• 제목/요약/키워드: Flight path

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UAM 비행 경로 계획을 위한 위험 비용 모델 연구 동향 분석 (Research Trend Analysis of Risk Cost Model for UAM Flight Path Planning)

  • 김재현;이동민;이명진;최영훈;권지훈;나종화
    • 한국항행학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.68-76
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    • 2024
  • 최근 국내외 무인기 시장이 급속도로 성장하고 UAM과 같은 도심 내 UAV 운용의 중요성이 증가함에 따라 UAV의 고장으로 인한 인명 및 재산 피해에 대한 안전 관리 및 규제 체계가 부각되고 있다. 본 연구에서는 안전한 UAM 비행 경로 계획을 위해 운용 지역의 위험을 평가하는 위험 비용 모델들을 비교 분석하고, 각 모델의 주요 한계점을 식별하여 향후 모델 개발 시 고려해야 할 사항들을 도출하였다. 본 연구는 UAM 운용의 안전성 향상을 위한 기초적인 모델을 제공함으로써, UAM 비행 경로 계획 관련 분야의 기술적 개선과 정책 결정에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.

비행시험과 전산해석을 통한 소형무인기 항력 예측 (In-Flight and Numerical Drag Prediction of a Small Electric Aerial Vehicle)

  • 진원진;이융교
    • 한국항공운항학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.51-56
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    • 2015
  • This paper presents the procedure of drag prediction for EAV-1, based on a numerical analysis correlated to an in-flight test. EAV-1, developed by Korea Aerospace Research Institute, is a small-sized UAV to test a hydrogen-fuel cell power system. The long-endurance test flight of 4.5 hours provides numerous in-flight data. The thrust and drag of EAV-1 during the flight test are estimated based on the wind-tunnel test results for EAV-1's propeller performance. In addition, the CFD analysis using a commercial Navier-Stokes code is carried out for the full-scale EAV-1. The computational result suggests that the initial CFD analysis substantially under-predicts the in-flight drag in that the discrepancy is up to 27.6%. Therefore, additional investigation for more accurate drag prediction is performed; the effect of propeller slipstream is included in the CFD analysis through "fan disk" modelling. Also, the additional drag from airplane trim and load factor that actually exists during the flight test in a circular path is considered. These supplemental analyses for drag prediction turn out to be effective since the drag discrepancy reduces to 2.3%.

Framed-Quadtree 파면전파 기법과 항법함수 기법을 이용한 항공기 위협회피 궤적 설계 (Aircraft Path Planning Considering Pop-up Threats Using Framed-Quadtree Wavefront Propagation and Navigation Function)

  • 김필준;최종욱;김유단
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권10호
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    • pp.918-926
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    • 2007
  • 군용 항공기는 임무수행 지역의 방어 시스템을 효과적으로 우회하여 비행해야 성공적으로 임무를 수행할 수 있다. 이를 위해 항공기가 위협을 회피하며 비행하는 경로를 생성하는 알고리듬이 요구된다. 본 논문에서는 포텐셜 기법을 이용하여 다수의 위협과 예상하지 못한 위협을 고려하여 비행경로를 생성하는 경로생성 기법을 제안하였다. 파면전파 기법과 항법함수를 함께 사용하여 포텐셜 기법에서 발생하는 국부최적해 문제를 해결하였다. 비행거리가 제한된 무인항공기에 적용이 가능한 비행경로를 생성하기 위해 최대이동거리를 고려한 경로생성 기법과 예상하지 못한 위협이 발생한 상황에 부드러운 경로를 생성하는 효율적인 경로전환 기법을 제안하였다. 제안한 기법의 성능을 검증하기 위해 중첩된 위협이 존재하는 상황에 대해 수치 시뮬레이션을 수행하였다.

