• 한국항공우주학회지
• /
• 제42권9호
• /
• pp.731-738
• /
• 2014

오늘날 무인기는 기술 발전을 통해 육해상의 다양한 분야에서 이용되고 있다. 한국항공우주연구원(KARI)에서는 육상용 수직이착륙기로 개발된 틸트로터 무인기를 해상에서 운용할 수 있도록 임무영역 확장을 고려하고 있다. 틸트로터 무인기의 효과적인 해상운용을 위해서는 함상이착륙이 필요하지만 해상은 지상에 비해 염분, 연무, 바람등 기상영향을 많이 받는다. 또한 지상과는 달리 선박 운동으로 인한 착륙지점의 운동이 발생하며, 자동 함상착륙을 어렵게 만든다. 이러한 무인기 함상이착륙을 위하여 본 논문에서는 파고에 따른 선박 운동을 모델링 하고, 무인기 시뮬레이터를 통해 시험평가한 결과를 제시하고 있다.

• 항공우주산업기술동향
• /
• 제6권1호
• /
• pp.14-24
• /
• 2008

세계 항공기 산업은 2001년 이후 전반적인 세계경기 회복기조 속에서 꾸준히 성장하고 있다. 9.11사태 이후 시 장 위축과 회복 그리고 유가급등과 환경에 대한 요구 증가 등 근래에 들어 과거와 다른 항공기 산업의 시장환경이 조성되었으며, 이에 따라 항공기 산업 내부에서도 완만한 변화가 이루어져 왔다. 지역 간 직접노선 수요와 비정기 항공에 대한 수요 증가는 200인승 급 대형항공기의 수요증가, 주력 중형항공기의 대형화 및 비즈니스제트기와 VLJ 수요를 촉발하였으며, 항공사간의 경쟁 심화와 유가상승 등은 더욱 효율적인 기체에 대한 요구를 증대시켰다. 군수분야에서는5세대 전투기의 개발 및 채용 확산과 함께 그 이전단계에서 기존의4세대 전투기의 수요 역시 꾸준히 이어지고 있으며, 비정규전 과정을 거치면서 무인 정찰기에 대한 수요 및 접근성이 높은 이동수단에 대한 수요가 증대하였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제38권6_1호
• /
• pp.1125-1139
• /
• 2022

무인항공기에 부착된 위성 항법 시스템/관성 측정 센서(global positioning system/inertial measurement unit, GPS/IMU)와 관측 센서 사이에는 물리적인 위치와 자세 오차가 존재한다. 해당 물리 오프셋으로 인해, 관측 데이터는 비행 방향에 따라 서로 위치가 어긋나는 이격 오차가 발생한다. 특히나, 다중 센서를 활용하여 데이터를 취득하는 다중 센서 무인항공기의 경우, 관측 센서가 변경될 때마다 고액의 비용을 지불하고 외산 소프트웨어 의존하여 물리 오프셋을 조정하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 다중 센서에 적용 가능한 초기 센서 모델식을 수립하고 물리 오프셋 추정 방법을 제안한다. 제안된 방안은 크게 3가지 단계로 구성된다. 먼저, 직접지리 참조를 위한 회전 행렬 정의 및 초기 센서 모델식을 수립한다. 다음으로, 지상기준점과 관측 센서에서 취득된 데이터 간의 대응점을 추출하여 물리 오프셋 추정을 위한 관측방정식을 수립한다. 마지막으로, 관측 자료를 기반으로 물리 오프셋을 추정하고, 추정된 파라미터를 초기 센서 모델식에 적용한다. 전주, 인천, 알래스카, 노르웨이 지역에서 취득된 데이터셋에 적용한 결과, 4개 지역 모두 물리 오프셋 적용 전에 발생되던 영상 접합부의 이격 오차가 물리 오프셋을 적용 후 제거되는 것을 확인했다. 인천 지역의 지상기준점 대비 절대 위치 정확도를 분석한 결과, 초분광 영상의 경우, X, Y 방향으로 약 0.12 m 위치 편차를 보였으며, 라이다 포인트 클라우드의 경우 약 0.03 m의 위치 편차를 보여줬다. 더 나아가 영상 내 특징점에 대하여 초분광, 라이다 데이터의 상대 위치 정확도를 분석한 결과, 센서 데이터 간의 위치 편차가 약 0.07 m인 것을 확인했다. 따라서, 제안된 물리 오프셋 추정 및 적용을 통해 별도 기준점 없이 정밀한 데이터 매핑이 가능한 직접 지리 참조가 가능하다는 것을 확인했으며, 다중 센서를 부착한 무인항공기에서 취득된 센서 데이터 간의 융합 가능성에 대해 확인하였다. 본 연구를 통해 독자적인 물리 파라미터 추정 기술 보유를 통한 경제적 비용 절감 효과 및 관측 조건에 따른 유연한 다중 센서 플랫폼 시스템 운용을 기대한다.

