Abstract
This purpose of this paper was to review the development trend of the VTOL MAVs with a ducted propellant that can fly like the VTOL at intermediate and high speeds, hovering, landing, and lifting off vertically over urban areas, warships, bridges, and mountainous terrains. The MAV differs in flight characteristics from helicopters and fixed wings in many respects. In addition to enhancing thrust, the duct protects personnel from accidental contact with the spinning rotor. The purpose of the U.S. Army FCS and DARPA's OAV program is spurring development of a the VTOL ducted MAV. Today's MAVs are equipped with video/infrared cameras to hover-and-stare at enemies hidden behind forests and hills for approximately one hour surveillance and reconnaissance. Class-I is a VTOL ducted MAV developed in size and weight that individual soldiers can store in their backpacks. Class-II is the development of an organic VTOL ducted fan MAV with twice the operating time and a wider range of flight than Class-I. MAVs will need to develop to perch-and-stare technology for lengthy operation on the current hover-and-stare. The near future OAV's concept is to expand its mission capability and efficiency with a joint operation that automatically lifts-off, lands, refuels, and recharges on the vehicle's landing pad while the manned-unmanned ground vehicle is in operation. A ducted MAV needs the development of highly accurate relative position technology using low cost and small GPS for automatic lift-off and landing on the landing pad. There is also a need to develop a common command and control architecture that enables the cooperative operation of organisms between a VTOL ducted MAV and a manned-unmanned ground vehicle.
본 논문은 산악 지형, 도심, 함정, 교량 등에서 수직 이·착륙 비행, 제자리 비행, 고정익기처럼 저속 및 고속비행을 할 수 있는 덕티드 추진체를 사용한 수직 이·착륙 초소형 무인 항공기 개발 동향을 기술한다. 이 항공기는 여러 측면에서 헬리콥터와 고정익기와는 비행 특성이 다르다. 미육군 미래 전투 체계와 DARPA의 OAV 프로그램의 목적은 운용자에 안전하고 낮은 음향 특성을 갖는 수직 이·착륙 덕티드 팬 초소형 무인 항공기 개발이다. 현재의 초소형 무인 항공기에 영상/적외선 카메라를 탑재하고 숲이나 언덕 뒤에 숨어 있는 적을 정지비행과 응시로 약 1 시간 동안 감시 및 정찰을 한다. OAV의 Class-I은 개인 병사가 배낭에 담아 운반할 수 있는 크기와 무게의 수직 이·착륙 덕티드 MAV 개발이다. Class-II는 Class-I보다 두 배의 운용 시간과 더 넓은 범위의 비행이 가능한 유기체의 수직 이·착륙 덕티드 팬 초소형 무인 항공기 개발이다. 초소형 무인기는 장시간 운용을 위해 현재의 '호버 및 응시'에서 '퍼치-앤-응시'으로 기술을 발전시켜야 한다. 근 미래의 OAV 개념은 유·무인 지상 차량이 주행하는 동안에 차량의 상부에 자동 이착륙하고, 탑재된 상태로 이동하고, 재급유, 재충전, 재이륙하는 합동 운용으로 임무 능력과 효율성을 확장하는 것이다. 덕티드 MAV는 지상 차량의 착륙 패드에서 자동으로 이착륙하기 위해 저렴한 초소형 GPS를 활용한 고정밀 상대 위치 기술 개발이 필요하다. 또한, VTOL 덕티드 MAV와 유·무인 지상 차량 간에 유기체의 협업 동작이 가능케하는 공통 명령과 제어 아키텍처를 개발할 필요가 있다.