• 한국항공우주학회지
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• 제38권2호
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• pp.150-159
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• 2010

재진입 비행체의 Approach & Landing단계는 Steep Glideslope 단계, Circular Flare 단계, Flare Maneuver 단계로 이루어지며, 본 논문에서는 실시간 경로 생성을 위하여 기하학적 조건을 이용한 기준궤적 생성 알고리즘을 사용하였다. 이를 통하여 재진입비행체의 착륙 안정성을 고려한 기준궤적을 빠른 시간 안에 생성할 수 있다. 그리고 본 논문에서는 비선형 시스템에 대하여 강건성을 가지는 Mamdani Fuzzy PD Controller를 통한 종방향 및 횡방향 제어기를 설계하였다. 또한 Downrange 와 Crossrange의 초기 오차를 포함하는 시뮬레이션을 수행하여, 제안된 Fuzzy 제어기의 우수한 성능을 확인하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제9권1호
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• pp.119-129
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• 2011

달착륙선이 주어진 임무를 수행하기 위해서는 달궤도 진입 후 성공적인 착륙이 보장되어야 한다. 착륙환경에서 발생되는 높은 충격하중 하에서 착륙선 본체 및 탑재체의 파손을 막기 위해서는 높은 충격흡수율 및 자세 안정성이 요구된다. 따라서 착륙 시 발생하는 충격을 효과적으로 흡수하면서 기체의 전복 및 쓰러짐을 막을 수 있는 착륙장치는 달착륙선의 핵심 구성요소이다. 본 논문에서는 현재까지 달착륙에 성공한 달착륙선과 현재 개발단계에 있는 달착륙선을 대상으로 다양한 착륙장치 설계안들을 검토 및 비교하였으며, 현재 진행되고 있는 한국형 달탐사선 예비설계요구조건에 부합하는 착륙장치의 요구조건 및 이를 충족시킬 수 있는 착륙장치 설계에 대한 예를 제시하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권11호
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• pp.984-997
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• 2015

달 착륙선과 탐사 로버로 구성된 창어 3호는 2013년 12월 1일 시창 위성 발사 센터에서 장정 3B 발사체를 이용하여 발사되었다. 약 5일의 직접 전이궤적을 지나 달 궤도에 진입한 창어 3호는 달의 공전궤도에서 약 8일간 머무르다가 달 표면에 성공적으로 착륙하였다. 창어 3호의 성공적인 착륙은 한국의 달 탐사선 개발이 예정된 상황에서 향후 필요한 서브시스템의 기술 등을 분석하고, 발사에서 달 착륙까지의 궤적 및 운영 시퀀스 등을 도출하는데 많은 도움이 된다. 따라서 해외 언론에서 공지된 발사 현황을 바탕으로 창어 3호의 형상 및 전반적인 임무내용을 분석하고 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 경계조건을 이용하여 제어변수를 추정 및 수렴값을 도출하여 착륙선의 전반적인 궤적을 생성하였다. 또한 이를 기반으로 교신 현황 및 식 현상을 분석하여 교신 및 전력충전이 양호함을 확인하였으며, 속도증분(${\Delta}V$)을 이용하여 비추력에 따른 착륙선의 여유 질량을 도출하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1015-1023
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• 2022

