저궤도 위성은 지상국과의 접속 중에 X-band 안테나를 이용해 촬영한 영상을 전송한다. X-band 안테나는 교신 시간 동안 TPF (tracking parameter file)에 따라 움직이며 지상국의 안테나를 지속적으로 지향한다. TPF 생성 소프트웨어는 위성의 궤도 및 자세 정보와 촬영 및 다운링크 임무 정보를 이용해 X-band 안테나가 지상국을 지향하도록 하는 Azimuth, Elevation 정보를 생성한다. 위성이 지상국 상공을 지나가는 경우 X-band 안테나 특성 상 방위각 속도가 급격하게 증가하며, 특정 각속도로 회전하는 경우 위성의 지터를 유발할 수 있다. 영상촬영과 다운링크를 동시에 수행하는 실시간 임무의 경우 지터에 의한 영상 열화를 방지하기 위해 Azimuth 각속도를 일정 수준 이하로 낮춰야 한다. 현재 사용하는 방법인 한 점의 가상 지상국을 지향하는 방법으로는 각속도를 낮추는데 한계가 있다. 이 논문에서는 방위각 고정 기법을 이용해 X-band 안테나의 Azimuth 각속도를 낮추는 방법을 제안한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 방법을 이용해 방위각 속도가 현저하게 감소함을 나타낸다.

인공위성의 전원 시스템은 위성의 성공적인 임무 수행을 위해 안정적인 출력을 가져야 한다. 하지만, 고전력 단주기 펄스 형태의 전력 프로파일을 갖는 부하가 인공위성 전원 시스템에 연결되면 전체 전기 시스템의 불안정성이 야기된다. 이를 해결하기 위해서, 간단하게 구현할 수 있다는 장점이 있는 "배터리를 이용한 전원 시스템 안정화 기법"을 적용할 수 있지만 배터리를 안전 동작 범위 안에서 운영해야한다는 제약조건이 존재한다. 본 논문에서는 "배터리를 이용한 전원 시스템 안정화 기법"에 대한 효과적인 interface 구조를 제시하고 배터리를 과충전 및 과방전으로부터 보호하기 위한 보호 앨고리즘에 대해 논하였다.

위성 운용 중 발생할 수 있는 오류에 대한 대비를 고장 관리 설계라고 한다. 고장 관리 설계는 위성에 이상 현상이 나타나는 경우 감지하고 고립시키며, 지상에서 위성과 접속한 이후 오류 사항을 파악하고 대응책을 마련할 때까지 위성을 안전한 상태로 유지하는 기능을 포함한다. 안전 모드 운용은 정상 운용과는 다르게 비행 소프트웨어를 탑재한 탑재 컴퓨터와 전력 제어 및 분배 장치 주관 하에 지상국의 접속 없이 이루어진다. 오류 발생 시 고장 관리 설계에 따라 자동화된 동작이 이루어지는 만큼 지상 시험 단계에서 고장 관리 로직 및 관련 하드웨어가 설계된 대로 동작하는지를 철저하게 검증해야 한다. 또한 실제와 유사한 오류를 위성에 손상 없이 인가해야 한다. 고장 관리 설계 검증시험은 위성을 구성하는 다양한 부분체에 대해서 수행되나 본 논문에서는 저궤도 위성의 비행 모델을 대상으로 수행된 자세제어계와 전력계 시험의 설계에 대해 서술하고 결과에 대해 정리하였다.

위성방열판은 내부의 부품유닛에서 발생하는 열을 외부우주로 방출하는 열전달경로를 확보하기 위해 적용되는 열제어방법 중 한 가지로서, 이것의 최적설계는 효율적인 위성 열설계의 한 방향이 될 수 있다. 본 연구는 위성 열제어 개발에서 활용하는 위성 열해석과 최적화알고리즘을 결합한 통합해석을 통하여 위성열모델 노드기반의 방열판설계최적화 접근방식을 제안하였다. 이 방법은 위성열해석과 최적화알고리즘의 해석소프트웨어의 종류에 상관없이 적용가능한 개념이며, 일반적인 위성열모델을 사용한 방열판설계의 개념을 그대로 유지하면서 최적화를 할 수 있기 때문에 위성설계에 실제적으로 사용할 수 있다. 또한, 두 해석소프트웨어를 결합하는 전체적인 해석구조와 본 방열판 설계 최적화문제에 대한 정식화를 제시하였다.

