스마트무인기는 수직이착륙과 고속비행이 동시에 가능하도록 헬리콥터와 고정익 항공기 의 장점을 결합한 틸트로터 항공기이다. 현재 지상통합시험을 수행중이며, 4자유도 지상치구시험과 안전줄 호버시험을 거쳐 비행시험을 수행할 예정이다. 스마트무인기에 적용된 제어법칙을 검증하기 위해서 40%축소기를 개발하여 비행시험을 수행하였다. 비행시험결과 예측하기 어려웠던 틸트로터 항공기의 고유한 기술적인 문제점들이 발생하였으며, 이러한 문제점을 해결하여 전자동 비행시험을 완료하였다. 본 논문에서는 국내 최초로 수행된 축소형 틸트로터 항공기의 비행시험 과정 중에 발생한 주요한 문제점을 서술하고, 그 해결과정을 상세하게 기술하였다. 축소형 틸트로터 항공기의 전자동 비행시험 수행을 통해 경험한 시행착오와 개선사항은 향후 계획된 스마트 무인기의 실물기 비행시험을 성공할 수 있는 훌륭한 초석이 될 것이다.

KOMPSAT-2의 수신 시스템이 북극 스발바드(Svalbard)에 설치됨에 따라 하루 최대 14회 위성과의 통신이 가능하고, 최대 70분 분량의 영상 처리가 가능해 졌다. 이에 따라 하루에만 약 1500장 이상의 영상을 획득이 가능해 졌다. 하지만 영상 주문 인터페이스가 운영자의 입력에 의해 수동으로 동작하도록 설계되어 있어, 많은 양의 영상 주문을 정확하게 처리하기 힘든 것이 사실이다. 본 논문에서는 영상 주문을 XML 포맷을 사용하여 자동화한 영상 제품 주문 접속 소프트웨어에 관해 기술한다. 영상 제품 주문 접속 소프트웨어를 통해 영상을 주문하면 정확하고 신속한 주문이 가능해 진다.

복사전달식에서 흡수 계수의 정확한 계산은 액체 엔진 저부의 단열재 설계의 입력 값으로 사용되는 플룸의 복사 열전달을 예측하는데 매우 중요하다. 이를 위해서 가스 흡수 계수를 직접 모델링 할 수 있는 WNB 모델을 중요 인자의 선정을 위주로 설명하였고, 그 결과를 비교적 정확한 기준 값을 제공하는 SNB의 결과와 비교하였다. 비교 인자들은 총 방사율, 좁은밴드 복사강도 및 총 복사강도이며, 결과적으로 방사율의 경우 주어진 조건에서 3.1% 이내, 총 복사 강도역시 5%이내의 계산결과를 보여 이 모델의 타당성을 확인할 수 있었다. 추가적으로, 액체 엔진의 연소가스들의 성분비를 예측하고 이 조건에 대한 가스모델링 인자를 계산하여 데이터베이스를 구축하였다.

터보펌프 실매질 시험에 사용하기 위해 제작된 3기의 산화제펌프와 1기의 연료펌프에 대한 단품 수류시험을 실시하였다. 수류시험의 시험 영역(유량비, 캐비테이션 수)은 실매질 시험의 작동 영역을 충분히 포함하였으며, 각 펌프는 설계요구조건을 만족하였다. 시험 결과, 제작된 산화제펌프는 내부 형상에 따라 양정이 약 2% 차이가 났으며 효율 및 흡입성능은 거의 차이가 없었다. 연료펌프의 경우 형상이 같았던 이전 모델과 양정과 효율은 비슷하였으나, 흡입성능은 약간 떨어지는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 한국형기동헬기(KUH) 주로터 블레이드의 축소 설계를 수행하였다. 축소 모델은 공력하중, 익단 와류 및 소음원 측정 시험을 위해 설계되었다. 실제 로터와 동일한 공력 하중을 모사하기 위하여 마하스케일링 기법이 적용되었다. 마하스케일 모델은 블레이드의 익단 마하수가 동일하며, 정규화된 진동수 또한 동일하다. 즉, 마하스케일된 모델은 공력하중 및 구조동역학적 과점에서 상사된 모델이다. 공기역학적 축소과정은 외형 치수의 축소와 회전수의 증가를 통해 완료된다. 구조동역학적 측면에서는 블레이드 단면 설계를 통해 생성된 강성 및 관성 분포가 실제 로터의 회전고유진동수 분포를 나타내는지 확인하는 과정을 통해 완료된다. 본 연구에서는 국내에서 수급 가능한 복합재 프리프레그를 이용한 블레이드 단면 설계를 수행하고, 설계된 모델의 동역학적 특성을 고찰하였다.

