• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제32권6호
• /
• pp.542-550
• /
• 2021

As the application of multirotor grows, the demands for multirotor that can fly longer and load more are increasing. Hydrogen has a high energy density, so it can satisfy these demands when used in multirotor. In order to design hydrogen fueled multirotor that satisfies the desired flight time and payload, it is important to calculate the specifications of a fuel cell, battery, and hydrogen storage system. This paper contains detailed information on various energy systems used in multirotor and fuel cell powered multirotor research trends. This study proposed a sizing calculation method that meets the target flight time and payload using thrust and power equations. It has been explained how the two equations derive the particular specifications. The specifications of the multirotor were derived by assuming a payload of 50 kg and a flight time of 1 hour. In addition, the effects of the values of the fuel cell, hydrogen storage system, and motor propeller were analyzed.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.74-80
• /
• 2022

소형 드론은 활용분야가 다양해지고 있으며 특히 군에서는 전장에서 정찰 및 특수목적 용도로 활용 가능한 드론 체계가 요구되고 있다. 본 연구에서는 군용 무인기의 표준 인터페이스인 STANAG 4586을 멀티콥터 형태의 소형 드론에 적용하여 군용 체계 적합성을 검토하고자 하였다. 이를 위해 소형 멀티콥터 비행체, 통합비행제어컴퓨터, 지상통제장치, 데이터링크를 설계/제작하고, STANAG 4586 인터페이스를 적용한 비행제어 소프트웨어와 지상통제장비 소프트웨어를 개발하여 HILS 시험과 비행시험을 수행하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제34권6호
• /
• pp.758-766
• /
• 2023

Multi-copter of unmanned aerial vehicle (UAV) was initially developed as strategic technology in the only military field, but it is developing into an industrial field with a wide range of applications in the civil sector based on the development and convergence of aviation technology and information and communication technology. Currently, the degree of utilization of multi-copter is increasing in various industries for the purpose of performing classic tactical missions, logistics transportation, farm management, internet supply, video filming, weather management, life-saving, etc, and active technology development responding to market demand. Existing commercial multi-copter mainly use an electric energy propulsion system consisting of an electric battery and a brushless direct current (BLDC) motor. It is the limitations for usage in the flying time (up to 20 minutes) and payload (less than 20 kg). this study aims to overcome these limitations and expand the commercialization of engine-powered multi-copter of UAV in various industries in the futures.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.56-63
• /
• 2019

최대이륙중량 600 kg급의 멀티콥터형 PAV(Personal Air Vehicle)에 사용될 프로펠러의 성능해석을 하였다. 배터리의 중량을 고정하고 최대중량 변화에 따른 정지비행 가능 시간을 추정하기 위하여 Actuator disc 해석과 CFD 해석을 병행하여 수행하였고 결과를 비교하였다. 동축반전형 프로펠러 사이의 유동간섭 영향을 고려하기 위하여 유도동력 간섭계수(kint)를 도입하였고, 이를 이용하여 하나의 프로펠러에 대한 해석 결과로 동축 반전 프로펠러의 성능을 추정하였다. 피치각을 변화시키며 전산해석을 수행하여 Figure of Merit (FM)이 최대가 되는 피치각의 범위를 찾았으며 요구추력에 대한 프로펠러의 설계 RPM을 역 추적하였다. 연구결과는 현용 배터리의 비에너지 밀도로 대형 멀티콥터의 비행시간은 매우 한정적이며 프로펠러 간섭계수의 값을 줄이기 위한 피치 및 프로펠러 간격 설정이 중요하다는 것을 보여준다.