• 항공우주산업기술동향
• /
• 제5권1호
• /
• pp.75-92
• /
• 2007

2002년 프론티어사업의 일환으로서, 10년간 1200억의 예산으로 미래형 신개념비행체 기술개발사업을 시작한 스마트무인기사업은, $2002{\sim}2003$년 수행한 개념연구를 통해 미래형 신개념 고속 수직이착륙 항공기 개념으로서 틸트로터 개념을 선정하고 이의 개발에 매진하고 있다. 사업단에서는 우선, 항공 선진국에서 지난 반세기 동안 시행한 다양한 비행체 개념연구결과에 대해 자체적인 비교 분석 및 국제공동 연구를 근간으로하여, 당시 틸트로터에 필적하는 가능성을 보였던 스탑트로터(보잉사), 복합자이로콥터(카터콥터사) 개념이 아닌, 틸트로터 비행체의 기술개발을 결정하게 되었다. 각각의 비행체 개념이 갖는 위험성과 도전성, 그리고 소요기술, 설계특성, 개발 위험도 등에 대한 면밀한 분석을 기초로 한 사업단의 체계적 의사결정은 주효했다. 스탑트로터개념은 비행시험의 잇단 실패와 지연/잠정 중단사태가 이어졌고, 복합자이로콥터 또한 잇단 비행사고로 2002년 기록한 148kts를 능가하는 고속성능 시현에 지금까지 실패함으로써, 실용화 가능한 고속수직이착륙기로서의 검증을 위해서는 해결해야할 기술적 과제가 많이 남아있음을 보여주고 있다. 반면, 틸트로터 개념의 경우 V-22의 설계 수정형에 대한 성공적인 비행시험완료 및 인증획득으로 전면양산승인이 2005년 결정되어 458대가 (미해병대(360), 해군(48), 공군(50)) 납품될 예정이고, 2010년 인증획득을 목표로 민수용으로 개발중인 BA609의 순조로운 비행시험진행, 무인기로 개발된 Eagle Eye 기술시현기의 비행 시험성공과 2003년 미 해양경찰청으로부터 Deep Water 프로그램의 장거리 순찰임무 주력기종 선정과 같이 군용, 상용, 무인용 고속 수직이착륙 시장의 전 방위적 진입이 현실화되고 있다. 이에 따라 항공업계의 반응은 2가지 방향으로 나뉘고 있다. 하나는 유럽의 ERICA 프로그램과 같이 틸트로터 기술 개발을 서두르자고 주장하는 방향이고, 다른 하나는 시콜스키의 X2 프로그램과 같이 틸트로터와는 차별화된 독자적인 고속 수 직이착륙 비행체 개념 개발을 시도하는 것이다. 이러한 배경으로 국내 독자적인 기술력으로 지난해까지 일구어낸 성공적인 스마트무인기 상세설계 종료 및 축소형 비행체 전환비행성공은 그 의의가 매우 크다고 할 수 있다. 본 논문은 틸트로터 개발사를 통해, 신개념 비행체 개발의 어려움과 교훈을 알아보고, 세계에서 2번째로 틸트로터 기술을 개발하고 있는 스마트무인기 사업의 현황과 기술적 특징 및 의의의 정리, 그리고 틸트로터의 대안으로 진행중인 새로운 고속 VTOL 비행체 연구현황에 대한 소개 와 간단한 기술적 평가를 포함시켰다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.628-636
• /
• 2022

This paper describes the design of the avionics architecture for military unmanned aerial vehicles considering the airworthiness requirements for the first time. This design considers the redundancy in the system data bus and the power system and the data link system to meet the system safety requirements of the airworthiness requirements of military UAVs. This avionics architecture design has been verified through the system integration test and the flight test after manufacturing the UAV.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.401-407
• /
• 2016

