• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.133-140
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• 2018

최근 친환경적인 항공용 추진시스템에 대한 관심과 필요성이 더욱 부각되면서 다양한 전력원을 조합하여 임무를 수행할 수 있는 무인기 및 추진시스템 개발에 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 태양광발전을 기반으로 하는 무인기의 복합추진계통의 구성품을 하나의 시스템으로 통합하여 계통의 안정성 및 출력을 확인하는 시험과 실 기체에 탑재하여 지상에서 통합검증시험을 수행하였고, 이를 통해 비행시험 전 시스템의 기능 및 정상작동 여부를 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.401-407
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• 2016

본 논문에서는 태양광 장기체공 무인기의 전력모델을 포함한 3차원 경로계획과 유도에 대하여 기술한다. 본 논문에서 사용한 Dubins curve는 계산속도가 빨라 경로계획에 곧바로 적용이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 Dubins curve의 경로생성 문제는 2차원 평면에서 정의되기 때문에 실제 항공기의 경로계획을 위해 Randal W. Beard에 의해 수행된 비행 경로각의 한계를 고려하여, 고도 차이에 따라 선회경로를 추가하는 방식의 3차원 Dubins 경로생성 알고리즘을 활용하였다. 본 논문에서 사용한 항공기 모델은 Aileron이 없기 때문에 Rudder를 사용하여 횡축 방향 제어기를 설계하였으며, 비선형 경로추종 유도기법을 사용하여 경로추종 시뮬레이션을 수행하였다. 고도조건에 따른 예제를 생성하였으며, 시뮬레이션 결과 생성된 경로를 잘 추종하는 것을 확인하였다. 마지막으로 태양에너지 수율에 대한 계산식을 통해 태양광 장기체공 무인기의 전력 시스템을 모델링하여 48시간 연속비행 시뮬레이션을 실시하였고, 이에 대한 시뮬레이션 결과를 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권7호
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• pp.479-487
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• 2022

본 논문에서는 한국항공대학교에서 연구, 개발한 태양광 무인기 KAU-SPUAV의 자동 비행을 위한 제어기 설계 및 유도기법에 관하여 기술했다. 와류격자법을 활용하여 공력계수들을 계산했고 이를 항공기의 6자유도 방정식에 적용했다. 또한 깃요소이론을 활용하여 프로펠러의 추력 및 토크계수를 계산했다. 상승풍을 맞닥뜨렸을 때 효율적으로 활공하기 위하여 추력을 사용한 고도제어기가 KAU-SPUAV에 사용되었다. 또한 태양광 무인기의 장기체공 임무를 위해 운용 중에 발생하는 바람의 영향을 고려하기 위한 바람 추정 기법을 적용하였고, 강한 맞바람에 대처하기 위한 유도기법과 자동 착륙 알고리즘을 구성하였으며 2021년 8월, 56시간 33분의 태양광 장기체공 실험을 통해 제어 및 유도기법의 성능을 검증하였다.

• 대기
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• 제20권4호
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• pp.427-436
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• 2010

The single-scattering optical properties of ice crystals in cirrus clouds by the aircraft measurement data were investigated, and the radiative equilibrium temperatures and radiative fluxes were calculated and analyzed by radiative convective model with the variations of ice crystal habits and sizes in cirrus clouds. The homogeneous cloud is assumed to be in the layer 200~260 hPa with an ice crystal content of $10gm^{-2}$ for the flux calculation. The profiles of temperature, humidity, and ozone typical of mid-latitude summer are used. The surface albedo is assumed to be 0.2 for all spectral bands and the cosine of solar zenith angles is 0.5. The result of radiative equilibrium temperature at surface was less than surface temperature of the standard atmosphere data in case of smaller effective ice crystal size and larger optical thickness. The column, aggregation and plate in 6 ice crystal habits were the most effective in positive greenhouse effect and bullet-4 was the worst in it. At the surface, the maximum difference of equilibrium temperature by 6 kinds of ice crystal habits were about 3~15 K with 30 sample aircraft measurement data.

• 센서학회지
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• 제6권2호
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• pp.163-171
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• 1997

CSVT(close spaced vapor transport)증착시스템으로 태양전지의 창재에 적합한 CdS박막을 기판온도에 따라 증착하였으며, 실온에서 증착된 CdS박막을 온도를 변화시켜 가면서 열처리하였다. 증착 및 열처리후의 CdS박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 증착조건에 무관하게 CdS박막들은 육방정계구조로 (002)면으로 기판에 수직으로 성장함을 확인하였다. 기판온도가 $25^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$까지 증가함에 따라 비저항은 $60{\Omega}cm$로 부터 $2{\times}10^{4}{\Omega}cm$로 단순증가하였으며 기판온도 $25^{\circ}C$에서 가시광영역에서의 광투과도가 80%정도로 가장 높았다. 열처리온도가 증가함에 따라 막내의 결정결함의 증가에 따라 비저항은 현저하게 증가하였으며 광투과도는 현저하게 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권9호
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• pp.708-713
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• 2013