본 논문에서는 정지궤도복합위성 기상탑재체의 보정 과정 및 영상 복사성능 품질 측정 방법에 대한 사항들을 기술하였다. MTF(Modulation Transfer Function), SNR(Signal-To-Noise Ratio), NEdT(Noise Equivalent Delta Temperature) 및 Dynamic Range 등 위성용 가시광선 및 적외선 센서의 복사성능과 관련된 품질 측정을 위한 주요 파라미터들에 초점을 맞추었다. 지상시험과정에서 측정한 이들 파라미터들의 기준 값들을 발사 후 궤도상 시험기간에 측정한 값들을 비교 검토하는 작업이 영상품질 측정의 핵심적인 과정이다. 천리안위성의 궤도상 시험기간 동안 이루어진 기상탑재체의 영상 품질 분석 과정의 사례들을 바탕으로 마련된 정지궤도 복합위성의 기상탑재체 영상의 복사성능 검정 방법에 대한 논의도 기술하였다.

정지궤도복합위성은 천리안위성에 비하여 고품질의 영상품질을 요구하며 이를 위해서 기본적으로 위치유지 작업이 없는 시간대에 대하여 정지궤도 위성으로서는 비교적 고정밀도인 2km이하의 궤도결정성능을 요구하고 있다. 정지궤도복합위성은 항공우주연구원과 해외에 위치한 레인징 장비를 통하여 획득된 레인징 정보를 이용하여 궤도결정을 수행할 예정이다. 본 논문에서는 SOC와 가용한 해외 후보 추적소를 궤도결정에 적용할 경우 정지궤도복합위성에 대해 획득할 수 있는 궤도결정 정밀도를 공분산 분석 기법을 통하여 해석하여 2km 요구사항 만족여부를 확인하였다. 이와 더불어 해석의 타당성을 검토하기 위해 통계적 기법인 Monte-Carlo 시뮬레이션 기법을 추가적으로 궤도결정에 적용하여 공분산해석 결과와 비교하였다.

본 연구에서는 다양한 균질화 기법을 통해 섬유강화 복합재료 단일 적층판의 등가탄성계수를 예측을 수행하였다. 섬유강화 복합재료의 등가 탄성계수를 예측하는 해석식 및 준실험식 등 많은 기법들이 제안되어 왔지만 사용대상에 따라 제약이 있거나, 복합재료를 구성하는 섬유나 기지의 종류에 따라 예측결과가 시험결과와 잘 일치하지 않는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서 전산 균질화 기법을 통해 실제 복합재료 형상과 유사한 대표체적 요소를 선정하여 유한요소 모델링을 수행하고, 주기적 경계조건을 부여하여 등가 탄성계수를 예측하였다. 아울러 기존의 예측식 및 시험 결과와 비교하여 그 성능을 검증하였으며, 인공위성 복합재료 패널 구조해석결과에 미치는 영향에 대해 검토하였다.

정지궤도에서 운용되는 많은 위성들이 통신방송을 목적으로 하고 있기 때문에 전력 요구량이 크고 이에 따라 대용량의 태양전지판이 필요하다. 최근에는 정지궤도에 통신방송 이외에 기상을 비롯한 지구환경 관측을 목적으로 하는 위성들이 개발되는 추세이다. 이러한 관측 위성의 탑재체는 감지기의 열환경 조건이 매우 중요하기 때문에 열원으로 작용되는 태양전지판을 제거하고 대신에 자세 안정도를 확보하기 위해 붐을 사용한다. 다른 방법으로 모멘텀 용량이 큰 휠을 장착하여 비대칭 태양전지판 형상으로 인해 태양에 의한 외란을 휠이 흡수하는 자세제어 방식을 사용하고 있다. 본 논문에서는 완벽한 비대칭 태양전지판 형상의 천리안위성에서 사용하고 있는 휠배치와 그에 적합한 휠모멘텀조정에 관하여 분석하고 현재 운용되고 있는 텔레메트리를 통해 그 결과를 검증하였다.

심우주을 더욱 효율적으로 관측하기 위해서는 지구 대기권에 천체 망원경을 탑재한 인공위성을 운용하는 것이다. 미국과 EU 등 우주 선진국에서는 허블우주망원경, 케플러 및 허셜 우주 관측 위성 등에 의해 우주 정보를 획득하여 분석하고 있다. 본 논문에서는 외국의 주요 우주 관측 위성에 대한 사양 및 현황을 고찰하고, 국내의 심우주 탐사를 위한 기술과 계획 등에 대해 기술하고자 한다.