착륙선의 진입-하강-착륙 과정에는 많은 환경적 및 기술적 어려움이 수반된다. 이러한 문제들을 해결하기 위한 방안으로, 최근 착륙선에는 지형상대항법 기술이 필수적으로 고려되고 있다. 지형상대항법은 하강하는 착륙선에서 수집되는 Inertial Measurement Unit (IMU) 데이터 및 영상 데이터를 기 구축된 참조 데이터와 비교하여 착륙선의 위치 및 자세를 추정하는 기술이다. 본 논문에서는 화성에서 활용할 지형상대항법 기술을 개발하기 위해 그 핵심 기술 요소로서 하강 데이터셋 생성 및 랜드마크 추출 방법을 제시한다. 제안방법은 화성착륙 시뮬레이션 궤적정보를 이용하여 하강하는 착륙선의 IMU 데이터를 생성하며, 이에 맞추어 고해상도 정사영상지도 및 수치표고모델로부터 ray tracing 기법을 통해 하강영상을 생성한다. 랜드마크 추출은 텍스쳐 정보가 부족한 화성 표면의 특성을 고려하여 영역 기반 추출 방식으로 이루어지며, 정합 정확도와 속도 향상을 위해 탐색영역 축소가 수행된다. 하강영상 생성 방법의 성능분석 결과는 제안방법으로 촬영 기하학적 조건을 만족시키는 영상 생성이 가능함을 보여주었으며, 랜드마크 추출 방법의 성능분석 결과는 제안방법을 통해 수 미터 수준의 위치 추정 정확도를 담보하면서 동시에 특징점 기반 방식만큼의 처리속도 확보가 가능함을 보여주었다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.96-107
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• 2014

한국항공우주연구원(이하, 항우연)은 2017년에 시험용 달 궤도선을 2020년에 달 궤도선 및 착륙선 발사를 계획하고 있다. 달 궤도선이 달 궤도 진입(LOI) 기동을 수행할 경우 온 보드에 탑재된 유한 분사 방식의 추력기를 이용하기 때문에 임무계획 단계에서 이러한 내용을 고려하여 LOI 기동 전략을 수립해야 한다. 유한 분사 모델을 이용한 LOI 기동 전략 및 요구되는 속도증분(${\Delta}V$)은 분사시점의 위성 자세, 추진체의 종류, 추력기의 추력 레벨 및 분사 시점에 따라서 달라진다. 본 논문은 해외 우주국 달 궤도선의 LOI 기동 사례를 기술하고, 이를 기반으로 한국형 달 궤도선의 LOI 기동 전략을 구체화 하였다. 또한 이와 관련된 시뮬레이션을 수행함으로써 한국형 달 궤도선에 적합한 추력 레벨 및 분사 시점 등을 도출하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제5권1호
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• pp.93-103
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• 2007

3차원의 공간을 비행하는 항공기의 항행은 조종사가 직접 지상의 지형지물을 참조하며 비행하는 시각비행과 지상의 항행안전시설로부터 무선신호를 받아 비행하는 계기비행으로 구분되어 발전되었다. 현재 계기비행을 수행하기 위한 계기비행절차 수립에 기반이 되는 항행안전무선시설은 기존의 VOR(VHF Omni-directional Range), ILS(Instrument Landing System) 등의 지상기반 항행안전무선시설에서 GNSS (Global Navigation Satellite System)를 이용한 위성기반 항행으로 전환을 목표로 하고 있으며 항행체제 또한 기존의 Fix to Fix 항행체제에서 RNAV(Area Navigation) 체제로 전환되고 있는 추세이다. 계기비행절차는 항공기가 활주로를 이륙하여 항로로 진입하기 위한 계기출발절차(SID), 항로절차(Enroute), 항로에서 목적 공항의 지정된 활주로에 설정된 접근절차(Approach)로 인도하는 도착절차(STAR), 지정된 활주로에 착륙하기 위한 접근절차로 구분될 수 있으며 본문에서는 GNSS를 기반으로 하는 RNAV 절차(RNAVGNSS)에 대한 개괄적인 소개, 설계요건 및 RNAVGNSS 계기비행절차를 성공적으로 이행하기 위한 절차이행모델, RNAVGNSS 절차 수립에 중요하게 고려해야할 사항 등에 대하여 소개하도록 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.997-1010
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• 2021

본 연구는 스페이스 X사의 팔컨 9 발사체의 비행 데이터를 수집하였고 분석하였다. 모든 임무는 극궤도, SSO, ISS, LEO, GTO와 같은 궤도의 종류에 따라 분류하였다. 1단 발사체의 메인 엔진 종료, 역추진, 재진입, 착륙 연소의 특징적인 기동에서 속도, 고도, 동압, 가속도 등의 물리 변수의 변화를 조사하였다. 상세한 기동 분석으로부터 가이드라인을 제안하였고 이는 재사용 발사체 개발을 위한 설계 및 평가 기준으로 사용될 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.254-261
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• 2024

