• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.580-585
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• 2005

A QRT(Quad-Rotor Type) hovering robot system is developed for quick detection and observation of the circumstances under calamity environment such as indoor fire spots. The UAV(Unmanned Aerial Vehicle) is equipped with four propellers driven by each electric motor, an embedded controller using a DSP, INS(Inertial Navigation System) using 3-axis rate gyros, a CCD camera with wireless communication transmitter for observation, and an ultrasonic range sensor for height control. The developed hovering robot shows stable flying performances under the adoption of RIC(Robust Internal-loop Compensator) based disturbance compensation and the vision based localization method. The UAV can also avoid obstacles using eight IR and four ultrasonic range sensors. The VTOL(Vertical Take-Off and Landing) flying object flies into indoor fire spots and sends the images captured by the CCD camera to the operator. This kind of small-sized UAV can be widely used in various calamity observation fields without danger of human beings under harmful environment.

• 한국항공운항학회지
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• 제29권3호
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• pp.52-65
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• 2021

A large amount of time and cost is consumed due to congestions caused by an increasing number of cars which results in a lot of emissions. To overcome these problems, a new electric vertical takeoff and landing (eVTOL) aircraft is being considered. Since vertical take off and landing without a separate runway is realized and electricity is used as a power source, it could solve the saturated ground traffic congestions without emissions. In this paper, the initial sizing was performed based on the Nexus 6HX of Belltextron which is a tilt-ducted fan type. In this study, the electric propulsion system that only uses battery was implemented instead of current Nexus 6HX hybrid electric propulsion. Aerodynamic analyses were performed using OpenVSP and XFLR5. Power-to-weight ratio, wing loading, estimated weight were calculated with these analyses.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권1호
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• pp.68-73
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• 2020

본 논문은 산악 지형, 도심, 함정, 교량 등에서 수직 이·착륙 비행, 제자리 비행, 고정익기처럼 저속 및 고속비행을 할 수 있는 덕티드 추진체를 사용한 수직 이·착륙 초소형 무인 항공기 개발 동향을 기술한다. 이 항공기는 여러 측면에서 헬리콥터와 고정익기와는 비행 특성이 다르다. 미육군 미래 전투 체계와 DARPA의 OAV 프로그램의 목적은 운용자에 안전하고 낮은 음향 특성을 갖는 수직 이·착륙 덕티드 팬 초소형 무인 항공기 개발이다. 현재의 초소형 무인 항공기에 영상/적외선 카메라를 탑재하고 숲이나 언덕 뒤에 숨어 있는 적을 정지비행과 응시로 약 1 시간 동안 감시 및 정찰을 한다. OAV의 Class-I은 개인 병사가 배낭에 담아 운반할 수 있는 크기와 무게의 수직 이·착륙 덕티드 MAV 개발이다. Class-II는 Class-I보다 두 배의 운용 시간과 더 넓은 범위의 비행이 가능한 유기체의 수직 이·착륙 덕티드 팬 초소형 무인 항공기 개발이다. 초소형 무인기는 장시간 운용을 위해 현재의 '호버 및 응시'에서 '퍼치-앤-응시'으로 기술을 발전시켜야 한다. 근 미래의 OAV 개념은 유·무인 지상 차량이 주행하는 동안에 차량의 상부에 자동 이착륙하고, 탑재된 상태로 이동하고, 재급유, 재충전, 재이륙하는 합동 운용으로 임무 능력과 효율성을 확장하는 것이다. 덕티드 MAV는 지상 차량의 착륙 패드에서 자동으로 이착륙하기 위해 저렴한 초소형 GPS를 활용한 고정밀 상대 위치 기술 개발이 필요하다. 또한, VTOL 덕티드 MAV와 유·무인 지상 차량 간에 유기체의 협업 동작이 가능케하는 공통 명령과 제어 아키텍처를 개발할 필요가 있다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
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• pp.283-284
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• 2018

최근 4차 산업 혁명의 시대가 시작되면서 IT, 사물 인터넷(IOT), 자율 주행 자동차, 드론 등 많은 분야에 있어서 일상생활의 편리함이 증가 하고 있는 추세이다. 하지만 긴박한 상황 시 사고 현장에 대한 빠른 출동 등과 같은 응급 상황에 필요한 분야의 개발은 제한적이다. 본 과제는 이러한 문제점들을 해결하기 위해 드론과 구급차를 결합하여 수직이착륙이 가능한 구급차를 제작할 것이다. 수직 이착륙이 가능한 구급차를 도입함으로써 도로 위 교통에 대한 문제점과 차로 이동이 어려운 환경에서 보다 빠르게 사고현장에 투입하여 인명 구조와 사고 현장을 수습하여 피해를 감소시키고자 한다.

• 한국항공운항학회지
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• 제29권1호
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• pp.74-81
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• 2021

UAM(Urban Air Mobility) systems have evolved in the form of helicopters in the 1960~1970s, tiltrotors in the 1980s, small aircraft transportation systems in the 2000s, and electric-powered Vertical Take-Off and Landing (eVTOL) in the 2010s; accordingly, the early heliport has evolved to its current form of a Vertiport. Vertical Takeoff and Landing Sites, Vertiports, are important factors for the successful introduction of UAM, along with the resolution of air traffic control (ATC), air security, and noise problems. However, there are no domestic or international installation standards and guidelines yet. Therefore, in this study, installation standards were prepared by referring to domestic and international case studies, ICAO standards, and MIT research papers. The study proposes to establish standards for Final Approach and Takeoff Area (FATO) as 1.5D, 1D for Touchdown and Lift-Off Area (TLOF), and 1.5D for Safety Area (SA). It also proposes to add "UAM Vertiport Installation Standards" to the 「Act on the Promotion and Foundation of Drone Utilization, Drone Act」.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권1호
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• pp.120-131
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• 2016