본 논문에서는 소형위성 발사장치에 적용할 수 있는 EML의 일종인 코일건에 관한 내용을 다루고있다. 단일 스테이지 코일건 설계를 위해서 수학적 및 물리적 모델을 구축하고 설계 인자에 따른 물리적 특성을 파악하였다. 또한 구축된 수학적 및 물리적 모델을 전자기 유한요소해석을 통하여 검증하였다.

극저온 추진제탱크에서의 추진제 배출 시험데이터와 해석 프로그램을 이용하여 극저온 추진제탱크 얼리지와 관련된 에너지 흐름을 파악하고 추진제탱크의 가압효율을 계산하였다. 얼리지와 관련된 에너지 항목을 결정하고 각 항목의 계산방법을 설명하였다. 탱크의 압력, 탱크로 유입되는 가압가스의 온도를 달리한 세 가지 경우의 시험데이터를 사용하였는데, 시험조건 범위에서 가압효율은 13.9%~19.3%로서 상당히 낮게 나타났다. 탱크로 유입된 에너지 중 외부로 손실되는 에너지가 55.2%~67.6%였으며 이중 탱크 벽면을 통한 손실이 가장 큰 비중을 차지하였다. 탱크로 유입되는 가압가스의 온도가 같을 경우, 탱크 압력에 관계없이 각 에너지 항목의 상대적인 크기는 거의 동일하였다. 시험데이터를 이용하여 collapse factor를 계산하였고 열손실 비율과의 관계를 살펴보았다.

LEO (Low Earth Orbit), GEO (Geosynchronous Earth Orbit) 위성을 비롯한 우주 탐사선의 컴퓨팅 환경은 지상의 내장형 시스템(Embedded System)과 동일한 범주로 간주될 수 있으며 개인용, 산업/서버용 컴퓨터와 비교했을 때 비교적 원시적이고 발전 속도도 더뎠다. 특히 개인 컴퓨터 및 서버/워크스테이션에서 필수적으로 사용되고 있는 파일 시스템도 우주 탐사선에는 최근까지 거의 사용되지 않았다. 본 논문에서는 최근에 우주 탐사선에 파일 시스템을 적용하기 위한 유럽 PUS (Packet Utilization Standard)와 CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems) 커뮤니티의 관련 규격 제정 등 국제적 연구 개발 동향 및 우주 탐사선에 적용가능한 응용 기술 분야에 대한 연구 결과를 기술한다.

화성은 국지적인 강한 바람과 그 바람에 의해 표면의 먼지들이 솟아오르는 현상들을 가지고 있다. 대기 순환과 먼지 상승은 서로 관계가 있다고는 알려져 있지만, 먼지 상승의 역학적 원인은 명확하게 밝혀진 것은 없다. 먼지 폭풍은 히말라야 산 높이까지 상승하는 매우 강한 상승 기류인데 이런 기류들은 탐사선이 착륙할 때 또는 로버가 탐사를 수행할 때 피해야 할 위험 요소이다. 본 연구에서는 대기 순환과 관련된 먼저 폭풍의 발생 시기와 발생 지역 분포에 대해 조사하였다. 대기 순환의 원천적인 에너지는 태양이기 때문에 먼지 폭풍의 발생 시기와 화성의 계절에 대해 분석하였고, 최종적으로는 발생 시기와 발생 지역의 공간 분포의 관계를 지도로 작성하였다. 이 자료를 토대로 화성 먼지 폭풍의 발생이 빈번하지 않은 지역과 시기를 예측할 수 있다. 향후 이 자료는 국내 자력으로 화성 착륙선을 보낼 때 착륙시기와 관계하여 발사시점 및 착륙지점을 선정하는데 있어서 결정적인 역할을 할 것이라고 기대한다.

가스발생기용 산화제 개폐밸브는 파일롯 공압으로 포핏을 열고 스프링 힘에 의해 닫음으로써 로켓엔진의 추진제 유량을 제어한다. 현재 개발 중인 산화제 개폐밸브는 액추에이터에서 압력을 제거하면 닫히도록 설계되어 있다. 그러므로 밸브의 성능을 평가하기 위해 밸브가 열리고 닫히는 특성에 따라 힘 평형 상태를 분석할 필요가 있다. 밸브가 닫히기 시작하는 시점의 작동 유체의 압력을 결정하고, 포핏이 열리는 시점의 압력을 결정되어 힘평형이 설계되어 있다. 인증시험 수준에서의 극저온 유동 시험 하에서 채터링 현상은 금속 기밀부에서 다량의 누설이 발생했다. 힘평형 계산을 이용한 산화제 밸브의 채터링이 발생된 시점의 압력은 약 11 bar로 예측 된다.