항공기 이착륙 시 정확한 유도는 중요하며, 이를 위해 계기착륙시스템 ILS (instrument landing system) 가 이용된다. 안정된 ILS 운용을 위하여 정기 점검이 진행되며, 지상차량 및 측정항공기 외 드론을 이용한 점검 수행 연구가 있다. 광대역 주파수 수신용 SDR과 단일보드컴퓨터를 이용하고, GNU Radio를 통해 ILS의 로컬라이저 신호를 수신 처리하는 소형시스템을 설계하였다. GNU Radio를 통한 신호처리 특성을 실행하고 MATLAB Simulink로 시뮬레이션 및 이론 값을 확인하는 과정을 거쳤다. 이를 통해 항공기가 활주로 진입할 때 DDM (difference in depth of modulation)과 진입 각도를 계산할 수 있다. 또한 GNU Radio에서 TCP (transmission control protocol)를 통해 무선으로 실시간 신호를 처리할 수 있게 구현하였다. 이를 활용해 항공기가 활주로 중심선으로 진입할 때는 약 0.5%, 1도 각도로 진입할 때는 0.27% 이내 오차가 있는 결과를 얻었다. 항공기 또는 지상 차량 이용 ILS 신호 검사 및 유지보수 방식과 비교하여 차별성이 있는 드론 이용 검사에 장착 가능한 소형 SDR 사용 수신시스템 구현을 가능하게 할 것이라 예상한다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제5권1호
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• pp.39-55
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• 2007

인류는 달을 보며 우주개발에 대한 꿈을 꾸어왔다. 60년대에서 70년대 중반까지 미 소간의 우주경쟁으로 달 탐사에 큰 예산을 들여 마침내 인류를 달에 착륙시켜 달 탐사를 실현할 수 있었다. 이젠 화성에 인류를 보내기 위한 전초기지를 달에 구축하려고 다시금 미국이 달 탐사를 가동시켰다. 이에 따라 세계 여러 나라가 달에 대해 다시 관심을 고조 시키고 있다. 그래서 이 논문에서는 90년대와 최근에 재 시작된 달 탐사위성의 개발동향을 조사하여 기술하였다. 대상 위성 프로젝트는 미국의 클레멘타인과 루나 프로스펙터, 유럽연합의 스마트-1호, 일본의 셀레네, 중국의 창어-1호, 인도의 찬드라얀-1호, 미국의 LRO 달 탐사 궤도선, 러시아의 루나-글로브 위성들의 주요특성과 탑재체, 지상국, 임무궤적 및 달 임무 궤도에 대해 개괄적으로 기술하였다. 기술 특징으로는 위성 제작기술 발전에 따라 경량화에 중점을 두어 위성을 소형화 하였으며, 통신방식에 있어서는 X 및 Ka대역을 사용하여 데이터 전송속도를 현저히 증가 시켰으며, 위성 및 지상의 안테나의 크기를 줄일 수 있었으며, 전기추력기를 사용하여 소형위성으로도 달 탐사를 실현시켰다. 그리고 다른 나라에서 개발되는 달 탐사위성의 개발 예산을 살펴보면 약 1억불 정도이면 소형 급의 위성을 개발하여 달 궤도에 진입시켜 달 과학탐사 임무를 수행할 수 있다고 할 수 있겠다. 따라서 우리나라도 지난 15년 이상 지구궤도 위성을 성공적으로 개발하며 구축한 기술을 바탕으로 달 탐사 위성의 개발에 대한 가능성을 가지고 있다고 본다. 이제 우리나라도 인류의 미래우주개발의 일익을 담당하고자 달 탐사위성 프로젝트를 준비해야한다

• 항공우주산업기술동향
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• 제5권1호
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• pp.75-92
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• 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.