부착된 다수의 스트레인 게이지로부터 전송되는 측정 신호의 유효성을 작업자가 일일이 분석하여 하중을 산출할 필요 없이, 샘플링 및 에러 체크 과정을 통하여 각 측정 신호의 유효성 여부가 검증되고 그 측정 결과 값도 그래프 또는 차트 형태로 디스플레이 되므로, 하중 측정 작업의 효율성을 향상되어 인적 및 시간적인 소모를 해소할 수 있는 장점이 있다.

항공기, 스트레인 게이지(Strain Gage), 하중

Description

항공기 하중 측정 신호 분석 시스템 {System for Analysis of Aircraft Load Measurement Signal}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템의 적용 상태를 나타내는 개념도이고,

도 2는 도 1에 도시된 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고,

도 3은 도 2에 도시된 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템의 동작 흐름을 나타내는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 스트레인 게이지

20 : 공정 제어 시스템

30 : 통신 라인

100 : 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템

101 : 제어 모듈

110 : 입력 모듈

120 : 샘플링 모듈

130 : 에러 체크 모듈

140 : 하중 산출 모듈

150 : 데이터 베이스

160 : 디스플레이 모듈

본 발명은 항공기에 부착된 다수의 스트레인 게이지(Strain Gage)로부터 전송되는 측정 신호를 수신하여 단위 블록 신호로 샘플링하고 그 유효성을 판별한 뒤, 하중을 산출하여 디스플레이 하는 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 항공기의 제작 후에는 제작된 항공기가 실지 비행 시에 발생할 수 있는 다양한 환경에서 정상적인 비행을 수행할 수 있는지를 시험하기 위하여 다양한 비행 시험을 수행하여야 한다.

항공기 하중 측정 시험은 이러한 비행 시험 중의 하나로서, 실제 비행 조건과 동일한 외부력을 항공기에 가한 뒤 동체의 각 부분이 받는 하중을 측정함으로써 항공기의 안전여부를 파악하는 시험을 의미한다.

통상, 이러한 항공기 하중 측정 시험을 위해서 종래에는 피 시험 항공기의 주요 부분에 물리적인 미세 변화를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 스트레인 게 이지를 부착한 뒤, 각각의 스트레인 게이지로부터 전송되는 측정 신호를 수신하여 그 유효성 여부를 작업자가 하나하나 분석하고, 유효한 경우 그 측정 신호를 이용하여 하중 값을 산출한다.

그런데, 통상 상기 항공기 하중 측정을 위하여 항공기에 부착되는 스트레인 게이지의 개수는 적어도 3만개 이상이고, 따라서 각 스트레인 게이지로부터 전송되는 개별 측정 신호를 종래의 경우처럼 일일이 작업자가 분석하여 유효성 여부를 파악해 내는데는 많은 노력과 시간이 투입되어야 한다.

실지로, 항공기에 부착된 3만개 이상의 스트레인 게이지에서 출력되는 엄청난 량의 신호를 일일이 작업자가 그 신호의 에러 발생 가능성 및 신뢰성 등을 고려하여 분석하는데는 다수의 작업자가 그 작업에 투입되더라도 수 주일의 작업 시간이 소모되는 것이 사실이다.

또한, 작업자가 신호를 하나하나 분석하다 보면 수작업의 특성상 산출 데이터의 신뢰성 문제가 발생하며, 하중 값을 구하고 난 뒤 그 결과물이 단순 수치로 표현되게 되므로 전문 지식을 가지고 있지 않으면 결과물의 파악도 어려운 문제점을 가지게 된다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 항공기의 하중 측정 시에 항공기에 부착된 다수의 스트레인 게이지로부터 전송되는 각각의 측정 신호를 전송 받아, 신호의 이상 여부와 확률의 정확성을 분석하여 유효성을 판 단한 뒤 하중 값을 산출하여 그 결과 값을 그래프 또는 차트 형태로 디스플레이 하는 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템을 제공함으로써, 하중 측정 작업의 효율성을 향상시켜 불필요한 인적 및 시간적 소모를 해소하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 항공기의 하중 측정 시에 항공기의 주요 부분에 부착되는 다수의 스트레인 게이지 및 항공기에 가해지는 하중 관련 데이터를 출력하는 공정 제어 시스템과 연동되는 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템에 있어서, 측정 신호의 에러 체크 및 하중 계산을 위한 레퍼런스 수식 및 데이터가 저장되어 있는 데이터 베이스와, 스트레인 게이지로부터 전송되는 측정 신호 및 공정 제어 시스템으로부터 전송되는 하중 관련 데이터를 입력받는 입력 모듈과, 입력 모듈에 의하여 수신된 각 스트레인 게이지의 측정 신호 중 일부를 샘플링하여 단위 블록 신호로 추출하는 샘플링 모듈과, 상기 데이터 베이스에 저장되어 있는 에러 체크 레퍼런스를 로딩하여 상기 샘플링된 단위 블록 신호의 에러 체크를 수행하는 에러 체크 모듈과, 상기 데이터 베이스에 저장된 레퍼런스 수식을 로딩하여 상기 에러 체크 모듈을 통하여 유효성이 판별된 단위 블록 신호의 하중 값을 구하는 하중 산출 모듈과, 상기 산출된 하중 값, 각 단위 블록 신호의 에러 체크 상태 및 하중 측정 수행 과정을 그래프 또는 차트로 디스플레이하는 디스플레이 모듈로 구성된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.