본 논문에서는 복수 무인항공기 통신장비로 IEEE 802.11b 기술을 적용할 때 기존 무선랜 표준서에서 제시한 송수신 지연시간과 최대 처리량을 근거로 하여 통신 가능한 무인항공기 대수와 전송 데이터량을 예측하였다.

우주파편의 지속적인 증가로 인해 우주파편으로부터 자국의 위성을 보호하기 위한 시스템이 등장하게 되었다. 이에 한국항공우주연구원에서도 자국의 운영위성의 보호를 위해 우주파편에 의한 충돌위험 종합관리시스템을 개발 중에 있다. 이러한 충돌위험 종합관리시스템은 자국의 위성에 대한 충돌위험을 가지고 접근해오는 우주파편에 대한 궤도정보의 정밀도에 의해 성능의 차이를 보일 수 있다. 따라서 이러한 충돌위험 종합관리시스템은 우주파편에 대한 여러 정밀 관측데이터의 처리기능을 가지고 있어야 한다. 본 논문에서는 우주파편에 대해 가장 널리 사용하고 있는 레이더 관측 데이터를 처리하기 위해 비교적 정밀한 궤도결정 정보를 가지고 있는 아리랑 2호 위성에 대한 가상 레이더 관측데이터를 이용하여 정밀 궤도결정을 수행해 봄으로써 개발 중인 충돌위험 종합관리시스템의 성능을 확인하고자 한다.

본 논문은 소프트 CPU 기반의 소형 전장품 설계 및 개발에 대한 것을 다루고 있다. 소프트 CPU는 소프트웨어를 이용한 로직 합성을 통해서 FPGA 내부에 구성되는 마이크로 프로세서이다. 소형 전장품 개발을 위해 소프트 CPU중 Nios-II 프로세서를 적용하여 다양하고, 다시 구성할구 있고, 다시 조립 가능한 하부 모듈로 설계하고 개발하였다. 모듈 구조로 구성하기 위해서 메인 보드와 하부 보드 모두 전원과 데이터 버스가 공통으로 사용할 수 있도록 구성하였고, 선택적으로 사용할 수 있도록 하였다.

본 연구는 파라볼릭 반사기의 체적을 줄일 수 있는 프린트 리플렉터어레이 안테나 설계에 대한 연구이다. 이를 위해 시뮬레이션과 제작된 도파관 시뮬레이터 측정을 통해 리플렉트어레이 안테나 단일소자의 위상변위 특성을 확인하였다. 그 결과, 10GHz에서 시뮬레이션시 최대 $298^{\circ}$의 위상 변위를 나타내었으며, 제작 측정시 $309^{\circ}$의 평균 위상변위 특성이 나타남을 확인하였다. 또한, 프린트 리플렉트어레이 안테나 이득은 28.3dBi, 3dB 빔폭은 E-plane $5.1^{\circ}$, H-plane $5.2^{\circ}$, 부엽은 E-plane -11.4dB, H-plane -17.6dB를 나타내었다.

천리안위성 기상탑재체 적외채널의 복사보정에서는 기본 복사보정식을 기반으로 다섯 개의 알고리즘이 추가되어 있다. 일반적으로 기하보정은 복사보정 이후 수행하므로, 복사보정 완료시각은 기하보정 처리의 시작시각을 결정한다. 본 논문에서는 기하보정 처리의 시작시각을 앞당기는 방법을 제안하기 위해서, 기본 복사보정 및 정밀 복사보정(기본 복사보정에 다섯 개의 알고리즘 추가) 결과를 입력으로 수행한 기하보정 처리의 정확도를 비교 분석한 내용을 정리하였다. 처리 속도가 빠른 기본 복사보정의 결과와 정확한 복사보정 값을 포함하는 정밀복사보정의 결과를 입력으로 각각의 기하보정 처리의 정확도를 분석하는 실험을 수행하였고, 두 경우 모두 기하보정 정확도 요구사항을 만족시킴을 검증하였다. 따라서 기하보정 처리 속도를 향상시키기 위해서, 기본 복사보정식으로 생성된 결과를 기하보정 처리의 입력으로 사용할 수 있음을 확인하였다.

