• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.769-771
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• 2011

KSLV-I 2단에 탑재된 위성은 KM과 충돌하지 않도록 오염 및 충돌 회피 기동(CCAM)을 수행하게 된다. 이때 위성이 KM 잔류 추력 Plume의 밀도가 충분히 낮은 영역을 통과해야만 오염을 피할 수 있으며, 이를 확인하기 위해서는 Plume 유동장의 정확한 예측이 필수적이다. 본 논문에서는 다양한 희박기체 유동해석에 사용되어 그 정확도가 검증된 DSMC 기법을 사용하는 러시아 ITMA 연구소의 SMILE Code를 이용하여 위성과 분리된 KM의 잔류추력에 의한 Plume의 밀도장을 시뮬레이션 하여 분포를 예측하였고, 그 결과의 신뢰성을 확인하기 위하여 KM 노즐 내부의 밀도장은 Fluent의 결과와 비교하여 그 타당성을 입증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.904-911
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• 2016

This paper presents a novel driving system by the humanoid robot to drive a vehicle in disaster response situations. To enhance robot's capability for substituting human activities in responding to natural and man-made disaster, the one of prerequisite skills for the rescue robot is the mounted mobility to maneuver a vehicle safely in disaster site. Therefore, our driving system for the humanoid is developed in order to steer a vehicle through unknown obstacles even under poor communication conditions such as time-delay and black-out. Especially, the proposed system includes a tele-manipulation interface and stable navigation strategies. First, we propose a new type of path estimation method to overcome limited communication. Second, we establish navigation strategies when the operator cannot recognize obstacles based on Dynamic Window Approach. The effectiveness of the proposed developments is verified through simulation and experiments, which demonstrate suitable system for driving a vehicle in disaster response.

• 수산해양기술연구
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• 제35권1호
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• pp.25-34
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• 1999

The Steering and Sailing Rules of International Regulation for Preventing Collisions at Sea now in use direct actions to avoid collision when two power-driven vessels are meeting on reciprocal or nearly reciprocal courses so as to involve risk of collision. But these rules do not refer to the minimum relative distances and safety relative distances between two vessels when they should take such actions.In this paper the ship's collision avoiding actions being analyzed from a viewpoint of ship motions, the mathematical formulas to calculate such relative distances necessary for taking actions to avoid collision were worked out. The values of maneuvering indices being figured out through experiments of 20 actual ships of small, medium, large and mammoth size and applied to calculating formulas, the minimum relative distances and safety relative distances were calculated. The main results were as follows. 1. It was confirmed that the criterion elements for collision avoiding actions in head-on situation of two vessels shall be the minimum relative distances and safety relative distances between them. 2. On the assumption that two vessels same in size and condition were approaching each other in head-on situation, the minimum relative distance of small vessel(GT : 160~650tons) was found to be about 4.7 times her own length, and those of medium (GT:2,300~4,500tons),large(GT:15,000~62,000tons) and mommoth (GT:91,000~194,000tons) vessels were found to be about 5.2 times, about 5.2 times and about 6.1 times their own lengths respectively. 3. On the assumption that two vessels same in size and condition were approaching each other in head-on situation, the safe relative distance of small vessel (GT : 160~650tons) was found to be about 6.8 times her own length, and those of medium (GT : 2,300~4,500tons), large (GT: 15,000~62,000tons) and mammoth (GT : 91,000~194,000tons) vessels were found to be about 9.0 times, about 6.3 times, and about 8.0 times their own lengths respectively. 4. It is considered to be helpful for the safety of ship handling that the sufficient safe relative distances for every vessels shall be more than about 12~14 times which are 2 times minimum relative distance, their own length on above assumption.

• 수산해양교육연구
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• 제21권1호
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• pp.52-58
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• 2009

항행중에 두 선박이 접근하여 충돌의 위험이 있을 경우 안전한계접근거리 즉 피항을 시작해야할 시점에 대해서 실선시험을 통한 자료에 근거를 하여 조종성지수를 산출하고 안전한계접근거리를 계산하여 제공함으로써 항행중에 선박의 조선자들이 상대선박과 피항동작을 취해야 할 경우에 경험이나 감각에만 의존함으로써 생기는 착오를 방지하고자 하였다. 앞의 논의 과정을 요약하면 다음과 같다. 1. 조우각도가 같을 경우에도 타각을 10도사용하면 타각을 30도 사용할 때보다도 안전한계접근거리는 최소 1.3배에서 최대 1.8배정도 더 증가하므로 해상상태, 자선의 적하상태를 고려해서 대타각의 전타가 어려울 경우 특히 피항개시 시점을 충분히 주의해야한다. 2. 선박의 크기에 상관없이 조우각도가 90도 부근에서 충돌의 위험이 가장 커서 안전한계접근거리는 소형선(300톤급)에서는 자선 길이의 5.0배에서, 대형선(100,000톤급)에서는 10.7배로서 대형선일수록 피항개시 시기를 놓치지 않도록 해야 한다. 3. 조우각도가 적을 경우가 클 경우보다도 안전한계접근거리가 훨씬 크게 나타났고 대형선에서 더욱 두드러지게 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.221-226
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• 2012

