• 융복합기술연구소 논문집
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• 제12권1호
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• pp.25-30
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• 2022

도심항공교통은 다수의 전기추진 수직이착륙 항공기가 이착륙 가능한 버티포트가 필요하다. 빌딩풍은 고층건물 주변부에서 발생하는 강풍으로 항공기 이착륙과정에서 항공기의 비행 안전성을 크게 훼손시킬수 있다. 본 연구에서는 항공기 이착륙시 발생할 비행안정성 분석을 위하여 먼저 빌딩풍 주변의 유동특성을 분석하는 연구를 수행하였다. 유동해석은 상용CFD 소프트웨어인 SimericsMP를 사용하였으며, 난류 모델은 k-ε RNG 모델을 사용하였다. 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 CAARC 빌딩모델의 표면 압력 계산결과를 풍동시험 결과와 비교⋅검증하였다. 두 개의 고충빌딩이 있는 상황을 가정한 후, 빌딩풍이 빌딩 주변부의 속도분포 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 두 개의 고층 건물 사이의 거리가 증가하는 경우 와들 사이의 상호작용이 감소하는 것을 확인했다. 향후 본 연구를 확장하여 다양한 형상의 고충건물이 밀집해 있는 도심지역에 대한 유동해석 연구를 진행하고자 한다.

• 항공우주
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• 제19권
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• pp.24-31
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• 1994

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.691-701
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• 2020

본 논문은 전기 추진 수직이착륙 무인기의 형상에 적합하도록 회전익 모드에서 추진시스템이 고장난 상황을 대처하기 위한 컨벡스 최적화 기법 기반의 믹서를 제시한다. 각 모터 및 프로펠러의 고장 영향성을 분석하기 위하여 컨벡스 함수 성질을 이용하여 가용 조종력 집합을 계산하였으며 이를 도시하는 방법을 기술하였다. 조종력 할당을 최적화 문제로 정의하고, 실시간으로 최적해를 구하기 위하여 컨벡스 함수로 문제를 재정의하였다. 컨벡스 최적화 솔버를 사용하여 수직 이착륙 비행 모드의 믹서를 구현하였으며 조종력 할당 기법들의 성능을 가용 조종력 범위 집합으로 비교하였다. 최종적으로 비선형 6자유도 시뮬레이션을 통하여 타기법(의사역행렬 기법, 재분배의사역행렬 기법)과 비교 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.325-332
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• 2022

우주탐사 임무를 수행하기 위해서는 탐사선에 수직이착륙 기능이 필수적으로 탑재되어야 한다. 수직이착륙을 위해서는 탐사선의 엔진이 적절한 추력제어 정확도와 짧은 응답시간을 가져야 한다. 하이브리드 로켓은 이러한 조건을 만족할 수 있는 높은 수준의 추력제어 능력을 갖고 있다. 이 연구는 개발한 하이브리드 로켓 엔진의 추력제어 성능이 수직이착륙에 적절한지 검증하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 가압장치 없이 공급압력이 감소하는 산화제 공급시스템을 적용한 엔진을 사용하여 약 10초 내외의 임무를 수행하고자 하였고, 공급압력 감소가 추력제어 정확도와 응답시간에 미치는 영향을 확인하였다. 실험결과에 의하면 적절한 감소율과 초기 압력 수준이 추력제어 정확도와 응답시간에 중요한 영향을 미치는 인자로 확인되었으며 고도제어 시뮬레이션을 통해 추력제어 성능을 검증했다.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.10-21
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• 2013

오늘날 헬리콥터 기술의 발전과 더불어 함상에서 헬리콥터를 운용하는 것은 당연한 것으로 여겨지고 있다. 육상과 달리 해상에서 항공기를 운용하기 위해서는 육상보다 심한 바람과 파도와 배의 이동에 의한 착륙장의 운동과 염분에 의한 장비의 부식이 고려되어야하며 안전한 운용을 위한 운용절차가 요구된다. 본 논문에서는 수직이착륙 항공기의 함상운용 사례분석을 통하여 함상운용에 요구되는 항공기와 선박의 고려사항과 운용절차를 알아보고 이를 기반으로 틸트로터 무인기의 함상운용 기술개발 방안을 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권12호
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• pp.1095-1102
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• 2016