• 한국응용곤충학회지
• /
• 제58권4호
• /
• pp.271-280
• /
• 2019

본 연구에서는 배추에 발생하는 파밤나방에 대하여 멀티콥터를 이용한 무인항공용 방제약제의 약효 및 약해를 조사하였다. 약해는 배추와 7개 주변작물에 대하여 시험대상 약제를 기준량과 배량으로 처리하여 살충 효과를 조사하였다. 배추 포장에 스피네토람 액상수화제(16배)와 메톡시페노자이드, 설폭사플로르 액상수화제(16배)를 살포하였고, 감수지를 이용하여 살포 약제의 낙하입자를 측정하고 피복도를 조사하였다. 두 가지 약제 모두 배추의 파밤나방에 대하여 97% 이상의 우수한 살충 효과를 보였다. 기준량 및 배량에서 배추와 7개 주변작물에 약해가 발생하지 않았다. 낙하입자 분석결과 바람 세기의 차이에 따라 낙하입자의 균일도가 다른 양상을 보였다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.372-384
• /
• 2014

DTV 필드 테스트는 실내와 실외에서 전계강도와 수신 가능성 등을 측정하는 것으로 실외의 경우 측정 차량을 도로에서 수평적으로 이동하면서 9m 높이의 안테나를 사용 DTV 신호를 측정하였다. 현대의 고층 빌딩과 같은 수직 집단 구조의 주거 형태에서는 수직적인 DTV 신호 측정을 통하여 수직 방향 전파 환경 분석이 필요하다. 특히 전면에 장애물이 많아 다중 경로 간섭과 임펄스 잡음의 영향으로 전계강도가 수신 임계값인 $43dB{\mu}V/m$ 이상인 경우에도 수신이 불가한 경우가 있어 건물 밀집지역이나 특수한 측정 환경에 적합한 필드 측정 및 분석이 절대적으로 필요하다. 이를 위하여 자유롭게 비행하면서 DTV 수신신호 레벨을 측정할 수 있는 비행체 옥토형 멀티콥터를 개발하고 시험을 거쳐 실용성 있게 성능을 개선하였다. 휴대형 소형 DTV 수신신호 레벨 측정기와 안테나 및 데이터 전송용 M/W 송신기 또는 녹화용 장비가 탑재되어 DTV 수신신호 레벨 측정이 가능한 이 멀티콥터를 이용하여 전파환경이 다른 3지역의 측정을 통해 신뢰성 검증과 실용성을 입증하였다. 수직 방향 수신신호 레벨 측정은 수직 방향 전파 환경 변화가 큰 장소, 고층 아파트 같은 집단적 수직 주거 형태, 도보나 차량으로 접근이 불가능한 지역 등 측정점의 특수한 환경에 적합한 데이터를 얻을 수 있어 기존의 수평적 필드 테스트에서는 접근하기 어려운 장소의 전파 변화 분석에 유용하게 사용할 수 있다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제11권6호
• /
• pp.10-16
• /
• 2017

한국항공우주연구원(KARI)이 보유하고 있는 개방형 풍동에서 최대이륙중량 28 kg급 옥터콥터(octocopter)를 시험모델로 상승 하강기류, 측풍, 전단류와 같은 악기상에 대한 대처 능력을 향상 시키고 와류고리상태(VRS)와 같은 공기역학적 현상을 규명하여 와류고리상태(VRS) 진입 예방 및 탈출할 수 있는 기술들을 연구하고자 풍동시험을 수행하였다. 소형무인기 풍동시험은 풍속 3.5, 5, 7 m/sec, 회전수 3,500, 4,500, 5,550rpm 조건에서 받음각 $-40^{\circ}{\sim}+20^{\circ}$ 도, ${\pm}90^{\circ}$ 도, 요각 $0^{\circ}$ 도와 $45^{\circ}$ 도로 변화시켜가며 6분력을 측정하여 공력 DB를 작성하였다. 멀티콥터 수직 하강 시험 시 하강속도 6 m/sec에서 와류고리상태의 최고점(VRS peak)이 나타나고, 이 때 약 13 % 정도의 추력감소가 나타났다. 프로펠러 및 동체 상호 간섭에 의한 성능저하 여부를 판단하기 위해 프로펠러 조합을 변화시켜가며 시험을 수행한 결과 단일 프로펠러 대비 최대 15 % 정도의 성능 저하가 있음을 확인할 수 있었다. 이번 시험으로 확보한 자료들은 소형무인기 운용 시 경험하게 되는 악기상에 대처하여 안전성과 생존성을 증대시키기 위한 기술개발 기초자료로 활용될 예정이다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.23-31
• /
• 2018