위성과 지상국 간의 데이터 전송속도는 전달해야 하는 데이터의 용량과 요구되는 전송시간에서 계산되는데, 이러한 전송속도는 가용한 대역폭에 의해 제약을 받게 된다. 따라서 디지털 영상 서비스와 같은 대용량의 데이터 통신이 필요한 분야에서는 대역폭 효율이 우수한 전송 방식에 대해 많은 연구가 수행되었다. 본 논문에서는 정지궤도 복합위성 UHRIT 신호 전송의 개념 설계를 위하여 대역폭 효율이 우수한 통신 방식인 DVB-S2 표준을 적용한 결과를 설명한다. 최근에 결정된 UHRIT 전송속도에 31Mbps에 따라서, DVB-S2에서 지원되는 변조 방식 및 부호율에 대한 URIT 대역폭을 계산하였다. 또한 가능성 있는 주파수 대역의 조합에 대해 GK2A위성의 빔 커버리지 내에 위치하는 사용자 안테나 시스템의 수신 링크 마진을 분석하였다. 끝으로 천리안 위성에서 사용되는 L-Band HRIT의 대역폭인 5.2MHz을 대체 활용하여 UHRIT을 전송할 경우에 DVB-S2의 각 모드 별 최대 전송속도 및 사용자 안테나에서 요구되는 G/T를 산출하였다.

통신, 해양, 기상의 세 분야 복합 임무를 수행하는 천리안위성(Communication Ocean Meteorological Satellite: COMS)은 정지궤도 동경 $128.2^{\circ}$에서 2011년 4월부터 현재 정규 운영 임무를 수행하고 있다. 기상 및 해양 임무 운영과 위성 제어 및 관리를 위해 위성 임무 계획이 매일 수행되고 있다. 위성 임무 계획은 위성 실시간 운영을 통해 위성에 전송되고, 전송된 임무 계획에 따라 위성은 임무를 수행한다. 본 논문에서는 천리안위성의 임무 계획 특성으로 지상국 장비 구성과 일일, 주간, 월간, 계절별 운영 업무 특성을 논하였다. 천리안위성의 정규 운영 첫 1년간 운영 결과에 대한 토의를 통해 성공적인 임무계획 결과 확인도 제시하였다.

본 논문에서는 한국형발사체 탑재장비 시뮬레이터의 개발을 위해 설계하고 구축한 테스트베드에 대해 기술한다. 시뮬레이터 테스트베드는 범용성 및 확장성을 위해 CPCI 기반 산업용 하드웨어 시스템을 활용하여 설계하였고, 높은 시스템 안정성 제공 및 실시간 모사 기능 처리를 위해 실시간 운영체제인 QNX를 탑재하였다. 또한 나로호의 탑재장비 중 PDU의 기능을 모사하는 QNX용 실시간 모사 프로그램을 개발하였고, 나로호 상단부 점검장비와의 인터페이스 시험을 통해 시뮬레이터 테스트베드의 기능을 점검하였다. 구축된 시뮬레이터 테스트베드는 향후 실제 한국형발사체 탑재장비 시뮬레이터의 설계 및 개발 단계에서 개발 실현가능성 검증에 활용될 것이다.

본 연구에서는 공기역학적 성능을 고려하여 인간의 힘만으로 이륙할 수 있는 초경량 인간동력 항공기의 개념설계를 수행하였다. 이를 위해 조종사를 포함한 항공기 전체 무게를 결정한 이후 적절한 익형을 선정하여 주날개/보조날개를 설계하였다. 설계된 비행기의 형상을 기초로 3차원 전산해석을 하였으며, 이를 통해 양력/항력 등의 성능계수 및 항공기 무게 중심(CG)에 대한 계산을 수행하였다. 그 결과 비행기의 양력 및 추력이 양력 및 추력의 제한 조건을 만족하였다. 또한 비행기의 무게 중심(CG)이 주익의 공력 중심(AC)에 위치함으로써 26%의 정적 안정성이 보장되었다.

본 연구에서는 인간의 힘만으로 비행하는 인간동력항공기 제작 과정과 조종사 훈련을 위한 비행 시험을 수록하고 있다. 기체 무게를 줄이기 위해 탄소섬유, PVC폼과 같은 초경량 재질만을 사용하였으며 최종 무게는 41.5kg 이었다. 조종 훈련을 위한 비행 시험을 2012년 8월에서 9월 사이에 고흥항공센터에서 92회에 걸쳐 수행하였으며, 인간동력항공기 조종에 대한 노하우가 없던 초반에는 기체가 파손되는 경험도 하였으나, 이후 조종 기술을 습득하여 인간동력항공기 시범 경진대회에서 한국항공우주연구원 시범기가 240m 비행에 성공하였다.