우선, 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 기재하였다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템의 적용 상태를 나타내는 개념도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템(100)은 피 측정 항공기의 주요 부분에 부착되어 있는 다수의 스트레인 게이지(10) 및 항공기에 하중을 가하는 공정 제어 시스템(20)과 통신 라인(30)을 통하여 연결되어 상호 연동된다.

도 2는 도 1에 도시된 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템(100)의 구성을 나타내는 블록도로서, 도시된 바와 같이, 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템(100)은 데이터 베이스(150), 입력 모듈(110), 샘플링 모듈(120), 에러 체크 모듈(130), 하중 산출 모듈(140), 디스플레이 모듈(160) 및 제어 모듈(101)로 이루어진다.

데이터 베이스(101)는 스트레인 게이지 측정 신호의 에러 체크 및 하중 계산을 위한 레퍼런스 수식과 데이터를 저장하는 기능을 수행한다.

입력 모듈(110)은 피 측정 항공기의 주요 부분에 부착되어 있는 각 스트레인 게이지(10)로부터 전송되는 측정 신호 및 공정 제어 시스템(20)으로부터 피 측정 항공기에 가해진 하중 값을 전송 받는 기능을 수행한다.

샘플링 모듈(120)은 입력 모듈(110)에 의하여 수신된 각 스트레인 게이지(10)의 측정 신호 중 일부를 샘플링하여 단위 블록 신호를 추출하는 기능을 수행한다.

에러 체크 모듈(130)은 샘플링 모듈(120)에 의하여 추출된 단위 블록 신호를 전송 받은 다음 데이터 베이스(150)에 저장되어 있는 에러 체크 레퍼런스를 로딩하여 그 단위 블록 신호가 에러일 가능성을 체크하는 기능을 수행한다.

이때 에러 체크 모듈(130)은 에러 체크를 수회 실시함으로써 그 신뢰성을 높이도록 하고, 만약 에러 체크 결과 유효한 단위 블록 신호의 수가 일정 수준 이하이면 하중 측정 시험을 무효화하도록 하는 것이 바람직하다.

하중 산출 모듈(140)은 에러 체크 모듈(130)을 통하여 체크되어 유효성이 검증된 단위 블록 신호를 전송 받은 다음 데이터 베이스(150)에 저장된 레퍼런스 수식을 로딩하여 해당 부분의 하중 값을 구하는 기능을 수행한다.

디스플레이 모듈(160)은 하중 산출 모듈(140)에 의하여 산출된 하중 값과, 각 단위 블록의 에러 체크 상태, 하중 측정 수행 과정 등을 그래프 또는 차트 형태로 디스플레이 하는 기능을 수행한다.

제어부(101)는 상술한 각 모듈(110~160)들의 상호 동작 및 데이터 흐름을 전체적으로 제어하는 기능을 수행한다.

도 3은 도 2에 도시된 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템(100)의 동작 흐름을 나타내는 흐름도로서, 그 동작에 따른 모듈 상호간의 데이터 흐름은 제어 모듈(101)의 제어에 의하여 진행된다.

먼저 항공기 하중의 측정을 위하여 항공기의 주요 부분에는 다수의 스트레인 게이지(10)가 부착되어 있고, 그 스트레인 게이지(10)들은 통신 라인(30)을 통하여 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템(100)의 입력 모듈(110)과 연결되어 있다.

또한, 상기 피 측정 항공기에 가해지는 하중 관련 데이터를 전송 받기 위하여 입력 모듈(110)은 공정 제어 시스템(20)과도 연결되어 상호 연동되게 된다.

각 스트레인 게이지(10)로부터 출력되는 측정 신호와 공정 제어 시스템(20)으로부터 출력되는 하중 데이터가 입력 모듈(110)로 전송되면(단계:S1), 샘플링 모듈(120)은 그 전송된 각 스트레인 게이지(10)의 측정 신호 중 일부를 샘플링하여 단위 블록 신호로 추출한다(단계:S2).