본 연구는 BET 기법을 이용하여 멀티콥터에 사용되는 프로펠러 두 종류의 정지 비행 시 추력과 토크를 계산하였다. 3차원 형상 측정 장비로 프로펠러의 형상 정보를 추출하였으며 CATIA를 이용하여 에어포일의 단면 형상 데이터를 획득하였다. 추출된 에어포일 형상과 RPM 변화를 고려한 유동조건에 따른 양력 및 항력을 EDISON CFD를 활용하여 구한 다음 BET 기법을 이용하여 추력을 예측하였다. 이때 층류와 난류 두 조건에 대해 계산하여 그 결과를 비교하였다. 계산된 추력 결과를 제작사에서 제공하는 성능 데이터와 JavaProp 프로펠러 성능 예측 소프트웨어의 결과와 비교하였다. 추력의 경우, 9인치 프로펠러의 경우 제작사에서 제공하는 성능은 완전 난류 조건의 결과와 층류 조건 결과의 중간 값에 해당되었으며, 16인치 프로펠러의 경우 난류유동 조건 결과와 근사한 결과를 얻을 수 있었다. 토크는 두 모델 모두 예측값과 제작사의 성능 데이터와 큰 차이를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.231-236
• /
• 2021

복숭아혹진딧물과 톱다리개미허리노린재는 농작물 수량을 감소시키는 문제 해충들이지만 이를 방제하기 위해 시간과 노동의 투하가 많이 발생하고 있다. 이에 본 연구는 농업용 멀티콥터를 이용하여 감자에 발생하는 복숭아혹진딧물과 콩에 발생하는 톱다리개미허리노린재에 대한 약제의 효과를 검정하였다. 약제의 액적 및 피복도를 분석하기 위해서 약제 처리전 포장의 안과 밖에 감수지를 부착하고 감자밭에는 설폭사플로르 액상수화제(16배)를, 콩밭에는 에토펜프록스, 메톡시페노자이드 유현탁제(8배)를 각각 살포하였으며 해당 약제들은 무인항공용 방제약제로 등록된 농약이다. 두 약제 모두 드론살포 7일 후 감자의 복숭아혹진딧물에 76.4%의 보정 살충률을, 콩의 톱다리개미허리노린재의 2령과 5령 유충에 대해 각각 97.5%, 94.4%의 보정 살충률을 보여주어 감자 복숭아혹진딧물에 대하여는 방제효율이 다소 기준에 부족하였으나 콩의 톱다리개미허리노린재에 대하여는 2령과 5령 모두 방제효과가 인정되는 것을 보여주었다. 살충제 낙하 액적 분포는 2지역 모두 0.5mm 이하로 나타났으며, 피복도 분석 결과 밭 내부는 평균 약 3.1, 외부에서 평균 약 1.6 정도로 나타나, 약제를 살포한 밭의 주변부에도 약제의 영향을 일부 받는 것으로 나타나 비산이나 작물체 잔류 발생에 대한 가능성도 함께 보여주었다. 이러한 결과는 향후 농업용 멀티콥터를 활용한 농작물 주요 해충의 무인방제의 확대·보급과 안전사용범위 설정에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.28-39
• /
• 2022

회전익 항공기의 발달에 따라 사람이 탑승하는 유인 회전익 항공기의 안전과 관련된 장치들이 개발 될 필요가 있다. 본 연구에서는 소형 멀티콥터 PAV에 외부 에어백이 장착될 수 있다는 점을 가정하였다. LS-DYNA의 Airbag Folding Application을 사용하여 Roll, Sigma, Zigzag 총 세 가지 폴딩이 이루어진 에어백 형상들을 모델링하고 자유낙하 충돌 해석을 수행하였다. 세 가지 모델의 최종 에어백 전개 시간에는 큰 차이가 없었다. 그러나 전개가 시작되는 중 지면과 충돌 할 경우 Sigma Fold 방식의 외부 에어백이 전개 속도는 가장 빠르지만, PAV에 더 많은 충격력을 전달한다는 것을 확인하였으며, 최종적으로 Roll Fold 방식의 외부 에어백이 가장 작은 충격력을 전달한다는 결론을 도출하였다.