• 제목/요약/키워드: Electric Propulsion Unmanned Aerial Vehicle

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전기동력 소형무인항공기의 성능분석 (Performance Analysis of an Electric Powered Small Unmanned Aerial Vehicle)

  • 이창호;김성욱;김동민
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.226-230
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    • 2010
  • 본 논문에서는 배터리와 전기모터 방식의 추진장치를 사용하는 소형무인항공기의 비행성능을 분석한다. 비행시험을 통해 얻은 데이터로부터 공력특성을 예측하고, 이를 활용하여 비행성능을 예측한다. 최대 항속시간을 얻을 수 있는 적정 비행속도를 제시하고, 비행속도에 따른 항속시간 및 항속거리를 예측한다.

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전기동력 무인항공기용 PMU의 개선 및 제작에 대한 연구 (Study on Production of Power Monitoring Unit for Electric Propulsion UAV)

  • 강진명;정진석;강범수;김장목
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.140-147
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    • 2017
  • 본 논문에서는 전기추진 무인항공기의 동력원으로 주로 사용되고 있는 리튬폴리머 배터리의 상태 모니터링을 위해 기존에 자체 개발한 동력 모니터링 장치인 PMU의 개선 및 제작에 관하여 기술하였다. 개선된 PMU는 비행에 필요한 다양한 센서와 모터의 구동에 안정적인 전압과 전류를 제공하며 모니터링 채널과 온도센서의 추가로 상태 모니터링의 정밀도가 향상되었다. 지상 시험환경을 통해 무인항공기에 탑재되는 PMU의 전압전류 측정값을 보정하고 실제 비행시험을 통해 개선된 성능을 확인하였다.

전기동력 소형무인항공기의 성능분석 (Performance Analysis of an Electric Powered Small Unmanned Aerial Vehicle)

  • 이창호;김성욱;김동민
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.65-70
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    • 2010
  • 전기모터와 배터리로 구성된 추진장치를 사용하는 소형무인항공기는 무게가 8kg 이하로 손으로 던져 이륙이 가능하고 운용이 간편하면서도 실시간으로 영상정보를 전송할 수 있어 활용이 증가하고 있다. 하지만 이러한 소형무인항공기의 비행 성능에 대한 해석방법이나 해석결과는 별로 알려진 게 없다. 본 논문에서는 전기추진방식의 무인항공기 연구를 위해 제작한 소형무인항공기의 성능해석방법을 기술하고 결과를 도출한다. 비행체의 공력 데이터는 실제 비행시험으로부터 얻은 활공성능 데이터를 이용하여 구하고 비행속도에 따른 요구추력과 요구동력을 예측한다. 배터리를 동력원으로 사용하는 경우의 항속거리와 항속시간을 예측하는 방법을 제시하고 결과를 도출한다.

Full composites hydrogen fuel cells unmanned aerial vehicle with telescopic boom

  • Carrera, E.;Verrastro, M.;Boretti, Alberto
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제9권1호
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    • pp.17-37
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    • 2022
  • This paper discusses an improved unmanned aerial vehicle, UAV, configuration characterized by telescopic booms to optimize the flight mechanics and fuel consumption of the aircraft at various loading/flight conditions.The starting point consists of a full-composite smaller UAV which was derived by a general aviation ultralight motorized aircraft ULM. The present design, named ToBoFlex, extends the two-booms configuration to a three tons aircraft. To adapt the design to needs relevant to different applications, new solutions were proposed in aerodynamic fields and materials and structural areas. Different structural solutions were reported. To optimize aircraft endurance, the innovative concept of Telescopic Tail Boom was considered along with two different tails architecture. A new structural configuration of the fuselage was proposed. Further consideration of hydrogen fuel cell electric propulsion is now being studied in collaboration between the Polytechnic of Turin and Prince Mohammad Bin Fahd University which could be the starting point of future investigations.

UAV 추진기관의 종류 및 특성에 관한 기술적 고찰 (Technical Survey on the Classification and Characteristics of UAV's Power Plant)

  • 이동훈;팽기석;김유일;박부민;최성만;허환일
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.79-86
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    • 2010
  • 현재 운용중인 UAV 추진기관의 종류 및 각각의 특징과 장단점들을 살펴보았다. 전기추진을 위한 에너지원과 내연기관 추진의 동력원을 상호 비교하였으며, 미래의 UAV에 적합한 추진기관들의 성능 요구 조건을 분석, 제시하였다.