한국항공우주연구원(KARI)은 고고도 전기추진 장기체공 무인기(EAV-3)를 개발하고 있는 중 이다. 우선 고고도 상승 기술 시연을 위한 축소형 비행체 EAV-2H를 개발하였고 EAV-2H로 초도 비행시험을 수행한 결과 측풍에 대한 방향 안정성 및 조종성의 향상이 요구되므로 Advanced Aircraft Analysis(AAA)를 이용한 수직 꼬리날개와 방향타의 재설계를 진행하였다. 방향 조종성을 개선하기위해 방향타의 크기를 기존의 평균 방향타 시위대 수직 꼬리날개 시위 $C_r/C_v(%)=30$을 $C_r/C_v(%)=60$로 늘려 EAV-2H가 가지는 측풍에 대한 방향 조종성(${\beta}(deg)=25^{\circ}$, $v_1(m/sec)=3.54$)을 개선하였다. 또한, 측풍에 의해 발생하는 측력(side force)의 영향을 최소화하기위해 EAV-2H의 수직미익 크기를 기존 대비 15% 줄여(최소한의 방향 안정성 확보, $Cn_{\beta}=0.0588rad^{-1}$), $C_{y_{\beta}}$는 15% $C_{y_r}$는 22% 감소시킴으로써 측풍이 EAV-2H에 미치는 영향을 최소화 하였다. 설계된 EAV-2H의 꼬리날개의 성능은 비행 시험을 통해 검증하였고 그 결과를 적용하여 고고도 장기체공 전기추진 무인기(EAV-3)의 꼬리날개를 설계하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제5권4호
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• pp.459-475
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• 2018

In the field of aerospace engineering, accurate control of a spacecraft's orientation is often very important to mission success. Therefore, attitude control is a technically plentiful and extensively studied subject in controls literature during recent decades. This investigation of spacecraft attitude control is assumed to address two important aspects of the problem solutions. One sliding mode anti-disturbance control for utilization of faulty actuator components and another one disturbance observer based control to improve the pointing accuracy in the absence of anti-vibration equipment for the elastic appendages like a solar panel. Simultaneous occurrence of vibration due to flexible appendages and reaction degradation due to failure in attitude actuators complicates this case. The advantage of this method is acquisition proper control by the combination of disturbance observer and sliding mode compensation that form a fault tolerant control for the concerned satellite attitude control system. Furthermore, the proposed composite method indicates that occurrence the failure in actuators and even elastic solar panel vibration effect may be handled directly without reconfiguring the control components or providing piezoelectric devices. It's noteworthy, attitude quaternion and angular velocity commands are robustly tracked via controllers to become inclined to zero.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제10권1호
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• pp.59-65
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• 2016

Korea Aerospace Research Institute (KARI) is developing an electric-driven HALE UAV in order to secure system and operational technologies since 2010. Based on the 5 years of flight tests and design experiences of the previously developed electric-driven UAVs, KARI has designed EAV-3, a solar-powered HALE UAV. EAV-3 weighs 53 kg, the structure weight is 21 kg, and features a flexible wing of 19.5 m in span with the aspect ratio of 17.4. Designing the main wing and empennage of the EAV-3 the amount of the bending due to the flexible wing, 404 mm at 1-G flight condition based on T-800 composite material, and side wind effects due to low cruise speed, V_cr = 6 m/sec, are carefully considered. Also, unlike the general aircraft there is no center of gravity shift during the flight. Thus, the static margin cuts down to 28.4% and center of gravity moves back to 31% of the Mean Aerodynamic Chord (MAC) comparing to the previously developed scale-down HALE UAVs, EAV-2 and EAV-2H, to minimize a trim drag and enhance a performance of the EAV-3. The first flight of the EAV-3 has successfully conducted on the July 29, 2015 and the test flight above the altitude 14 km has efficiently achieved on the August 5, 2015 at the Goheung aviation center.

• KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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• 제5B권3호
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• pp.207-214
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• 2005

After more than 100 years of development, rotating electric machines are a mature industrial product. Nevertheless, improvements are still possible for specific applications, and it is likely that the major evolution will be promoted by new materials and unconventional structures. Till now, plastic materials are an infrequent choice for the electric machines structural parts, but pioneering applications, such as aeronautical components, let some technological scouting: a low-weight/high-efficiency plastic axial flux motor for a solar flying platform is presented as an example of combined new-material/new-geometry development. The basic design aspects and the prototyping choices are presented and discussed together with the first experimental results.

• 한국항공운항학회지
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• 제20권3호
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• pp.28-34
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• 2012

The recent transition to Performance Based Navigation in aviation enhances the accuracy of aircraft position, safety and efficiency in air traffic operations by using satellite-based navigation system such as GNSS. However, intentional interferences with GNSS signal as well as ones coming from natural phenomena such as solar storm increase. GNSS have very low power and therefore their signals are more susceptible to interferences than ground-based navigation signals. This paper introduces requirements of alternative positioning, navigation and timing(APNT) system and relevant technologies when the GNSS signals are not valid.