• 한국항행학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.336-343
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• 2021

항공전자시스템은 항공기의 뇌와 신경, 오감에 해당하는 것으로 비행 및 임무를 수행하기 위해 통신/식별/항법/무장/시현 계통의 항공기 탑재 전자장비로 구성된다. 비행체 체계에서의 비중이 50%에 육박하며, 4차 산업혁명 기반 기술이 발전됨에 따라 중요도 및 비중이 증가되는 추세이다. 항공기의 개발 소요시기에 따라 개발 기간은 점점 단축되고 있으며 항공전자시스템 통합 및 검증을 위한 안정적인 항공용 SIL의 적기 개발이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 기존 항공용 SIL을 프레임워크 기반의 항공용 SIL로 대체하기 위한 방안을 제안한다. 그리고 대체 적용한 결과를 바탕으로 항공용 시뮬레이션 모델 프레임워크의 성능을 평가한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.24-32
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• 2021

도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)의 핵심 이동수단인 개인 항공기(PAV) 및 화물 운송용 무인항공기(Cargo UAS)는 항공기 시스템의 설계 적합성과 안전성을 동시에 확보해야 한다. 이를 입증하여 형식 증명(인증)을 받으려면 안전성 분석 및 평가를 항공기 개발과정 초기부터 전체 주기에 걸쳐서 체계적으로 수행해야한다. 그러나 안전 필수 항공시스템의 복잡도가 증가하고 최첨단 시스템이 적용됨에 따라 기존의 경험기반, 절차기반의 안전성평가만으로는 항공기 시스템의 안전성을 객관적으로 평하기 어려워졌다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국내외적으로 모델링 및 시뮬레이션 기술을 이용한 모델기반 안전성평가(Model-based Safety Assessment, MBSA)가 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 비행 시뮬레이터와 타겟의 시뮬레이션 모델을 연동한 통합 비행 시뮬레이터를 활용한 모델기반 안전성평가 프레임워크를 제안하였다. 공중충돌방지시스템(Traffic Collision Avoidance System, TCAS) 과 휠 제동 시스템 (Wheel Brake System, WBS) 사례연구를 통해 제안된 프레임워크를 UAM 안전성평가에 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.1-12
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• 2018

현재 국내의 무인항공기 기술은 첨단성과 산업 경쟁력 측면에서 모두 항공 선진국에 비해 뒤쳐져 있지만 무인항공기를 기존의 유인 항공 체계에 편입하고 산업에 응용하고자 하는 세계적 노력을 방관만 할 수 없는 실정이다. 무인항공기는 기존의 항공 체계에 비교적 새로운 시스템이지만, ICAO는 체약국들과 항공업계가 무인항공시스템을 좀 더 이해하고 활용을 촉진할 수 있도록 많은 노력을 기울이고 있다. 특히 무인항공기시스템을 원격조종항공기시스템(RPAS)과 기타의 무인항공기시스템으로 분류하고, 가까운 장래에 RPAS를 유인항공기 영역에 통합해서 운용하기 위한 표준화 작업을 선도하고 있다. 이러한 취지에서 ICAO는 RPAS의 글로벌 운용을 위한 표준화를 추진하게 되었고, 본 연구에서는 ICAO 표준화 활동을 포함한 국내 RPAS 인증체계 구축 전략 연구를 수행하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 RPAS 안전에 대한 국내외 규제 프레임워크를 분석하고 국내 RPAS 인증 체계 구축을 위한 전략을 제시하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권2호
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• pp.1-6
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• 2022

본 논문은 Wake-up radio를 활용한 지역화 Time Slotted Channel Hopping (TSCH) 슬롯프레임 기반 항공 데이터 수집 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 무인항공기가 대규모 서비스 영역 내 배치된 센서 기기들의 데이터를 수집할 때 소요되는 지연 시간 및 소모 에너지를 최소화하는 것을 목표로 한다. 이를 위해, 제안 기법은 서비스 영역을 다수의 지역으로 분할하고, 각 지역 내 센서 기기들이 요구하는 셀의 수에 따라 지역별로 TSCH 슬롯프레임의 길이를 결정한다. 이후, 각 지역 내 센서 기기들의 ID를 활용하여 TSCH 슬롯프레임 내 데이터 전송 전용 셀을 할당한다. 에너지 효율적인 데이터 수집을 위해, 센서 기기는 Wake-up radio를 활용한다. 구체적으로, 센서 기기는 Wake-up radio를 활용하여 비콘 수신 및 데이터 전송을 위해 할당된 셀에서만 네트워크 인터페이스를 활성화한다. 시뮬레이션 결과는 제안 기법이 기존 기법 대비 지연 시간 및 에너지 소모 측면에서 더 우수한 성능을 가지는 것을 보여주었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.567-568
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• 2007

• 한국항공우주학회지
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• 제43권6호
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• pp.488-496
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• 2015

본 연구에서는 각각 다른 목적지에서 다수의 임무를 수행해야하는 복수 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAVs)의 경로를 결정할 때, 무인항공기의 생존가능성을 고려하여 경로를 결정하는 프레임워크를 제안하였다. 본 라우팅 문제는 무인항공기 안전과 임무 완료시간 간의 trade-off 를 나타내는 비용 매트릭스를 이용한 차량경로문제(Vehicle Routing Problem, VRP)로 정의할 수 있다. 특정위치에서 무인항공기의 위험 레벨은 감지될 확률과 격추될 확률을 고려하여 모델링 하였고, 위협 레벨과 비행거리를 고려한 두 지역간의 최소비용경로는 육각형격자(Hexagonal cells)에서 Dijkstra 알고리듬을 사용하여 결정하였다. 또한, 지속적으로 다수의 적을 감시 정찰하는 임무를 수행하는 복수 무인항공기의 최적경로를 결정하는 case study를 수행하였으며, 그 결과를 논의하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.18-25
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• 2018