Tilt-rotor 항공기 동력계통 중량 추정에 대한 상쇄연구 (Trade-off Study of Propulsion Systems Weight Estimation for Tilt-rotor Personal Air Vehicle)

  • 이정훈
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.1-6
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    • 2014
  • This paper presents the trade-off study of conducting a survey of the weights for various kind of propulsion systems installed in the Smart Unmanned Aerial Vehicle TR-100, a tilt-rotor vehicle, which is developed by Korea Aerospace Research Institute, in order to predict the appropriate propulsion system for present and future Personal Air Vehicle, which has single mode and vertical take-off & landing. In order to perform the trade-off study, we set the requirements that the vehicle hovers for 1 hour with 1,000 kg maximum take off weights. In this study, the power systems are classified engine, which uses the fossil fuel - turboshaft engine, piston engine, diesel engine and rotary engine, and electric motor with fuelcell or Li-Ion battery. The results of trade-off study shows the power systems using fossil fuel are superior to using fuelcell or Li-Ion battery for weight of propulsion system. Also turboshaft engine is the best power system for the aspects of system weight, and the nexts are rotary engine, piston engine, diesel engine, electric motor with Li-Ion battery, and electric motor with fuelcell.

멀티로터 무인항공기의 전기추진계통 성능예측에 대한 연구 (Study on Performance Prediction of Electric Propulsion System for Multirotor UAVs)

  • 정진석;변영섭;송우진;강범수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.499-508
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    • 2016
  • This paper describes a study of performance prediction of an electric propulsion system for multirotor UAVs. The electric propulsion system consists of motors, propellers, batteries and speed controllers, and significantly affects performance characteristics of the platform. The performance of the electric propulsion system for multirotor UAVs was predicted using an analytical model derived from the characteristics of each component, operation experiments and statistical analyses. Ground performance tests and endurance flights were performed to verify the reliability of the proposed performance prediction method. A quadrotor platform was designed to demonstrate the parcel delivery service used in the endurance flight. From the result of verification tests, it was confirmed that the proposed method has a good agreement.

무인 멀티콥터에 적용된 60마력급 직립형 가솔린 엔진의 성능 분석 (A Performance Analysis of 60 Horsepower Vertical Mounted Gasoline Engine Applied to Multi-copter of Unmanned Aircraft Vehicle)

  • 김륜경;고경완;권성기;박계춘
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.758-766
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    • 2023
  • Multi-copter of unmanned aerial vehicle (UAV) was initially developed as strategic technology in the only military field, but it is developing into an industrial field with a wide range of applications in the civil sector based on the development and convergence of aviation technology and information and communication technology. Currently, the degree of utilization of multi-copter is increasing in various industries for the purpose of performing classic tactical missions, logistics transportation, farm management, internet supply, video filming, weather management, life-saving, etc, and active technology development responding to market demand. Existing commercial multi-copter mainly use an electric energy propulsion system consisting of an electric battery and a brushless direct current (BLDC) motor. It is the limitations for usage in the flying time (up to 20 minutes) and payload (less than 20 kg). this study aims to overcome these limitations and expand the commercialization of engine-powered multi-copter of UAV in various industries in the futures.

무인항공기용 150W급 연료전지 동력원 개발 및 실증 (Development and Demonstration of 150W Fuel Cell Propulsion System for Unmanned Aerial Vehicle (UAV))

  • 양철남;김양도
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.300-309
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    • 2012
  • Long endurance is a key issue in the application of unmanned aerial vehicles. This study presents feasibility test results when fuel cell system as an alternative to the conventional engine is applied for the power of the UAV after the 150W fuel cell system is developed and packaged to the 1/4 scale super cub airplane. Fuel cell system is operated by dead-end method in the anode part and periodically purged to remove the water droplet in flow field during the operation. Oxygen in the air is supplied to the stack by the two air blowers. And fuel cell stack is water cooled by cooling circuit to dissipate the heat generated during the fuel cell operation. Weight balance is considered to integrate the stack and balance of plant (BOP) in package layout. In flight performance test, we demonstrated 4 times standalone take-off and landing. In the laboratory test simulating the flight condition to quantify the energy flow, the system is analyzed in detail. Sankey diagram shows that electric efficiency of the fuel cell system is 39.2%, heat loss 50.1%, parasitic loss 8.96%, and unreacted purged gas 1.67%, respectively compared to the total hydrogen input energy. Feasibility test results show that fuel cell system is high efficient and appropriate for the power of UAV.

고정익 수직이착륙 무인항공기를 위한 하이브리드-전기 추진시스템의 타당성 연구 (Feasibility Study of a Series Hybrid-Electric Propulsion System for a Fixed Wing VTOL Unmanned Aerial Vehicle)

  • 김보성;박정규;윤승현;조수영;하주형;박규성;이근호;원성홍;문창모;조진수
    • 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.