복합재 항공기의 경우 인증 시 여러 가지 요소를 고려해야한다. 금속과는 달리 복합재구조물의 감항성은 운용 및 제작 중 발생하는 손상 등에 의해 큰 영향을 받는다. 그러므로 예상 가능한 여러 가지 손상에 대해 정적강도, 강성, 플러터 및 손상허용강도 등을 입증하여 야한다. 복합재료의 기계적물성은 환경조건에 영향을 받는다. 특히 압축강도는 수지의 영향이 지배적이고 수지가 온도와 습도의 영향을 많이 받으므로 설계/해석 시 고려하여야한다. 복합재 항공기의 경우 육안으로 탐지가 어려운 손상에 대한 정적강도를 입증하여야하고, 육안으로 보이는 큰 손상에 대해서는 발견 즉시 수리하도록 규정되어있다. 본 논문에서는 복합재 구조물의 설계/해석에 필요한 규정을 분석하고 해석방법 등에 대해 검토하려한다.

다목적실용위성3호 탑재체내의 카메라전자부는 CCD에 적절한 제어클럭을 공급하여 빛 에너지로부터 생성된 전하를 이동시키고 영상데이터를 획득, 처리하는 장치이다. 특히 제어클럭은 전하전달효율이나 확산 등과 같은 영상성능에 직접 관련하므로 정확한 신호 생성이 매우 중요하다. 일반적으로, CCD 제어클럭은 사용하는 센서 구조에 따라 종류 및 특성이 달라진다. 다목적실용위성3호 탑재체 CCD는 수직방향 이동을 위하여 3위상 제어신호, 수평방향 이동을 위한 4위상 제어신호로 동작한다. 이를 위해 카메라전자부는 수직 및 수평 방향 이동클럭과 각방향의 서밍클럭, 리셋 클럭 등을 공급해야한다. 수직방향 클럭은 비교적 느린 신호이지만 영상성능에 가장 민감한 신호로 위성의 움직임과 동기 되어 정확한 라인 타이밍의 클럭 생성이 필요하다. 또한, 수평이동 클럭은 매우 빠른 픽셀레이트로 신호 왜곡 없이 제어신호를 생성해야한다. 본 논문에서는 다목적실용위성3호 탑재체의 CCD 각방향의 제어클럭 드라이버를 설계한 후, 시뮬레이션을 통하여 검증하고 그 결과를 기술한다.

본 논문은 검출기의 포화과정을 반영한 비선형 모델의 잡음 특성을 분석하고, 그러한 분석결과를 영상 신호-잡음비(Image SNR)의 분포도를 계산하기위하여 적용한다. 특별히, 검출 화소의 비선형성은 잡음분포(PDF)의 비대칭성과 화소 신호-잡음비(Pixel SNR)의 증폭이라는 두 가지 관점에서 분석되며, 제안된 영상 신호-잡음비 분포도를 이용하여 위성의 발사 후에 카메라 이득의 변화나 기타 상황에서도, 궤도상에서 최적의 위성 카메라 운영 변수들(노출시간, 누적횟수)을 얻을 수 있음이 주요한 특징으로 강조된다.

본 논문에서는 KSLV-I 전자탑재물의 하나인 GPS 수신기의 진공환경에서의 동작성을 검증하기 위하여 수행된 단품수준의 열진공시험 및 시스템수준의 진공시험에 대하여 소개하고 GPS 수신기의 운용방법 및 진공환경에서의 성능분석 결과를 제시하며, 압력변화 및 고진공 조건에서 나타날 수 있는 전자부품의 손상 및 성능저하 정도를 GPS 수신기에서 계산된 최대신호대잡음비와 항법해 오차를 분석한 추적성능 및 항법성능을 통해 살펴보았다.

