Abstract
In this work the replacement material for magnesium alloy was investigated and an optimized design was suggested for the horizontal fin of a fighter's external fuel tank. For the replacement of magnesium alloy, Aluminum alloy, AL 2034-T351, was selected by considering material properties and its procurement. The strength and fracture toughness properties of AL 2034-T351 are stronger than those of magnesium alloy, but the specific weight of AL 2034-T351 is heavier than that of magnesium alloy by 65%. To meet the allowable limit of C.G. shift in the tank, the design of horizontal fin was optimized by reducing the original shape by 20% and resizing the maximum thickness to 7 mm. From the results of the static and dynamic stress analysis for improving the safety factor of the joint section and the joint hole, the radius of curvature in the aft joint section of the new fin was designed as 8.5mm.
본 논문에서는 마그네슘합금 재료로 제작된 F-5E/F의 외부 연료탱크 수평 핀의 균열 발생 원인을 분석하고 적절한 대체 재질을 검토하여 탱크의 투하 안전성을 보장하도록 핀의 형상을 재설계하였다. 재료는 재료의 성질과 조달 용이성을 고려하여 강도 및 파괴 인성이 기존재료보다 강하지만 핀 1개당 65%의 무게증가가 예상되는 알루미늄 합금 2024-T351을 선택하였다. 핀의 무게 증가로 인한 연료탱크 무게 중심의 후방 이동을 허용한계 이내로 유지하기 위하여 크기를 20% 축소하고, 두께 7 mm, 곡률 반경 8.5 mm로 설계된 핀에 대하여 정적 및 동적 응력을 해석한 결과 후방 체결부 및 체결 홀의 안전계수가 증가되었음이 확인되었다.