본 연구는 미리 지정된 항로를 따라 항해하기 위한 선박의 Track-keeping에 대한 기초 실험 연구 분석결과를 제시하였다. 항로상에 위치한 여러 가지 변침점을 설정하고, 해당 선박이 그 항로를 항해하도록 알고리즘을 구성, 모형선을 이용한 실험 결과를 보여주었다. 지정된 구역에서 GPS로 변침점을 설정하고, 그 포인트를 Data화하여, 미리 프로그램된 알고리즘에 입력하면 해당 선박이 자동으로 항로를 항해하도록 설계되었다. PD 제어를 이용하여 침로 유지 알고리즘을 구성하였고, 선박 자동 Track-keeping 결과는 모니터링 가능토록 하였고, 변수를 설정 변경하도록 설계되었다. 제시된 알고리즘은 실험을 통하여 그 알고리즘의 효용성을 확인할 수 있었으며, 실선의 항해 자동화 및 충돌회피, 자동접안 등의 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권7호
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• pp.529-536
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• 2020

한국형발사체 3단은 추력기 자세제어시스템에 의해 3단 엔진 점화 시점부터 위성 분리, 위성과 충돌을 막기 위한 회피기동까지 롤 및 3축 자세제어가 수행된다. 추력기 자세제어시스템은 추력기를 작동시킬 때 추진제를 소모하므로, 적정 추진제 충전은 임무 성공에 있어 중요하다. 그러므로 한국형발사체의 비행 중 추력기 자세제어시스템의 추진제 소모량이 얼마인지 추정할 수 있는 수단이 필요하다. 본 연구에서는 추력기 자세제어시스템에서 획득할 수 있는 압력, 온도 데이터를 바탕으로 추진제 소모량을 추정할 수 있는 에너지 관계식을 개발하였다. 개발된 관계식을 검증하기 위해 On-board 시스템과 유사한 시스템을 구성하여 시험을 했고, 추진제 소모량 추정식과 증류수를 사용한 시험 결과를 비교분석하였다. 또한 오차 분석을 통해 예측 결과의 신뢰성을 판단하였다. 마지막으로 시스템 수준 운용시험의 추진제 소모 결과도 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.65-73
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• 2004

CMG(Control Momentum Gyro) 는 일반적으로 동체에 부착된 반작용휠에 비해 큰 토크의 크기를 발생시켜 인공위성의 자세제어에 이용되는 장치이다. CMG는 휠의 각 운동량벡터의 방향을 위성체의 동체축에 대하여 연속적으로 변화시킴으로써 자이로스코픽 토크를 발생하게 된다. 가변속도 CMG는 휠의 속도도 함께 변화시킴으로써 보다 다양한 제어 명령을 생성할 수 있게 되고 또한 특이(Singularity) 조건을 피하는데 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 2축의 김발에 장착된 가변속도 CMG를 이용한 위성체의 자세 동역학 방적식을 유도하기로 한다. 이러한 운동방정식은 기존의 1축 김벌 시스템의 경우를 확장한 것이다. 또한 유도된 운동방정식을 활용하여 피드백 자세기동 제어 법칙을 제안하기로 한다.

