• 한국항공우주학회지
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• 제34권5호
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• pp.46-55
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• 2006

비행체의 궤적 최적화를 위해서는 비행체의 특성을 반영한 3차원 운동방정식이 유도되어야 하며, 비행선과 같이 공기보다 가벼운 비행체의 경우는 일반 고정익 항공기와는 다른 특성들을 반영하여야 한다. 본 연구에서는 중고도 무인비행선의 궤적 최적화를 위해 비행선의 운동방정식을 유도하고, 이를 이용한 최소시간 문제를 다루었다. 최적 궤적을 얻기 위하여 최적 궤적 문제를 제어입력 파라미터화를 이용한 비선형 프로그래밍 문제로 변환한 후 연속 2차 계획법을 이용하여 궤적을 산출하였으며, 이에 대한 수치결과를 나타내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.41-44
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• 2006

50m 비행선 비아50A의 추진시스템은 크게 엔진과 발전기, 인버터, 모터와 프로펠러로 구성되어 있으며, 비행선의 양쪽에 장착된 모터와 프로펠러는 추력편향이 가능하도록 설계/제작하여 비행선의 수직 이착륙이 가능하도록 하였다. 3km 고도까지의 비행시험에서 무선통신을 이용하여 비행선의 상태 데이터를 실시간으로 분석하게 되는데, 본 논문에서는 이렇게 수집된 추진시스템의 상태 데이터를 분석하여 비아50A 추진시스템의 고고도 비행시험 결과에 대해서 정리하였다. 각 구성품의 정상 운용 범위를 고려할때 추진시스템의 모든 데이터들은 안정적인 범위내에서 작동하였음을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.10-17
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• 2003

정적으로 불안정한 비행선의 안전성을 확보하기 위해서는 동적 안정성이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 강제진동 풍동시험을 보완하고 검증하기 위한 수치해석이 수행되었다. 비행선의 저속 유동장 해석을 위해 저마하수 예조건화된 수치기법이 적용되었다. 동적 감쇠계수의 변화를 두 가지 계산방법을 적용해 살펴보았다. 계산결과, 비행선은 각 방향의 모멘트에 대해 동적으로 안정되고, 힘에 대해서는 불안정하게 나타났다. 또한, 감쇠계수는 받음각과 각속도의 크기에 대한 영향보다 회전방향에 대한 영향이 더 큼을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.45-54
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• 2006

일반적인 항공 촬영용 무인비행선은 GIS 데이터를 획득하기 위하여 기체 조종사와 영상 장치 조종사가 필요하며, 좋은 영상을 위해서는 이들의 호흡과 정확한 위치로의 이동이 중요하다. 본 논문에서는 이런 인력의 소요를 줄이고 정확한 위치/고도의 사전 계획된 비행경로를 자동비행하는 11m급 무인비행선의 고전제어 기반의 자동비행 제어법칙을 소개한다. 또한 이를 검증하기위해 실시한 비행시험의 각 단계별 절차와 유의사항, 외란에 의한 추종 오차를 줄이는 LOS 가이던스 알고리즘을 제시하고 비행시험 결과를 통한 게인 튜닝절차를 소개한다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제6권2호
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• pp.64-75
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• 2005

The Stratospheric Airship Platform (SAP) has a capability of performing the autonomous and guidance flight to satisfy given missions. To be used as the High Altitude Platforms (HAPs), the capabilities of controlling platform's accurate position and keeping the station point are the most important features. Under this circumstances Autonomous Flight Control System (AFCS) is a critical system and plays a key role in achieving the given requirements and succeeding in missions. In this paper, the design and analysis results of the AFCS algorithms and controller are presented. The brief summary of the AFCS hardware structure is also explained. The autopilot controller and guidance logics were designed based on the linear dynamics of the unmanned airship platform and the full nonlinear dynamics was considered to evaluate and verify their performances.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.97-103
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• 2004