가공의 정밀도와 난삭재 가공이 요구되는 항공기부품용 공작기계의 헤드프레임 구조는 정밀 고속가공을 위해 경량화 및 절삭력에 의한 변형최소화가 필요하다. 본 논문에서는 고강성 경량화 구조 최적설계를 위해 유한요소해석을 수행하여 초기형상을 설계하였고, 컴플라이언스를 최소화하여 경량, 고강성 및 저진동 구조의 위상 최적화 설계를 수행하였다. 최적화 설계결과 프레임 중량은 17.3% 감소되었고, 최대 처짐량은 0.007 mm 이하, 고유진동수는 30.6% 증가되었다. 구조 정강성은 각 축 방향으로 증가되었고, 동강성은 축에 따라 상반된 결과를 나타내었다. 위상 최적화 설계 구조에서 저진동의 고강성을 갖는 최적화된 구조를 확인하였다.

• 한국기술혁신학회:학술대회논문집
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• 한국기술혁신학회 2005년도 추계학술대회
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• pp.619-636
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• 2005

기술의 복합성이 증가하고 제품의 존속 수명주기가 불확실해지면서 기술개발자가 의도하는 바와는 관계없이 사업 영역과 기술기반의 변하고 있다. 이러한 환경 속에서 산업 내 기술의 특성을 분석하는 이른바 산업기술분석 역할은 매우 중요하다. 그러나 그 범위가 매우 광범위하고 그 중 기술개발에 있어 관련된 산업기술분석의 프레임이 구체적으로 적용된 사례를 제한적이다. 따라서 다양한 산업을 지원하는 정부 기술개발 기회의 경우, 반도체에 적용되는 모듈러 기반 기술개발 틀과 성과분석이 항공기, 지능형 로봇과 같은 복합 시스템 산업에 그대로 적용해왔던 것이 현실이다. 이는 기술을 제품화함에 있어 필수적인 개발시스템의 기술적 속성이 산업기술 분석 방법론에 효과적으로 체화되지 못했기 때문이다 본 연구는 시스템과 서브 부품으로 구성되는 제품설계 특성을 구조화한 제품 아키텍쳐 이론을 소개하고 이를 기술개발체계에 적용하는 실증적 연구를 수행한다. 실증적 분석을 위해 항공기 개발 전 과정을 분해하고 아키텍쳐 분석방법을 실제 적용하였다. 아키텍쳐는 대표적으로 모듈 형(Module)과 인테그랄 형(Integral)으로 구분한다. 실제로 한 가지의 제품 안에도 모듈형 부품과 인테그랄 형 부품이 복합적으로 혼합되어 있는 경우가 많다. 또한, 제품을 어느 레벨까지 분해할 지에 따라 모듈화의 정도도 달라 질 수 있다. 본 연구는 아키텍쳐 중 Integral 속성의 정도를 파악하여 아키텍쳐 정도를 파악하였다. 측정 기준으로 첫째, 타 부품과의 기능적인 상호연관성과 둘째, 체계종합 설계와의 상호의존성 두 가지를 설정하였다. 이러한 두 가지 아키텍쳐 기준을 547개의 항공우주 부품 및 기술을 적용해 본 결과, 항공기 개발과정은 총 $65\%$의 인테그럴 속성을 가지고 있으며 기술분야 별로 아키텍쳐 정도가 다르게 나타나고 있었다(전자 부품은 분야는 오히려 모듈형에 가까웠음). 비단 항공기 개발과정 뿐만 아니라 다른 산업, 제품에도 적용될 수 있는 틀을 마련함으로써, 기존 연구개발기회에서 산업기술 분석을 통한 체계적 기획으로 전환할 수 있는 새로운 대안을 제시한다. 결과적으로 산업기술의 특성과 구조를 반영한 기술개발 방법론으로 아키텍쳐 이론을 적용할 수 있는 단초를 마련했으며, 이것은 본 논문이 기대하는 바이기도 하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.400-405
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• 2006

본 논문에서는 무인항공기 영상에서 움직임 예측을 이용한 이동 물체 추적 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 초기모델 생성단계와 이동 물체 추적 단계로 구성되어있으며, 이전 프레임에 비해 이동 거리가 커진 경우에도 안정적으로 추적할 수 있었다. 그리고 무인항공기 카메라의 흔들림에도 효과적으로 추적을 할 수 있었고, 이동 물체의 위치를 정확히 검출하여 추적시간을 단축할 수 있었다. 블록 영상과 참조 영상 간 이동물체의 유사도 판정은 블록 매칭 알고리즘을 사용하였다. 제안한 알고리즘은 실험을 통해서 기존의 전역탐색 알고리즘보다 향상된 결과를 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권7호
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• pp.535-540
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• 2019

MDO(Multi-disciplinary Optimization)를 위한 서로 다른 모델 간의 결합은 계산 프레임 워크의 복잡성을 크게 증가시키는 동시에 CPU 시간과 메모리 사용을 증가시킨다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 POD(Proper Orthogonal Decomposition)와 RBF(Radial Basis Function)를 사용하여 복합 샌드위치 구조가 항공기 날개 스킨 재료로 사용될 때 복합재와 샌드위치 코어의 두께를 결정하는 최적화 문제의 해를 구했다. POD와 RBF를 사용하여 날개 형상과 하중 데이터에 대한 대리 모델을 만들었으며 대리 모델에 의해 얻어진 목적 함수 및 제약 함수 값을 사용하여 최적해를 구하였다.