본 논문에서는 20 kg급 틸트-덕트 수직이착륙 비행로봇 개발을 위한 비행체의 설계, 제작 및 시험 결과를 제시한다. 틸트-덕트 비행체는 추력발생을 위한 두 개의 메인프롭과 피치축 자세 제어를 위한 후방프롭으로 구성된다. 비행체의 추력과 자세 안정성 향상을 위해 호버와 조종성 연구에 중점을 두었다. 비행체 조종 성능 개선을 위해 메인프롭 링키지 변경에 의한 롤축 안정성 영향, 작동기 변경에 따른 자세제어 성능, 외풍에 대한 덕트 유, 무상태의 영향 및 조종면 영향을 확인할 수 있는 안전줄 시험이 수행되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.358-367
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• 2020

수도권 지역 직장인들의 평균 출퇴근 시간이 증가하고 도로의 교통혼잡비용이 증가함에 따라 새로운 교통수단의 필요성이 증가하고 있고, 도심항공 모빌리티(UAM)가 그 대안으로 떠오르고 있다. 따라서 본 논문에서는 인구, 교통량, 출퇴근 데이터를 이용하여 서울, 경기 지역에 UAM 수직 이착륙장 위치를 선정하고 운행 경로를 설정하였다. 전기 수직 이착륙 항공기(eVTOL)의 유형을 분석해 UAM에 적합한 추력편향형과 멀티콥터형 eVTOL을 선정하여 설정된 경로를 운행하였을 때 소요시간을 계산하였다. 또한 타 교통수단을 이용하였을 때 소요시간을 UAM 이용 시와 비교 분석하였다. 결과적으로 UAM을 이용한다면 출퇴근 시간이 대폭 줄어들 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권10호
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• pp.859-870
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• 2021

항우연은 eVTOL 항공기의 개념설계 및 기본설계를 위한 설계프레임워크를 개발하고 있다. 오픈소스 SUAVE 패키지를 활용하여 틸트 프롭 및 리프트 프롭을 갖는 Lift-Tilt 개념의 전기수직이착륙기에 대한 저충실도 임무분석도구를 개발하였다. 그 개발을 위하여 SUAVE의 프롭성능해석 기능을 검토하였다. 매 임무 세그먼트에서 트림해를 자동적으로 찾기 위해 병렬처리 및 실험계획법을 통한 전역최적화 기법을 적용한 알고리듬을 구현하였다. 동 도구를 사용하여 1인승급 전기추진 수직이착륙 유무인 겸용 개인항공기(OPPAV)의 임무분석을 수행하고 동 항공기의 기본설계데이터와 비교하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제29권1호
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• pp.74-81
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• 2021

UAM(Urban Air Mobility) systems have evolved in the form of helicopters in the 1960~1970s, tiltrotors in the 1980s, small aircraft transportation systems in the 2000s, and electric-powered Vertical Take-Off and Landing (eVTOL) in the 2010s; accordingly, the early heliport has evolved to its current form of a Vertiport. Vertical Takeoff and Landing Sites, Vertiports, are important factors for the successful introduction of UAM, along with the resolution of air traffic control (ATC), air security, and noise problems. However, there are no domestic or international installation standards and guidelines yet. Therefore, in this study, installation standards were prepared by referring to domestic and international case studies, ICAO standards, and MIT research papers. The study proposes to establish standards for Final Approach and Takeoff Area (FATO) as 1.5D, 1D for Touchdown and Lift-Off Area (TLOF), and 1.5D for Safety Area (SA). It also proposes to add "UAM Vertiport Installation Standards" to the 「Act on the Promotion and Foundation of Drone Utilization, Drone Act」.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권12호
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• pp.1097-1107
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• 2015

일반적인 수직이착륙 항공기는 높은 출력대 중량비의 가스터빈엔진을 사용한다. 그러나 높은 연료 소모율로 인해 소형 항공기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 직렬 하이브리드-전기 추진시스템을 대안으로 제안하였으며, 시스템을 구성할 소형엔진과 전기모터, 배터리에 대한 기술조사 비교분석을 수행하였다. 연구를 위한 고정익 수직이착륙 무인항공기로 I사(社)의 65 kg급 수직이착륙 P-무인기를 사용하였다. 개발한 발전제어 및 전력제어 알고리즘의 타당성과 항속시간을 예측하기 위해 Matlab/simulink$^{(R)}$를 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 알고리즘이 비교적 잘 작동하는 것을 확인하였고, 직렬 하이브리드-전기 시스템이 임무형상을 만족하는 7시간의 항속시간을 충분히 만족 할 수 있을 것으로 예측하였다.