본 논문에서는 태양광 장기체공 무인기의 전력모델을 포함한 3차원 경로계획과 유도에 대하여 기술한다. 본 논문에서 사용한 Dubins curve는 계산속도가 빨라 경로계획에 곧바로 적용이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 Dubins curve의 경로생성 문제는 2차원 평면에서 정의되기 때문에 실제 항공기의 경로계획을 위해 Randal W. Beard에 의해 수행된 비행 경로각의 한계를 고려하여, 고도 차이에 따라 선회경로를 추가하는 방식의 3차원 Dubins 경로생성 알고리즘을 활용하였다. 본 논문에서 사용한 항공기 모델은 Aileron이 없기 때문에 Rudder를 사용하여 횡축 방향 제어기를 설계하였으며, 비선형 경로추종 유도기법을 사용하여 경로추종 시뮬레이션을 수행하였다. 고도조건에 따른 예제를 생성하였으며, 시뮬레이션 결과 생성된 경로를 잘 추종하는 것을 확인하였다. 마지막으로 태양에너지 수율에 대한 계산식을 통해 태양광 장기체공 무인기의 전력 시스템을 모델링하여 48시간 연속비행 시뮬레이션을 실시하였고, 이에 대한 시뮬레이션 결과를 제시하였다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제14권spc호
• /
• pp.13-21
• /
• 2020

RTCA DO-178C는 항공기 시스템의 감항성을 보장하기 위한 소프트웨어 개발 지침서이다. 하지만, DO-178C는 최대이륙중량 150kg 이상의 무인기 인증에 적용하는 것은 무인기로 인한 위험의 심각도(severity)가 보통의 항공기보다 낮기 때문에 과도한 규제라는 의견이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, EASA와 FAA는 기존 항공기 인증 체계를 간소화 한 새로운 인증 체계 수립을 목표로 항공전자 인증표준 재편 및 간소화(RESSAC: Re-Engineering and Streamlining the Standards for Avionics Certification) 프로젝트를 2016년부터 수행하고 있다. 본 논문에서는 현재 적용되는 DO-178C 인증 프로세스를 분석하였고, DO-178C 인증 프로세스보다 과정 및 산출물을 간소화하면서도 비행 안전성을 확보 할 수 있는 새로운 RESSAC 인증 프로세스를 비교 분석하고 장점을 도출하여 제시하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37권2C호
• /
• pp.206-216
• /
• 2012

최근의 전장 상황이 디지털 네트워크 중심의 전장체계를 기반으로 진화하면서, 개발해야 할 국방 전술무기체계가 첨단화, 복잡화, 다기능화 및 고도의 정밀화 등의 특성으로 가속화 되고 있다. 따라서 오늘날 국방 연구개발에서의 복잡도, 비용, 개발기간 및 위험 등을 효율적으로 관리하면서 성공적인 과제수행을 위해서는 시스템공학적인 설계 방법론의 적용이 필수불가결하게 되었다. 본 논문에서는 국방무기체계를 개발하기 위한 전체 수명주기 중 개념설계(conceptual design) 단계의 설계 활동에서 시스템공학 기법을 기반으로 하되 그래픽모델을 활용함으로써 여러 가지 장점을 추구하는 방안에 관해서 기술하고 있다. 특히 설계 대상시스템으로서 무인항공기 체계개발을 선택하였고, 모델링언어로서 표준 언어인 SysML을 적용함으로써 활용성을 증대시키고, 생성 된 모델들이 개념연구단계의 설계 활동에서 활용될 수 있는 방안에 관하여 논의하고 있다. 본 연구의 결과를 기반으로 향 후 추가 연구를 수행하면, 대형복합 국방무기시스템개발에서 전면적인 모델기반 시스템공학 방법론을 적용하기 위한 발전과정에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.27-35
• /
• 2019

스텔스 기술은 레이더 및 적외선 시커와 같은 탐지기로부터의 탐지를 피하는 기술이다. 특히 IR 미사일은 항공기 자체의 열을 감지하기 때문에 적외선 신호에 의한 탐지는 더욱 위협적이며 적외선 스텔스 기술은 항공기 및 UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle)의 생존을 보장하는데 필수적이다. 본 연구에서는 UCAV 노즐 설계에 따른 공력 및 적외선 스텔스 성능 분석이 수행되었다. 수치해석 결과에 따르면 Double S형 노즐은 엔진의 고온부를 차폐할 수 있기 때문에 적외선 신호를 줄이는 데 효과적이다. 또한, Double S형 노즐에서 회전부 위치가 뒤쪽에 위치할수록 적외선 신호가 감소함을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.60-65
• /
• 2002

한국항공우주연구원의 공기역학 분야 연구는 주로 항공기 및 발사체 개발에 관련되어있으며 형상 설계로부터 유동해석, 성능해석 및 비행시험에 이르기까지 개발사업의 중요한 부분을 담당하고 있다. 본 기고에서는 스마트 무인항공기와 성층권 비행선, 그리고 3단형과학로켓(KSR-Ⅲ) 등 주요 국가 항공우주 연구개발사업과 관련한 항공우주연구원 공기역학분야의 연구소개 및 연구개발 추진방향을 기술하였다.