The full results of troubleshooting process related to the flight control system of a tilt-rotor type UAV in the flight tests are described. Flight tests were conducted in helicopter, conversion, and airplane modes. The vehicle was flown using automatic functions, which include speed-hold, altitude-hold, heading-hold, guidance modes, as well as automatic take-off and landing. Many unexpected problems occurred during the envelope expansion tests which were mostly under those automatic functions. The anomalies in helicopter mode include vortex ring state (VRS), long delay in the automatic take-off, and the initial overshoot in the automatic landing. In contrast, the anomalies in conversion mode are untrimmed AOS oscillation and the calibration errors of the air data sensors. The problems of low damping in rotor speed and roll rate responses are found in airplane mode. Once all of the known problems had been solved, the vehicle in airplane mode gradually reached the maximum design speed of 440km/h at the operation altitude of 3km. This paper also presents a comprehensive detailing of the control systems of the tilt-rotor unmanned air vehicle (UAV).

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1124-1129
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• 2021

UAV(Unmanned Aerial Vehicle)에 대한 활용영역은 시간이 갈수록 꾸준히 확대되고 있다. 특히 네 개 이상의 수평적인 프로펠러로 구성된 VTOL(Vertical Take-Off and Landing) 기능이 가능한 UAV는 시스템 안정성 및 비교적 단순한 항공역학적 설계 및 구조에 따라 다양한 플랫폼이 등장하고 있으며 비교적 저렴한 가격으로 응용제품들이 시중에 유통이 되고 있다. UAV는 GCS(Ground Control System, 지상 제어 시스템)를 통해 임무가 수행된다. GCS는 주로 인터넷에 연결되어있기 때문에, 전자지도 및 기타 최적의 비행조건(온도, 습도, 풍향 등)을 위한 환경정보를 또한 얻을 수 있다. 본 논문은 AIS(Auto Identification System)를 통해 얻은 정보를 기반으로 식별된 선박으로의 접근 및 감시(monitoring)하기 위한 UAV의 운영기법을 설계하고 실험을 통해 AIS 시스템을 GCS에 적용하는 것이 효율적임을 입증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.788-797
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• 2023

본 논문은 수직 이착륙 무인 항공시스템의 GPS (global positioning system) 불가 시 대체 항법 시스템으로의 영상보정항법 시스템을 시험하기 위한 검증환경 개발 내용을 소개한다. 개발 중인 영상보정항법 시스템의 시험 및 평가를 위해서는 가상 환경을 활용하는 것이 효율적이지만, 현재 국내에는 적합한 장비가 개발되어 있지 않다. 따라서 제안된 검증환경은 시험 대상 장비의 운용 환경을 모델링 및 시뮬레이션 하여 입력 신호를 생성하고, 출력 신호를 관측함으로써 대상 장비의 성능을 평가할 수 있도록 개발되었다. 연구 과정은 검증환경 요구도 생성, 검증환경 설계에서부터 구성품별 하드웨어 및 소프트웨어 설계, 제작까지 포괄적으로 기술되었다. 이를 바탕으로 제작된 검증환경을 개발 중인 영상기반 보정항법 알고리즘의 성능평가와 시뮬레이션 기반의 사전 비행시험 수행에 활용하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.77-95
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• 2023

본 연구에서는 반복 설계를 통한 틸트 + 정지로터형 전기추진 수직이착륙 항공기(eVTOL)의 개념설계를 수행하였다. 현대자동차의 S-A1을 기준 형상으로 하여 도심항공모빌리티(UAM)의 개념을 사용하여 임무 형상을 정의하고 OpenVSP, XFLR5 소프트웨어를 사용하여 형상 설계와 공력해석을 수행하였다. 설계된 형상을 바탕으로 필요 동력을 추정한 뒤 배터리의 요구성능과 최대 이륙 중량(MTOW)을 계산하였다. Microsoft Excel과 Visual Basic Application을 사용해 반복적으로 계산하였으며, 이 과정에서 전기모터의 중량 추정식을 새롭게 고안하였다. 또한 자동화된 프로그램을 이용하여 eVTOL의 설계변수별 민감도 분석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권1호
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• pp.59-66
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• 2022

도심의 교통체증 문제를 해결하기 위해 eVTOL(Electric Vertical Take-Off and Landing) 항공기를 이용한 도심항공교통(UAM) 개념이 등장하여, 많은 국내외 기간들의 연구가 진행되고 있다. 하지만 도심 위를 필연적으로 비행하게 되는 eVTOL 기체가 차세대 교통수단으로 자리 잡기 위해서는 안전성의 확립이 필수적이다. 추락 시 위험도는 항공 안전과 관련된 대표적인 요소이며, 위험도 분석을 위해서는 돌발 상황으로 인한 기체의 추락 및 충돌 지점 예측이 필요하다. 고정익 모드로 운항하는 비행체의 경우 자세 혹은 방향을 결정하는 데 조종면이 큰 역할을 차지한다. 따라서 본 연구에서는 eVTOL 기체의 추락 시 위험도를 분석하기 위해 추진 시스템이 고장 난 기체의 조종면 각도에 따른 추락 지점의 분포를 추정하는 방법을 제시한다. 여기서, 성능과 형상이 공개된 eVTOL 기체를 대상으로 분석한 데이터를 사용하였다. 또한, 초기 조건에 따른 추락 지점의 분포와 확률을 계산하여 추락할 확률이 높은 구간을 도출하였으며, 추락 순간의 속도를 계산하였다.