이어서, 에러 체크 모듈(130)은 샘플링 모듈(120)에 의하여 추출된 단위 블록 신호를 전송 받고, 데이터 베이스(150)에 저장되어 있는 에러 체크 레퍼런스를 불러온 뒤, 그 단위 블록 신호에 수회의 에러 체크를 실행하여 상기 단위 블록 신호의 유효성 여부를 검증한다(단계:S3).

이때, 만약 상기 단위 블록 신호가 에러일 확률이 높으면 해당 단위 블록 신호를 버리고 그 다음 단위 블록 신호의 에러 체크를 수행하며, 상기 단위 블록 신호가 에러가 아니면 유효 신호라고 판별한 뒤, 다음 단위 블록 신호의 에러 체크를 수행한다.

이렇게, 단위 블록 신호들의 에러 체크를 수행한 뒤, 에러 체크 모듈(130)은 전체 신호 중 유효한 단위 블록 신호가 일정 수준 이상이면 시험이 유효하다고 판단하고(단계:S4), 그렇지 않으면 시험 자체를 유효하지 않다고 판단하여 무효화시 킨다(단계:S7).

이때, 시험의 유효성 및 무효성 판단 근거는 데이터 베이스(150)에 작업자가 미리 설정시켜 놓고, 에러 체크 모듈(130)이 그 설정 값을 불러들여 비교함으로써 가능하다.

에러 체크가 종료되면, 하중 산출 모듈(140)은 에러 체크 결과 유효하다고 판별된 단위 블록 신호를 에러 체크 모듈(130)로부터 수신하고, 데이터 베이스(150)에 저장된 레퍼런스 수식을 로딩하여 해당 하중 값을 구한다(단계:S5).

이어서, 디스플레이 모듈(160)은 상술한 과정을 통하여 구해진 항공기 각 부분의 하중 값을 그래프 또는 차트 형태로 디스플레이하고(단계:S6), 작업자의 요청에 따라 각 단위 블록의 에러 체크 상태 및 상기 판별 과정 등도 선택적으로 출력한다.

따라서, 작업자는 그 출력된 결과를 보고 항공기의 하중 값을 파악할 수 있게 되며, 에러 체크 상태 및 상기 판별 과정 등도 그래픽 화면으로 확인할 수 있게 되는 것이다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시 예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 항공기에 부착된 다수의 스트레인 게이지로부터 전송되는 측정 신호의 유효성을 작업자가 일일이 분석하여 하중을 산출할 필요 없이, 샘플링 및 에러 체크 과정을 통하여 각 측정 신호의 유효성 여부가 검증되고 그 측정 결과 값도 그래프 또는 차트 형태로 디스플레이 되므로, 하중 측정 작업의 효율성을 향상되어 인적 및 시간적인 소모를 해소할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 항공기의 하중 측정 시에 상기 항공기의 주요 부분에 부착되는 다수의 스트레인 게이지 및 상기 항공기에 가해지는 하중 관련 데이터를 출력하는 공정 제어 시스템과 연동되는 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템에 있어서,

   측정 신호의 에러 체크 및 하중 계산을 위한 레퍼런스 수식 및 데이터가 저장되어 있는 데이터 베이스;

   상기 스트레인 게이지로부터 전송되는 측정 신호 및 상기 공정 제어 시스템으로부터 전송되는 하중 관련 데이터를 입력받는 입력 모듈;

   상기 입력 모듈에 의하여 수신된 각 스트레인 게이지의 측정 신호 중 일부를 샘플링하여 단위 블록 신호로 추출하는 샘플링 모듈;

   상기 데이터 베이스에 저장되어 있는 에러 체크 레퍼런스를 로딩하여 상기 샘플링된 단위 블록 신호의 에러 체크를 수행하는 에러 체크 모듈;

   상기 데이터 베이스에 저장된 레퍼런스 수식을 로딩하고 상기 에러 체크 모듈을 통하여 유효성이 판별된 단위 블록 신호의 하중 값을 구하여, 상기 공정 제어 시스템으로부터 전송된 하중 관련 데이터에 따른 하중 값으로서 산출하는 하중 산출 모듈;

   상기 산출된 하중 값, 각 단위 블록 신호의 에러 체크 상태 및 하중 측정 수행 과정을 그래프 및 차트 중 어느 하나의 형태로 디스플레이 하는 디스플레이 모듈을 포함하되,

   상기 에러 체크 모듈은 상기 각 단위 블록 신호 당 상기 에러 체크를 수회 실시하고, 상기 에러 체크를 수회 실시한 결과 유효한 단위 블록 신호의 수가 일정 수준 이하이면 하중 측정 시험을 무효화하는 것을 특징으로 하는 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템.
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