최근 비행선에 대한 관심이 높아지며 여러 분야의 연구가 진행되고 있지만 아직도 비행선의 비행 동특성에 대해 완전하게 정립된 이론은 없다. 또한 비행선은 질량에 비해 부피의 비가 매우 크고 추진력이 다른 비행체에 비해 상대적으로 작으므로 동적 반응이 느리다. 또한 외부 영향 (기상 상태)에 대한 민감성이 높기 때문에 시험을 통한 자료의 획득에도 많은 어려움이었다. 본 논문에서는 시험 비행을 통해 비행선의 동역학 방정식과 공력 데이터, 그리고 제어 특성을 결정짓는 각 조종면의 특성을 파악하여 동일 제어 조건에서 시뮬레이션 데이터와 비교하여 본 논문에 적용된 동역학 모델의 타당성을 검증하였다. 외란이 작용하는 경우, 고속 비행과 저속 비행에서의 시험을 통해 통일한 외란에 대해서도 저속에서는 측풍의 효과가 고속일 때보다 두드러지게 크게 나타남을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.30-40
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• 2004

본 연구에서는 비정렬 격자계에서 비행선 돌풍 해석을 위한 해석 프로그램을 개발하였다. 지배방정식으로는 Euler 방정식이 사용되었으며, 비행선의 저마하수 운행 영역에서의 정확하고 효율적인 해석을 위해 저마하수 예조건화 기법을 적용하였다. 돌풍 모형으로는 sharp-edged gust가 사용되었다. 해석 기법의 검증을 위해서는 선형 방정식에 대해서 유도된 해석해와 비교하였으며, 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. 실제적인 비행선 형상에 대해서 돌풍의 영향을 받을 때 양력 계수는 매우 큰 변화를 일으키는 반면에 모멘트는 상대적으로 작은 변화를 일으키는 것을 볼 수 있었다. 또한 제어면의 사용으로 인해 더욱 강하게 정적으로 안정하게 되는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.148-155
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• 2002

성층권 비행선용 재생전원 시스템에 대한 기본 연구로서 태양전지 설치각의 최적값에 대한 연구를 수행하였다. 비행선이 풍향에 따라 동절기에는 서쪽을, 하절기에는 동쪽을 향하게 된다. 이를 고려하면 위도 약 36도의 한반도 지역의 성층권 고도에서 단순화된 풍향 가정하에 태양전지가 비행선 왼쪽에 중심각 30도로 장착되는 경우 동지 시의 공급전력량을 최대화하여 동시에 하절기의 전력 요구량을 만족함을 알 수 있었다. 본 최적화 연구결과, 태양전지 설치각의 최적화와 동시에 재생형 연료전지의 효율이 47%이상 되어야 170m급 성층권 비행선의 요구전력량을 공급할 수 있으며, 요구되는 효율의 증가량은 비행선의 크기가 커질수록 감소한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.17-22
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• 2003

비행선은 주익이 없고 미익에 비해 동체 효과가 큰 형상으로 인해 정적으로 불안정한 특성을 지닌다. 따라서 동안정 특성 예측이 매우 중요하다. 본 연구에서는 강제진동 풍동시험을 통한 비행선의 동안정 특성 자료를 확보하였다. 풍동시험은 미국 BAR사의 독일소재 시설인 BAR LAMP 시설을 사용하였으며, 16회의 정적시험과 26회의 강제진동시험을 수행하였다. 시험결과, 비행선의 동안정 특성은 받음각 뿐만 아니라 옆미끄럼각, 각속도의 크기와 방향에 비선형적으로 변한다. 전반적으로 세 방향의 모멘트는 댐핑이 있는 것으로 나타났으며, 수직력과 측력, 교차성분은 불안정하게 나타났다. 조종면의 영향은 작은 것으로 나타났으나 옆미끄럼각의 영향은 완전히 비선형적으로 나타났다.

• 한국항공운항학회지
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• 제9권2호
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• pp.77-89
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• 2001

Recently, the development of an airship that flies through the stratosphere was undertaken in Korea by Korea Aerospace Research Institute like other countries. With the consideration of new operation concept, it is on the rise that the current certification requirements and operation system is not sufficient to secure safety and reliability. This study was performed to establish the certification requirements and operation system. The amendment of airworthiness standards was reviewed by each articles, and the new procedures, as a level of national regulations, for operation was proposed. The results gained through this study can be utilized effectively in the development and operation of subjected airship.