75톤급 터보펌프 개발을 위해 터보펌프 실 부위를 모사한 시험기를 제작하여 3종의 스태틱 실에 대한 상온 및 극저온 환경 기밀시험을 실시하였다. Conical 스태틱 실, PTFE 스태틱 실, C 스태틱 실을 적용한 기밀시험 결과 상온에서 기밀이 유지되더라도 산화제펌프의 이종 소재 사용에 따른 열수축률의 차이로 인해 PTFE 스태틱 실과 C 스태틱 실에서만 극저온 기밀이 유지되었고 Conical 스태틱 실에서는 극저온 기밀 유지에 실패하였다. 이는 기밀 면이 축방향인 PTFE 스태틱 실, C 스태틱 실과는 달리 Conical 스태틱 실의 기밀 면이 반경방향이므로 케이징의 반경방향 수축 시 기밀 면에 틈새가 생기기 때문인 것으로 파악된다. 더욱이 C 스태틱 실은 시험기 분해 후 재사용하여도 극저온 기밀이 유지되는 우수한 특성을 보였다.

본 연구에서는 가스발생기 사이클 엔진시스템의 제어특성을 검토하고, 제어기를 구성하기 위한 해석의 일환으로 공칭 작동점 부근에서의 선형해석을 위한 Simulink 수학적 모델을 구성하여, 엔진 스로틀링 과정에 대한 해석을 수행하였다. 스로틀 밸브의 특성이 엔진동특성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 추력제어밸브와 가스발생기 혼합비 유지를 위한 압력균형기(pressure stabilizer)의 모델, 그리고 제어밸브 구동용 모터의 수학적 모델을 포함시켰다.

5MW급 발전용 가스터빈을 개발하기 위해 주요 구성품 중의 하나인 압축기의 성능을 시험 평가하고자 하며, 이를 위한 사전 작업으로 압축기 시험 리그의 진동 특성을 분석하여 압축기 운전시 구동 방법에 대한 정보를 확보하였다. 압축기 시험 설비는 입 출구 배관과 시험부 및 구동부로 구성되어 있고, 특히 구동부와 시험부에서 가속도계를 이용하여 진동 특성을 계측하였다. 압축기 주 하우징과 콜렉터, 베어링캐리어, 토크미터, 기어박스, 전동 모터 등에 가속도계를 장착하여 진동 속도 및 주파수 분석을 수행하였다.

본 논문에서는 한국형발사체를 사용한 달 탐사 위성의 궤적 설계를 수행하였다. 발사체는 달탐사위성과 킥모터 스테이지를 지구 저궤도에 투입하고, 이후 킥모터 스테이지의 연소에 의해 직접전이궤도 또는 고타원궤도에 투입된다. 설계된 궤적에 대해 TLI 및 LOI 기동을 실제와 가깝게 finite burn으로 모델링하여 요구속도 및 필요한 추진제량을 계산하여, 한국형 발사체를 사용할 경우 발사 임무에 대한 가능성을 제시하였다.

KSLV-1 1단 후방동체 상부 조합체 상세설계를 수행하였다. 동체 사이징 프로그램으로 기본적인 형상을 결정했다. 체결류 기본설계를 통하여 스킨-프레임, 스트링거-프레임의 체결류 선정하였다. 유한요소 프로그램을 통한 프레임 구조해석 및 인터페이스 확인을 통하여 프레임을 설계하였다. 또한 유한요소 프로그램으로 컷 아웃을 고려한 부분을 해석을 수행하여 구조 안전성을 확인하였다. 전단체결류 설계를 위하여 최대 전단하중에 대한 최대전단응력을 유한요소 방법으로 구하였다. 이러한 동체해석 사이징과 유한요소 및 체결류 선정 프로그램을 사용하여 후방동체 상부조합체의 상세설계를 수행하였다.

본 연구는 지표투과력이 높은 L밴드 SAR 영상자료를 이용하여 토지피복 분류를 수행하였다. 다중시기 SAR 영상자료의 시간적 변이도 특성이 각기 다르게 나타나는 점을 이용하여 영상의 긴밀도 정보를 추출하고, 추출된 긴밀도 정보를 기반으로 분류를 수행하였다. 시간적 긴밀도 정보를 추출하기 위해 반복 패스를 통해 획득된 간섭 레이더(Interferometry SAR, 이하 InSAR) 기법을 이용하였고, 다중시기 영상에 대해 가장 최적의 기선거리에서 선정된 긴밀도 정보를 포함하는 영상을 선정하여 토지피복 분류작업을 수행한 결과 분류된 객체들 간에 명확하게 구분됨을 확인할 수 있었다.

