• 한국항공우주학회지
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• 제35권10호
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• pp.859-867
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• 2007

본 논문의 목적은 다중로터의 공력특성 해석이 가능한 수치해석 기법을 개발하고 검증하는 것이다. 이를 위해 기 개발된 시간 전진 자유후류 모델이 고려된 비정상 용출 및 중첩 패널 코드에 table look-up 방식을 추가하여 로터 동력의 예측이 가능하도록 하였다. 또한, look-up table을 다양한 레이놀즈수 영역에서 적용하기 위해서 레이놀즈수 보정법을 사용하였다. 계산 결과는 동축 반전로터와 탠덤로터의 실험 결과를 이용하여 검증하였다. 동축 반전로터 검증에서 본 연구에서와 같이 블레이드의 두께효과가 고려되어 해석될 경우 실험치와 더 가까운 결과를 얻음을 확인하였다. 탠덤형 로터 검증 시 특정한 간격에서 와류 상호작용에 의한 와류 불안정성이 존재하였다. 이 경우 후류의 불안정성은 단일로터의 후류를 각 로터의 초기 후류형상으로 이용하는 방법을 통해 제거할 수 있었다. 검증된 코드를 이용하여 로터 간격에 따른 공력성능의 차이를 운동량 이론과 비교하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.30-34
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• 2005

고속 선박을 추진하는 한 방법으로 널리 사용되는 물분사 추진은 물을 내부 덕트로 빨아들여 임펠러로 물을 가속시켜 노즐을 통해 분사시킴으로써 입출구의 운동량차이에 의해 추력을 얻는 추진장치이다. 선박의 목적에 따라 사용되는 다양한 형태의 물분사 추진기의 개발을 위하여 모형실험을 통하여 그 성능을 검증하는 부분에서 로터의 피치각 변화에 따른 추진기의 성능 실험을 하는 것은 많은 비용과 시간이 따른다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 추진기 내부의 유동장을 4가지 피치각에 따라 추진력을 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 로터의 회전을 고려하여 슬라이딩 다중 격자기법을 적용하였고 추력계수, 토크계수, 그리고 모멘텀을 해석 결과와 비교 분석을 통하여 추진기의 성능과 효율을 추정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.1011-1018
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• 2021

본 연구에서는 회전익기 통합해석 코드인 CAMRAD II를 이용하여 동축 동회전 로터(적층 로터)의 모델링과 제자리 비행 성능해석을 수행하였다. 본 연구는 주요 설계 변수인 방위각 위상차와 상/하단 로터 사이의 간격을 적절히 고려하여 동축 동회전 로터를 모델링하였으며, 기존 동축 반전 로터의 상단 로터의 토크 값을 동축 동회전 로터의 트림 목표 값으로 이용한 트림 기법 및 동축 반전 로터의 전체 추력 값을 트림 목표 값으로 이용한 트림 기법에서 제자리 비행 성능해석을 각각 수행하였다. 토크 트림 기법을 이용하였을 시 전체 로터의 추력은 -10°의 방위각 위상차에서 1.84% 최대화되었고, 추력 트림 기법을 적용하였을 때에는 전체 로터의 동력은 20°의 방위각 위상차에서 4.53%만큼 최소화되었다. 본 연구를 통하여 전기동력 수직 이착륙기에서 활용될 수 있는 동축 동회전 로터의 제자리 비행 성능이 방위각 위상차의 값에 따라 변화될 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권2호
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• pp.105-114
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• 2008

본 연구에서는 고정익과 회전익의 두 가지 모드로 운용되는 canard rotor wing(CRW) 항공기에 대한 사이징과 성능해석 프로그램이 개발되었다. 개발된 프로그램은 기존의 항공기 데이터를 이용하여 각 모드에 대한 검증을 수행하였고 정찰 임무형상에 대해 최적설계 문제를 정의하였다. canard rotor wing의 로터 최적화를 위해 고정익 모드와 회전익 모드에 대해 가중치를 이용한 다중목적함수를 구성하였다. 6개의 서로 다른 가중치와 설계제약조건에 대해 최적설계가 수행되었고 그 결과 개선된 로터형상을 도출하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.59-70
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• 2022

본 논문에서는 쿼드로터의 모터 하나가 완전히 고장이 발생한 경우 쿼드로터의 위치 제어를 위한 능동 결함 허용 제어 방법을 제안한다. 소각의 가정 없이 라그랑지 방정식을 사용하여 쿼드로터의 동적 방정식을 구한다. 제안한 방법에서는 모터의 결함 검출을 위해 고장 검출 및 진단(FDD) 모듈과 고장 검출 및 분리(FDI) 모듈로 구성되는 고장 검출모듈을 설계한다. FDD 모듈에서는 구해진 동력학에 기반하여 쿼드로터의 상태를 관측하는 비선형 관측기를 설계한다. 관측된 쿼드로터의 상태들를 이용하여, 유수 신호를 설계하고 결함을 검출하기 위한 유수 신호의 적절한 문턱 값을 설정한다. 또한 설계된 추가 조건을 사용하여 결함 위치를 알아내기 위한 FDI 모듈을 설계한다. 모터의 결함을 검출한 후 쿼드로터가 원하는 경로로 비행하기 위해 다중 슬라이딩 표면 제어 기법에 기반한 결함 허용 제어기를 설계한다. 마지막으로, 모의실험을 통해 제안한 능동 결함 허용 제어 방법이 효용성을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권2호
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• pp.22-31
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• 2005