Optimization of aircraft fuel consumption and reduction of pollutant emissions: Environmental impact assessment

  • Khardi, Salah
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제1권3호
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    • pp.311-330
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    • 2014
  • Environmental impact of aircraft emissions can be addressed in two ways. Air quality impact occurs during landings and takeoffs while in-flight impact during climbs and cruises influences climate change, ozone and UV-radiation. The aim of this paper is to investigate airports related local emissions and fuel consumption (FC). It gives flight path optimization model linked to a dispersion model as well as numerical methods. Operational factors are considered and the cost function integrates objectives taking into account FC and induced pollutant concentrations. We have compared pollutants emitted and their reduction during LTO cycles, optimized flight path and with analysis by Dopelheuer. Pollutants appearing from incomplete and complete combustion processes have been discussed. Because of calculation difficulties, no assessment has been made for the soot, $H_2O$ and $PM_{2.5}$. In addition, because of the low reliability of models quantifying pollutant emissions of the APU, an empirical evaluation has been done. This is based on Benson's fuel flow method. A new model, giving FC and predicting the in-flight emissions, has been developed. It fits with the Boeing FC model. We confirm that FC can be reduced by 3% for takeoffs and 27% for landings. This contributes to analyze the intelligent fuel gauge computing the in-flight fuel flow. Further research is needed to define the role of $NO_x$ which is emitted during the combustion process derived from the ambient air, not the fuel. Models are needed for analyzing the effects of fleet composition and engine combinations on emission factors and fuel flow assessment.

Automatic Flight Path Control of Small Unmanned Aircraft with Delta-wing ICCAS 2004

  • Nagata, Masanobu;Kumon, Makoto;Kouzawa, Ryuichi;Mizumoto, Ikuro;Iwai, Zenta
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.1386-1391
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    • 2004
  • It is known that an aircraft with delta-wings which are attached to the body at a large angle like a kite or a hang glider has a measure of maneuverability and stability. Aircrafts of this kind can fly stably. Even if engine trouble occurs, it will not fall and might be able to land. In this paper, one of the conventional control methods, PID control, is applied to the aircraft with LQ local control block. This is based on an idea that the aircraft flies so stably that the automatic control system might be realized by a simple controller. The proposed PID controller consists of several sub-controllers which are constructed to each system neglecting the interference. In addition, the LQ control is involved as a local loop of the aileron and rudder control in order to increase stability of the attitude when circling. The effectiveness of the proposed method is shown through 3D computer simulations and experiments of the flight path control.

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Navigation Performance Analysis Method for Integrated Navigation System of Small Unmanned Aerial Vehicles

  • Oh, Jeonghwan;Won, Daehan;Lee, Dongjin;Kim, Doyoon
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제9권3호
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    • pp.207-214
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    • 2020
  • Currently, the operation of unmanned aerial vehicle (UAV) is regulated to be able to fly only within the visible range, but in recent years, the needs for operation in the invisible area, in the urban area and at night have increased. In order to operate UAVs in the invisible area, at night, and in the urban area, a flight path for UAVs must be prepared like those operated by manned aircraft, and for this, it is necessary to establish an unmanned aircraft system traffic management (UTM). In order to establish the UTM, information on the minimum separation distance to prevent collisions with UAVs and buildings is required, and accordingly, information on the navigation performance of UAVs is required. In order to analyze the navigation performance of an UAV, total system error (TSE), which is the difference between the planned flight path and the actual location of the UAV, is required. If the collected data are insufficient and classification according to integrity, independence, and direction is not performed, accurate navigation performance is not derived. In this paper, propose a navigation performance analysis method of UAV that is derived TSE using flight data and modeled with normal distribution, analyze performance.

무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템 (Location Tracking Method using UAV)

  • 염성관;민준홍;신광성
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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    • pp.514-515
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    • 2021
  • 본 논문은 LoRa 통신 환경에서 UAV를 이용하여 표적을 찾는 방법을 제시한다. 제안 된 방법은 사각 지대없이 목표 신호를 찾을 수 있도록 UAV 비행 경로를 제안한다. 비행 경로는 신호 강도의 변화를 사용하여 비행 중 전송 된 신호의 강도를 사용하여 변경되었습니다. 제안 된 방법을 시뮬레이션으로 검증하여 3 회 비행의 효율성은 높지만 목표 추적에 시간이 오래 걸리는 것을 확인했다. 목표를 찾는데 걸리는 시간을 줄이고 시간이 중요한 요소 일 때 효율성을 높이려면 3 대의 UAV를 비행하는 것이 가장 좋다. LoRa 통신은 생산 비용을 낮추고 저비용으로 시스템 구축을 가능하다.