액체로켓엔진 연소기에 적용된 대기 플라즈마 코팅 및 전해/무전해 도금 코팅의 열차폐 효율과 내구성 평가를 수행하였다. 연소시험 결과 대기 플라즈마 방식의 $ZrO_2$, NiCrAlY 코팅은 로켓엔진 연소기의 초음속 유동영역에서 코팅이 표면에서 박리되는 현상이 간헐적으로 발생하였으며 따라서 이러한 문제를 극복할 수 있는 대체 코팅 방식이 요구되었다. 시험 결과 열차폐 효율 및 내구성 관점에서 대기 플라즈마 방식의 $ZrO_2$, NiCrAlY 코팅의 대안으로 무전해/전해 방식을 사용한 니켈-크롬 코팅을 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

일반적으로 노즐 출구 부근에서 준연속체 상태로 방출된 추력기 플룸 유동은 노즐출구에서 멀어질수록 천이영역을 거쳐 자유분자 영역에 도달하기 때문에 희박영역에서의 추력기 플룸 영향을 연구하기 위해서는 광범위한 유동영역의 모델링이 가능한 직접모사법(DSMC)이 주로 사용된다. 본 논문에서는 희박영역에서 소형 단일추진제 추력기의 플룸 거동을 직접모사법을 이용해 수치적으로 예측하는 것이 목적이다. 정확한 결과를 효율적으로 유추하기 위해 예조건화 기법을 노즐 내부 연속체 영역의 해석에 도입하였으며, 이로부터 얻은 노즐 출구의 물성치 결과들을 직접모사법의 유입조건으로 적용하였다. 이렇게 두 기법을 결합하여 사용한 결과, 노즐 출구 부근에서 발생되는 강한 비평형성 및 넓은 후방 유동 영역 등과 같이 희박영역에서 플룸이 가지는 고유의 특성들을 확인할 수 있었다.

자연적으로 빠르게 성장하는 불안정성 파동을 자극하기위한 순수하고 제어 가능한 자극 파동을 생성하기는 쉽지 않다. 이를 위하여 순/역방향 스월제트를 발생시킬 수 있는 장치가 설계, 제작, 응용되었으며, 기계적 자극을 유도할 수 있는 독특한 장치가 고안되었다.

위성 전자회로의 다양한 전압을 생성하는 선형 전압 조절기는 우주 방사능에 강인한 칩을 사용하기도 하지만, 간단한 선형 전압 조절기 회로를 구현하여 사용하는 경우가 많다. 이때, 설계한 선형 전압 조절기는 공급할 전압에 따라 조금씩 다른 형태로 설계할 수 있지만, 회로 설계에 따른 최악 조건 해석은 일관된 방법론과 체크해야할 항목으로 정리될 수 있다. 본 논문에서는 일반적인 재래식 선형 전압 조절기 회로에서 수행할 최악 조건 해석 방법을 기술하고, 정리한다.

최근에 개발된 소형제트기는 조종사의 피로경감과 더불어 비행안전성 제고를 위하여 자동비행시스템이 필수적인 요소로 인식되고 있다. 또한, 소형항공기의 항공전자시스템은 집중화된 다중프로세서(centralized multi-processor)와 다중연산 계산구조(multi-process computing architectures)로서 B-777의 Integrated Modular Avionics와 유사한 시스템을 장착하는 추세이다. 이러한 소형항공기 시스템 변화는 고전적 비행방식인 조종사 중심의 비행방식에서 자동비행제어시스템(AFCS) 중심의 비행방식으로의 변화를 야기하였으며 자동 비행제어시스템의 비중은 보다 더 증가하고 있다. 이에 본 논문에서는 상용 소형항공기용 자동비행장치(Autopilot)에 대한 HILS를 구성하여 성능을 검증하였다. 또한, 현재 개발하고 있는 FBW용 FCC(Flight Control Computer)에 탑재될 자동비행 알고리듬에 대한 성능을 PILS를 통하여 확인하였고, 상용 Autopilot에 대한 HILS 결과와 같은 조건에서 비교하여 그 성능을 검증하였다.