프로펠러는 인간동력 항공기 추진시스템의 중요한 구성품이다. 높은 프로펠러 효율을 얻기 위하여 프로펠러는 큰 지름을 가지고 느리게 구동된다. 프로펠러는 인간동력 항공기용 프로펠러 설계 프로그램을 사용하여 설계되었다. 프로펠러의 피치는 지상에서 조정이 가능하다. 본 논문에서는 여러 가지 변수에 대하여 설계에 사용된 동일한 프로그램을 통하여 프로펠러의 성능 해석을 수행하였다. 또한, 파일롯의 체력이나 비행속도의 변화에 따른 탈 설계점 해석도 수행하였다. 설계된 프로펠러는 카본 복합재의 초경량 구조로 제작되어 총 950g의 무게로 제작되었다. 제작된 프로펠러는 아이언 버드에서의 지상 성능 시험을 통하여 속도 및 동력을 측정하고 튜닝을 수행하여 실기에 장착되어 최종적으로 291 m 비행에 성공하였다.

본 논문에서는 기계적 동력을 이용하지 않고 오직 인간의 근육에서 발생된 에너지를 이용하여 이착륙 및 비행을 할 수 있는 인간동력항공기의 조종사 훈련 계획 수립, 훈련 및 성과에 관해 기술하였다. 이를 위해 전문 트레이너는 각 조종사들의 신체적 특성을 고려하여 훈련 계획을 수립하였으며, 조종사들은 기초 체력 증진을 위한 실내 트레이닝, 균일한 동력 발생을 위한 실외 트레이닝, 조향 능력 습득을 위한 시뮬레이션 교육 및 경비행기 탑승을 실시하였다. 훈련을 통해 조종사의 몸무게 감소 및 체력 향상을 확인할 수 있었으며, 비행에 필요한 기본적인 비행 운용 능력을 습득하였다.

본 논문에서는 항공우주연구원에서 주최하는 2012년 인간 동력 항공기 시범 경진대회에 참가하기 위하여 제작한 충남대학교 Light Bros. 팀의 Human Powered Aircraft인 Volante 날개에 대한 설계/제작과정과 프로펠러의 설계/제작과정을 기술하였다. 동력장치는 두 개의 프로펠러로 구성되어 있고 베벨기어와 지상에서 작동하게 만들어졌다. 프로펠러의 상태변화와 시간에 따른 동력변화를 측정하여 가장 효율적인 프로펠러는 찾는 것이다. 복합재의 사용과 글라이더 형태의 큰 Aspect Ratio(AR)을 갖는 날개의 하중 해석 및 구조 해석을 수행하였다. 주익 Spar의 모델링 및 구조 해석을 수행한 후 구조 시험을 통해 변위 및 Strain 비교를 수행하였으며 결과적으로 주익의 성능 및 안전성을 확인하였다.

인간동력항공기의 개념을 분석하여 최고 성능의 인간동력항공기 개발을 위하여 필요시되는 동력증강 및 항력감소 설계에 대하여 연구하였다. 2012년 인간동력항공기 시범경진대회에 출전하기 위하여 유선형 동체 채택에 의한 항력저감 및 팔과 다리 힘 동시사용에 의한 동력증강개념을 제시하였으며 개념 확인을 위하여 동체의 전산해석 및 동력장치 설계를 수행하였다. 유선형 동체의 효과를 최대한 이용하기 위해서는 동체형상 설계가 중요하며 팔의 동력을 이용하기 위해서는 조종 장치의 설계가 중요하고 비행실험이 요구된다.

오로지 인간의 동력만을 이용하여 비행하는 것을 목표로 하는 인간동력 항공기에는 다양한 역학적인 도전요소가 다분하다. 엔진과 비교하여 매우 낮은 동력을 사용하는 인간동력 항공기는 중량과 재료, 공력과 구조 분야의 분석 등이 고려되어야 한다. 또한 항공기가 매우 낮은 속도에서 비행하므로 저속비행에서의 공력 특성을 파악하여야 한다. 서울대학교 인간동력 항공기에서는 이러한 요소들을 만족시키기 위하여 기존의 인간동력 항공기의 비교와 더불어 역학적인 분석을 통하여 설계변수들을 계산하고 설계를 제안하였다. 더불어 복합재를 사용하여 실재 인간동력항공기를 제작하는데 필요한 절차에 대하여 논의하였다.