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스케치 인터페이스를 이용한 항공기동 학습 시스템 개발 (Design of Flight Learning System Using Sketch-based Interface)

  • 김상진;박태진;최윤철
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.771-779
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    • 2010
  • 최근 스케치 인터페이스를 이용한 많은 컨텐츠 제작 기술들이 선보이고 있다. 특히 애니메이션 제작기술 발달로 인해 스케치북에 연필로 선을 그으면 그 선이 그대로 살아 움직이는 애니메이션으로 제작되는 시스템도 선보이고 있다. 본 연구에서는 스케치 인터페이스를 이용해 복수 항공기의 항공기동을 애니메이션하고 학습할 수 있는 시스템을 개발한다. 항공기의 비행은 대부분 3차원 공간상에서 이루어지고 특정한 규칙 없이 이동하는 일반 애니메이션과는 달리 독특하고 복잡한 비행패턴을 가진다. 즉, 가속과 감속, 상승과 하강, 직진과 선회 비행만이 아닌 가속하면서 하강하거나, 감속하면서 상승하는 등 두 가지 이상의 복합적인 이동패턴을 보인다. 이러한 복잡한 이동패턴들로 인해 항공기를 조종하는 조종사와 공중상황을 통제하는 통제요원들은 기존 애니메이션시스템을 이용해 전체적인 항공기동 상황을 학습하기 어렵다. 본 연구에서는 단위경로 스케치 기법을 제안하여 프레임기반의 애니메이션 제작에 비해 적은 입력만으로도 항공기동 애니메이션을 제작할 수 있도록 한다. 또한 제안하는 시스템은 비행경로 사실화 작업으로 복합적인 비행패턴을 지원하여 실제 비행과 유사한 애니메이션이 가능하다.

Longitudinal Flight Control of a Transport Aircraft Using Thrust Only

  • Ochi, Y.;Kanai, K.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.148.3-148
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    • 2001
  • This paper deals with a problem of decreasing the airspeed and the altitude of a transport aircraft using thrust only. Such a situation can occur, if the aircraft loses all hydraulic power that drives the control surfaces. A controller for flight path angle control is designed using the model following servo control method, which is a PI-type optimal regulator. For computer simulation, a simulation model that covers a range of flight envelope is made using given linear models and trim points at some flight conditions. Nondimensional aerodynamic coefficients, derivatives and trim points that are not at the given trim points are computed by linear interpolation. The model is effective in simulation where the trim point varies. Simulation using ...

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인간공학적 조종실 설계를 위한 계기 탐색 형태에 관한 연구 (Investigation of the visual search patterns of the cockpit displays for the ergonomic cockpit design)

  • 송영웅;이종선
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.71-80
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    • 2006
  • There are many display panels in the flight cockpit and pilots get various flight information from those displays. The ergonomic layout of the displays must be determined based upon frequency of use and sequence of use. This study investigated the visual search patterns of the six display groups(one head-up-display: HUD, two multi function displays: MFDs, one engine group: EG, one flight display group: FD and others) in a fighting aircraft. Four expert pilots conducted Imaginary flight in the physical mock-up and the eye movements were collected using eye tracking system. Data of dwell time, frequency of use, and eye movement path were collected. Pilots spent most of time on HUD(55.2%), and others (21.6%), FD(14.2%), right MFD(4.7%), EG(3.2%), and left MFD(1.1%) in descending order. Similarly HUD(42.8%) and others(30.0%) were the most frequently visited displays. These data can be used in the layout of cockpit displays and the determination of optimal visual search pattern.