• 수산해양기술연구
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• 제32권4호
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• pp.363-371
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• 1996

현행 국제해상충돌예방규칙에서는 침로와 속력을 유지할 의무가 있는 피추월선인 유지선, 어로에 종사중인 유지선, 횡단상태의 유지선 등의 유지선이 피항선과 아주 가까이 접근하여 피항선의 피항동작만으로 충돌을 피할 수 없을 때는 급박한 위험을 피하기 위한 조치로서 유지선의 충돌을 피하기 위한 최선의 협력동작에 관하여 규정하고 있으나, 이 규칙에서는 두 선박이 어느 정도의 거리로 접근하였을 때 유지선이 협력동작을 취하여야 하는지 안전한계의 피항개시거리에 대해서는 전혀 언급되지 않고 있다. 그러므로, 본 논문에서는 유지선의 최선의 협력동작을 취할 시점의 기준이 되는 최소피항개시거리를 선체운동학적인 관점에서 해석.연구하고, 실선시험에서 구한 11척의 소형, 중형, 대형 및 초대형 선박의 조종성능수를 이용하여 최소피항개시거리를 산출하고, 이를 검토.고찰하였다. 이 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소형선, 중형선, 대형선 및 초대형선을 막론하고 어느 선박에서나 유지선이 취하여야 할 최소피항개시거리가 가장 큰 경우는 양 선박이 조우하는 침로교각이 $90^{\circ}$이며, $90^{\circ}$와 $90^{\circ}$부근의 각도(70~$90^{\circ}$)에서 충돌의 위험이 가장 높다. 2. 침로교각이 $90^{\circ}$인 경우에 유지선이 취하여야 할 최소피항개시거리는 소형선(160~650톤급 선박)에서는 그 선박 길이의 약 6.8배 이상, 중형선(2,300~3,500톤급 선박)에서는 약 9.0배 이상, 대형선(22,000~62,000톤급 선박)에서는 약 5.4배 이상, 초대형선(91,000~139,000톤급 선박)에서는 약 6.8배 이상이 되어야 한다. 3. 소형선, 중형선, 대형선 및 조대형선을 막론하고 어느 선박에서나 침로교각이 $90^{\circ}$부근의 각도(70~$90^{\circ}$)에서 유지선이 취하여야 할 안전피항개시거리는 그 선박 길이의 9배 이상이 되어야 한다. 4. 소형선, 중형선, 대형선, 및 초대형선을 막론하고, 어느 선박에서나 침로교각이 크게 둔각인 경우에는 적은 예각인 경우보다 충돌의 위험이 더 크므로 더 큰 거리를 두고 피항동작에 들어가야 한다. 5. 유지선과 피항선간에 유지선이 급박한 위험을 피하기 위하여 침로만으로 최선의 협력동작을 취하는 경우 본 논문에서 계산한 각 침로교각에 대한 최소피항개시거리와 안전피항개시거리을 미리 염두해 두고 피항조선을 하게 되면, 감각에 의한 조선방법으로 야기되는 충돌해난사고를 지양 할 수 있으리라 사료된다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권2호
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• pp.118-143
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• 2023

우주공간은 안보공간의 역할에서 상업공간으로 역할을 급속히 넓혀가고 있다. 현실적인 제약들 때문에 늦게 출발했지만 우리나라는 최근 들어 비약적 기술발전과 함께 우주에 대한 국가적 관심이 커지고 있다. 2023년 5월 25일, 누리호는 7개의 위성을 성공적으로 550 km 고도의 태양동기궤도에 배치했다. 그런데, 이 근처 고도에는 이미 스타링크가 4,000대 이상의 위성을 배치시키고 상업적 서비스를 진행하고 있다. 따라서, 누리호 위성들은 스타링크위성들과의 위험상황발생 가능성에 대해 지속적으로 예측하고 만일의 경우에 대해서는 준비를 해야 한다. 본 논문은 누리호 위성들이 임무수행을 위해 궤도비행을 하면서 발생할 수 있는 충돌위험상황에 대해 수행한 연구의 계량적 분석결과를 보고한다. 분석결과에 따르면 누리호 위성들은 하루에 3회 정도 1 km 거리 이내로 스타링크위성에 접근하는 것으로 나타났으며, 이 상황에서의 충돌확률은 1.0E-5 이상인 것으로 계산되었고 크게는 1.0E-2 이상인 경우도 발생하고 있다. 2013년에 발사된 후 성공적으로 임무를 수행하고 있는 아리랑 5호에 대한 본 연구의 비교분석은 아리랑 5호와 누리호 위성들이 위험상황의 분포에 있어 중요한 차이가 있음을 보여준다. 본 연구는 스타링크가 회피기동을 할 때의 비용에 대한 계량적인 분석결과도 보고하며, 후발주자로서 우주산업에 진입하는 우리나라가 고려해야 할 전략도 제시했다. SpaceMap사에서 개발한 AstroOne 프로그램을 분석도구로 사용했으며, Celestrak사의 Socrates Plus에서 보고한 결과와 비교검증하였다. 우주물체데이터는 TLE(two line element)를 사용했다.