본 문서는 방해파 등의 잡음에 강하며 특히 명령신호 비닉성 및 비화성에 탁월한 장점을 갖는 대역확산 변조방식을 활용한 FTS 인코더/디코더의 설계 및 구현에 관하여 기술한다. 우선 명령포맷은 64비트 패킷신호로 구성되며 각각의 명령신호는 트리플DES암호화 알고리즘을 이용하여 암호화 작업을 수행하고, 또한 오류정정 기법의 하나인 콘볼루션코딩 및 비터비디코딩 기법을 적용하여 통신 신뢰성을 높이도록 설계한다. 대역확산을 위해 직접확산기법을 적용하고 확산코드는 256비트 골드코드를 사용하며, 설계한 FTS 인코더와 디코더가 잘 동작하는지 검증하기 위해 시뮬레이션을 수행하고 최종 하드웨어를 구현하여 그 결과를 확인하였다.

지구관측을 위한 영상레이더 위성시스템은 고전력의 고주파 신호를 방출하는 영상레이더를 비롯하여, 획득한 영상 이미지 전송을 위한 데이터 링크 시스템, 위성 운용을 위해 지상과 통신하기 위한 원격측정명령계 시스템 등의 다양한 주파수를 가지는 RF 시스템을 탑재한다. 각각의 시스템은 다양한 주파수 성분을 가진 RF 신호를 송출할 뿐만 아니라 매우 높은 RF 전력을 복사하므로 위성체에 장착된 전기전자부품에서의 복사 내성 규격을 초과할 수 있다. 또한, RF를 송수신하는 여러 서브 시스템간 간섭 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 영상레이더 위성과 동일한 형상을 가진 시스템 구조모델을 제작하고 위성에 탑재되는 RF시스템과 유사한 전기적인 특성을 가지는 안테나를 제작 및 설치하여 위성 운용시 발생할 수 있는 RF 간섭에 의한 영향을 분석 및 검증하였다.

스마트 무인기의 공력특성을 향상시키기 위하여 주익에는 와류생성기(vortex generator), 주익의 끝단에는 유동펜스(flow fence)를 적용하였다. 와류생성기는 SUAV의 최대양력계수와 실속각을 지연시키는 효과가 있었지만 높은 항력증가를 초래하여, 결국에는 양항비가 줄어들었다. 이를 개선하기 위하여 L-형태와 높이가 3mm와 5mm인 와류생성기를 적용하였다. 유동펜스는 나셀 틸팅각이 증가함에 따라 나셀에서 발생하는 박리에 의하여 주익성능이 감소하는 현상을 방지하기 위하여 사용하였다. 두 가지 유동제어 장치를 사용함에 따라 스마트 무인기의 공력특성들이 어떻게 변화하였는지를 정리하였다.

본 연구는 미세중력 모델인 머리하향기울기(Head Down Tilt; HDT) 자세에서 운동 중저산소호흡이 심혈관계 반응에 미치는 영향을 알아보는데 있었다. 8명의 건강한 남성($23{\pm}2$ 세, 신장 $176{\pm}4$ cm, 체중 $75{\pm}8$ kg)은 4가지 조건(앉은 자세에서 정상공기 호흡: SN, 앉은 자세에서 13% 산소호흡; SH, HDT 자세에서 정상공기 호흡; SH, HDT 자세에서 13% 산소호흡; HH)에서 최대산소섭취량의 약 40% 운동강도로 15분간 싸이클링을 실시하였다. 심박수는 SH그룹이 SN그룹보다 높았고(p<0.05), HH그룹이 SH그룹보다 높게 나타났다(p<0.05). 혈중산소포화도는 SH그룹이 SN그룹보다 유의한 감소를 나타내었다(p<0.05). 이완기혈압(p<0.05) 및 평균동맥압(p<0.05)은 안정시 앉은 자세에서보다 HDT 자세에서 유의하게 낮아졌다. 체액변인인 Hb, Hct과 전해질 변인인 나트륨, 칼륨, 염소는 모든 그룹에서 차이가 나타나지 않았다(p>0.05). 대사적 변인 중 Lactate는 SH그룹이 SN그룹보다 유의한 증가를 나타내었다(p<0.05). 결론적으로, 저산소호흡과 자세의 이중자극은 심혈관계반응에 영향을 주지 않았다.