본 연구에서는 회전익 항공기의 수직 이/착륙 성능과 고정익 항공기의 고속/고효율 순항 비행 성능을 모두 가지는 Canard Rotor/Wing 항공기 최적 형상설계를 수행하였다. CRW 항공기의 특징인 로터/날개 가변 방식과 로터 회전 시 팁 제트를 통하여 회전력을 얻는 점 때문에 기존의 회전익 또는 고정익 사이징 프로그램만으로는 바로 적용이 어렵고 Reaction Driven 로터에 대한 해석 모듈의 추가와 회전익/고정익 비행 모드 해석이 혼합되어야 한다. 따라서 기존의 사이징 프로그램을 바탕으로 로터 성능, 덕트 유동, 엔진 유동 해석 코드를 연결하여 Reaction Driven 로터 성능 해석이 가능하게 하였으며, 비행체 외형상 특징과 임무별 비행특징이 반영되도록 사이징 프로그램을 개발하였다. 1500 lbs급 소형 무인기에 대하여 비행체 사이징을 수행하고 성능에 크게 영향을 미치는 설계변수를 파악하여 최적화 문제를 구성하였고 전역적 최적화 기법을 이용하여 최소 중량을 가지는 CRW 항공기의 최적형상을 도출하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권1호
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• pp.41-46
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• 2017

소형 다중로터 드론의 동작 실험을 위하여 개발한 장치를 소개한다. 개발한 장치는, 볼 부슁 메카니즘, 이동형 지지대, 그리고 회전판을 적용하여 6자유도 운동이 가능하다. 병렬 처리가 가능한 FPGA기반의 제어기를 사용하여, 가속도와 자이로 센서로 부터 자세를 측정하고 모터 속도를 제어하였다. 다양한 동작을 수행하면서 실험 장치와 제어기의 동작성을 확인하였다. 결론적으로, 개발한 6자유도 실험 장치는 소형 드론 제어를 위한 제어기의 성능 검증을 위해 적합하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.46-52
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• 2004

본 논문은 2중으로 다중화된 무인 비행체의 다중화 관리 설계 방법에 대하여 논의한다. CCM(Cross Channel Monitor) 기법의 두 주요 인자, 즉 두 채널간의 편차 허용한도인 문 턱값(threshold) 및 지속시간(persistence count)을 어떻게 설계하여야 하는 가에 관한 문제를 통계학적인 해석을 사용하여 그 해결법을 제시하였다. 또한, 무인 비행체의 생존확률을 증대시킬 수 있는 해석적 다중화 가법에 대한 문제를 칼만 필터링 (Kalman filtering)을 적용하여 접근하였다. 여기서 제시된 방법으로 설계된 CCM 및 칼만 필터링을 이용한 해석적 다중화의 설계 결과들은 XV-15 틸트 로터 비행체에 적용되어, 그 설계의 타당성이 시뮬레이션을 통하여 검증되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.192-195
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• 2008

다중 트림 상태에서 헬리콥터용 소형 터보샤프트 엔진에 부착된 센서의 고장을 검출하기 위한 방법을 제시한다. 먼저 헬리곱터의 엔진, 로터, 되먹임(feedback) 제어루프가 포함된 비선형 모델을 구하고 다중 트림 상태에서의 선형 모델을 추출하였다. 고장 검출 방법은 칼만필터에 기반한 방법을 채용하였는데 트림 상태가 변화할 때에 필터의 추정값이 연속적으로 변화하도록 상태변수 초기값을 재구성하였다. 또한 어떠한 센서가 고장이 일어났는지 구분할 수 있도록 어떤 센서의 고장을 검출한 다음 문제가 없는 경우 다음 센서의 고장 검출을 수행하는 단계적인 방법을 사용하였다. 시뮬레이션을 통하여 제시한 방법이 다중 트림 상태에서 각 센서의 고장을 잘 검출함을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권1호
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• pp.37-46
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• 2014

본 논문에서는 지상 주행과 비행이 가능한 이중모드 PAV의 무인 축소모델 개념설계 및 개발시험 과정에 관하여 기술하였다. 운용 요구도를 검토한 결과 멀티로터 형상에 나셀틸트 기능을 결합한 쿼드 틸트 프롭형 비행체가 제안되었다. 프로펠러 추진을 위한 모터와 주행을 위한 구동장치를 하나의 나셀에 집적하고, 나셀 틸트 구조에 의해 비행 및 주행모드의 변경이 가능하도록 구현하였다. 개념설계를 통해 주요 설계변수와 초기 제원이 확정되었고, 비행모드 및 주행모드 시험용 플랫폼을 제작하여 기능시험을 수행하였다.