항공전자 장비들의 급속한 발전으로 인해 무인항공기의 크기가 소형화 되고 있으나, 무인항공기에 대해 주어지는 임무는 더욱 정확하고 복잡해지고 있다. 정지비행이 가능하고, 간단한 기계적 메커니즘을 가진 쿼드로터는 이 같은 환경에서 활동도가 점차 증가하고 있다. 그러나 쿼드로터는 구조 특성에 따라 출력의 개수보다 입력의 개수가 작은 under actuated 시스템이므로, 쿼드로터 제어에 큰 제약이 따른다. 본 논문에서는 이와 같은 쿼드로터의 단점을 해결하기 위해서 4개의 원동기 외에 2개의 추가적인 원동기를 더 부착한 모델을 제안하여, 입력의 개수와 출력의 개수가 같은 fully actuated 시스템을 구현하도록 한다. 제안한 쿼드로터 모델의 제어기를 설계하기 위해 궤환선형화 기법을 적용하였다. 수치 시뮬레이션을 수행하여 제안한 모델과 설계된 제어기의 성능을 검증하였다.
본 논문은 항공전자시스템 통제와 항법 및 사격통제를 통합하고 비행, 항법 및 무장조준 임무를 위한 정보를 제공하는 항공전자시스템컴퓨터(ASC)의 탑재소프트웨어(OFP) 개발 기법을 제안한다. OFP 개발을 위해 중앙처리장치 보드로는 2개의 i960 칩이 사용되었고 자체 개발된 표준 컴퓨터 인터페이스 라이브러리(SCIL) 프로그램이 사용되었다. Irvine 컴파일러 회사의 개발환경과 Ada95 프로그래밍 언어가 OFP 개발에 사용되었다. OFP는 소프트웨어 모듈의 독립성을 위하여 3부분으로 구성된 1개의 컴퓨터소프트웨어형상품목으로 설계되었다. 일련의 비행시험을 통해 개발된 OFP를 검증하였으며, 소프트웨어 통합시험과 지상기능시험 등 관련 시험 또한 수행하였다.
급속도로 증가하는 항공 교통량으로 인한 공역 과밀화와 공역제한으로 인해 국제민간항공기구(ICAO) 에서는 공역 수용 증대를 위한 performance-based navigation 을 실시하기 위해 2025년 까지 모든 항공기들을 대상으로 하여 SBAS 사용을 촉구하고 있는 실정이다. 이에 맞춰 국내 역시 한국의 공역환경 특성을 반영한 한국형 SBAS의 연구 개발을 지속중이다. 국내에서는 아직 SBAS의 성능 시험 및 검증을 위한 비행검사 절차 및 이에 필요한 탑재장비 구성방안이 수립되어 있지 않으므로 본 논문에서는 FAA, ICAO 규정집, 그리고 국토교통부가 제정한 법령을 분석하여 향후 수립될 한국형 SBAS의 필수 평가 사항들과 파라미터들을 도출하고, RTCA 규정집을 참고하여 RTK-DGPS 위치고정 시스템을 이용한 비행검사 최적 장비 구성방안에 대해 제시하였다.
본 논문에서는 한국항공대학교에서 설계 및 개발한 태양광 무인기인 KAU-SPUAV의 시스템을 소개하고 비행시험을 통하여 성능을 검증하였다. 두 가지 버전의 태양광 무인기의 제원과 전장 구성 그리고 지상 관제 시스템을 소개하였다. 제시한 시스템으로 전파맵 구축, 제주도 해안선 일주 그리고 장기 체공 비행의 세 가지 임무 비행을 수행하였다. 각 임무는 태양광 무인기의 특성을 이용하는 비행으로서 주로 장시간 및 장거리 임무로 구성되었다. 본 연구를 통하여 태양광 무인기의 장기체공 능력을 이용해 다양한 임무에 사용될 수 있음을 보였다. 비행 시험 결과를 기반으로 시스템 추가 개선을 통하여 성능 향상을 도모할 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 무선 멀티미디어용 OFDM시스템에 적용 할 수 있는 송신다이버시티 기술로 전송 효율 및 수신 성능을 최대로 하기 위한 방안을 제시한다. 제안된 방법은 MIMO채널에 적합한 시공간 부호기법으로 STTC(Space-Time Trellis Code)의 성능 분석을 위해 두 가지의 rms 지연확산, 즉 50nsec, 150nsec를 고려한 채널 추정에서 시 평균을 위한 파라미터 ${\alpha}$가 0.3, 1인 경우와 하나의 프레임 내에서 긴 훈련열 구간으로부터 추정된 채널 값을 해당 프레임에 적용한 경우의 성능을 비교 분석하였다. 실험결과 ${\alpha}$가 0.3인 경우가 긴 훈련 열만을 이용한 경우보다 BER이 $10^{-3}$에서 1.0dB의 SNR개선을 가져옴을 알 수 있었으며, 또한 시 평균을 위한 것이 그렇지 않은 경우보다 전반적인 성능 개선이 향상된다는 것을 확인하였다.
최근 항공교통량이 폭발적으로 증가됨에 따라 항공로 수용력 증대를 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 기존 VOR/DME장비를 기준으로 설정된 항공로 상 분리간격의 한계를 보완하기 위하여 인공위성을 활용하는 GNSS가 고려되고 있다. 또한 GNSS 오차를 보정할 수 있는 시스템인 SBAS를 이용하여 더욱 더 정확한 위치정보를 얻으려 노력하고 있다. ICAO에서는 2025년까지 SBAS 도입을 권고하고 있고 우리나라 또한 2014년부터 한국형 SBAS인 KASS개발에 착수하였다. 이에 KASS 개발에 따른 노력으로, 적절한 수신기 설계가 요구되어 본 논문에서는 측정항목에 대한 간섭임계값 및 위성 수신 안테나의 앙각에 따른 수신 안테나 이득을 분석하였다.
본 논문에서는 연료 유량만을 제어 입력으로 하는 터보제트 엔진 제어기를 제안한다. 퍼지 기반 제어기는 무인 항공기의 가감속시 서지와 flame-out 현상이 발생되지 않도록 효율적으로 제어 입력을 생성하며, 항공기 기동시 빠른 가감속 특성을 보이며, 동작점이 서지라인과 flame-out라인 사이에 존재하도록 설계되었다. 엔진 회전 속도와 서지 여유가 퍼지 입력 변수가 되고, 신속하고 안전하게 항공기가 원하는 회전속도로 수렴할 수 있도록 제어기를 설계한다. 제안된 제어기의 성능확인을 위해 MATLAB을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, DYGABCD 프로그램을 사용하여 생성된 선형 엔진 모델에 적용하여 성능을 입증하였다.
전투기 조종사는 '비행환경 적응 교육 훈련(APT)'을 이수함으로써 악조건 속에서도 완벽하게 임무를 수행할 수 있도록 능력을 향상시키고 있다. 그러나 비행 시 가속도로 인해 인체 평형기관의 이상으로 'Vertigo(Spatial disorientation)' 현상에 빠지게 되어 추락하는 사고 사례가 발생하고 있다. 이러한 비행착각에 빠지는 전투기 추락 사고는 국내 외를 불문하고 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 전투기에 'Vertigo' 경고 기능을 구현하고자 하였다. 먼저, 항공기 주임무 컴퓨터와 현재 구현되어 있는 경고 기능을 분석하였다. 그리고 항공기 자세 정보를 이용하기 위해 좌표계 시스템을 연구하였다. 이를 바탕으로 전투기가 배면 비행 자세로 일정 시간 이상 하강 시 전방시현장비에 시각적인 경고 기능을 제공하고자 하였다. 본 기능을 구현함으로써 조종사의 비행 안전을 향상시킬 수 있을 것이라고 기대한다. 또한 본 연구 결과를 바탕으로 다른 서브시스템과의 연계를 통한 경고 기능 구현 방안을 제안하고자 한다.
항공기를 개발하는 데는 시간과 비용이 많이 요구됨에 따라, 기존 운용 항공기를 개조하여 사용하는 환경이 조성되었다. 이에 따라 많은 노후 항공기들의 개조사업이 진행되고 항공기의 노후로 인해 개조 사업에는 점차 더 까다로운 케이블 요구사항이 요구되었으며 여러번의 개조사업을 거침에 따라 항공기 내부의 장비 수가 점차 많아져 체계통합의 난이도가 증가하게 되었다. 본 논문에서는 체계통합의 어려움을 검증 절차 체계화를 통해 해결하고자 안테나 케이블 개조를 주된 대상으로 주요 지표인 VSWR, I-loss를 설명하고, 문제 검출 방법 중 하나인 DTF를 설명한다. 그리고 케이블 설계에 필요한 요소, 측정하는 환경, 절차를 설명하고, 설계에 영향을 미치는 측정 결과를 실증 사례를 통해 안테나 케이블 개량의 전반적인 과정과 효과를 소개한다.
본 논문에서는 엣지 컴퓨팅 기반의 개인 맞춤형 운동 정보수집 시스템을 활용하여 개인 맞춤형 재활 운동 코칭 및 관리 서비스를 위한 모바일 앱을 제안한다. 사용자의 입력 정보에 의존하는 기존 관리 방식은 실질적인 재활 가능성을 타진하기에 어려움이 있다. 본 논문에서는 원격지의 엣지 컴퓨팅 기반의 영상정보에 대한 분석을 통하여 신체 관절정보와 함께 운동 정보를 수집하여 해당 운동의 시간 및 정확도를 측정하고 올바른 자세정보를 통한 재활 진척도를 제공하는 애플리케이션을 구현한다. 또한, 재활 센터의 측정 장비와 연동하여 건강상태를 관리할 수 있으며, 운동정보의 정확도 및 경향성 분석 정보를 제공한다. 본 연구의 결과를 통하여 비대면 환경에서의 자가 재활 운동에 따른 관리 및 코칭이 가능할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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