달 궤도선은 한국형발사체(KSLV-II)에 실려 지구 저궤도에 투입된 후, 지상 안테나를 이용한 달 궤도선의 추적데이터 획득 및 궤도결정 과정을 거쳐 적절한 시점에서 TLI(Trans Lunar Injection) 엔진을 점화시켜야 한다. 본 논문은 달 궤도선을 나로우주센터에서 발사하여 달 궤도에 진입하기까지 여러 단계로 나누고 발사 방위각 및 발사창 분석부터 TLI 및 LOI(Lunar Orbit Insertion) 분사 위치에 따른 속도증분(${\Delta}V$) 그리고 가시성 및 식 기간 분석까지 수행하여 직접 전이궤적의 전반적인 특성을 분석하였다. 본 논문은 향후 달 임무 설계 시 관성비행 기간 및 전이기간에 따라 속도증분이 어떻게 변하는지에 대한 전반적인 내용을 파악하는데 도움이 되고, 발사 시각 선정과 연료소모를 줄일 수 있는 파라미터 선정에 도움을 줄 것으로 판단된다.
현재 전 세계적으로 많은 위성관제 및 위성영상데이터 수신처리 지상국에서 저궤도 위성의 추적 및 위성과의 통신을 위하여 NORAD 궤도데이터를 사용하고 있다. 공신력있는 북미우주방위사령부(NORAD)에서는 거의 매일 주기로 수천개의 지구 주회 물체를 관측하여 그 궤도데이터를 인터넷을 통해 전 세계로 공개하고 있으며, 이 데이터를 사용한 위성 궤도 예측은 지상국에서 위성과 통신하기에 충분한 추적정확도를 제공한다. 하지만 고해상도 지구관측 위성의 임무수행을 위해서는 위성의 위치결정 정확도의 중요성 때문에 평균 궤도정보인 NORAD 데이터를 사용하는 대신 자체 위성 관측 및 추적시스템을 운영한다. 우리별 3호의 지상국인 경우 자체 위성 추적시스템이 없는 관계로 위성과의 통신 뿐 아니라 영상촬영 및 처리를 위한 궤도정보를 NORAD 데이터에 의존하고 있다. 본 논문에서는 이러한 NORAD 데이터를 이용하여 위성의 위치를 예측 또는 결정함으로써 고해상도 지구관측 위성이 원하는 지역을 얼마나 정확히 촬영할 수 있는지, 그리고 생성되는 영상 카탈로그의 위치는 실제 촬영된 위치와 얼마나 달라질 수 있는지를 실험, 분석한다.
고-신뢰도 모델을 이용한 조종성 평가 시뮬레이션 환경은 비행제어시스템의 설계/평가에 필수적으로 요구된다. 한국항공우주산업(주)에서는 소형민수헬기 핵심기술 개발과 관련하여 자동비행조종장치 소프트웨어 개발과제를 수행 중에 있으며 제어법칙 설계를 위한 비행동역학 모델 및 해석을 위해 상용 도구인 FLIGHTLAB을 이용하고 있다. 본 연구에서는 기존에 개발된 레거시 시뮬레이터를 FLIGHTLAB 모델과 연동하고 이를 조종성 평가에 활용한 내용을 다루었다. 본 논문에서는 외부 연동을 위한 FLIGHTLAB 모델의 설정, 연동 프로그램 개발 및 연동 방안에 대한 내용을 수록하였다. 또한 본 논문에서는 레거시 시뮬레이터와의 연동을 통해 ADS-33E-PRF의 호버 및 pirouette MTE 기동비행을 수행하고 평가 결과를 수록하였다.
지구관측용 인공위성에서 고기동성이 많이 요구되고 있다. 고기동성을 만족시키기 위해 고토크 구동기가 인공위성 설계에서 필수적이다. 본 연구에서 고기동 소형위성 설계를 위해 한국항공우주연구원에서 연구되고 있는 5Nm급 소형 제어모멘트자이로(CMG, Control Moment Gyro) 개발 결과를 소개하였다. 구동로직 활용을 위해, 잘 알려진 Elliptic internal singularity를 성공적으로 회피하는 등으로 Singular Direction Avoidance (SDA) 방법에서 향상된 Designated Direction Escape (DDE) CMG 클러스터 구동로직에 대한 간단한 성능 검증과 상세한 로직 방법이 제시되었고, CMG가 피라미드 형태로 장착되었을 경우와 지붕 형태로 장착되었을 경우에 대해 5Nm급 소형 CMG가 고기동 소형위성 설계에 적절한지를 검증하기 위한 시뮬레이션이 수행되었다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 CMG 개발시 고려해야 할 의미있고 중요한 사항들을 제시하였다.
A steady-state/transient performance simulation model was newly developed for the propulsion system of the CRW (Canard Rotor Wing) type UAV (Unmanned Aerial Vehicle) during flight mode transition. The CRW type UAV has a new concept RPV (Remotely Piloted Vehicle) which can fly at two flight modes such as the take-off/landing and low speed forward flight mode using the rotary wing driven by engine bypass exhaust gas and the high speed forward flight mode using the stopped wing and main engine thrust. The propulsion system of the CRW type UAV consists of the main engine system and the duct system. The flight vehicle may generally select a proper type and specific engine with acceptable thrust level to meet the flight mission in the propulsion system design phase. In this study, a turbojet engine with one spool was selected by decision of the vehicle system designer, and the duct system is composed of main duct, rotor duct, master valve, rotor tip-jet nozzles, and variable area main nozzle. In order to establish the safe flight mode transition region of the propulsion system, steady-state and transient performance simulation should be needed. Using this simulation model, the optimal fuel flow schedules were obtained to keep the proper surge margin and the turbine inlet temperature limitation through steady-state and transient performance estimation. Furthermore, these analysis results will be used to the control optimization of the propulsion system, later. In the transient performance model, ICV (Inter-Component Volume) model was used. The performance analysis using the developed models was performed at various flight conditions and fuel flow schedules, and these results could set the safe flight mode transition region to satisfy the turbine inlet temperature overshoot limitation as well as the compressor surge margin. Because the engine performance simulation results without the duct system were well agreed with the engine manufacturer's data and the analysis results using a commercial program, it was confirmed that the validity of the proposed performance model was verified. However, the propulsion system performance model including the duct system will be compared with experimental measuring data, later.
최근 친환경적인 항공 추진시스템에 대한 요구가 확대되고 있는 가운데 여러 에너지원을 조합하여 장기 체공하는 무인기용 복합추진시스템을 개발하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 주어진 임무형상에 따른 비행체의 에너지 균형 매커니즘을 최적화하기 위하여 태양전지로부터 수집 가능한 에너지와 비행체의 요구에너지 그리고 재생연료전지 구동을 통해 순환에 필요한 동력분배 관리시스템을 분석하였다.
To enhance success probability of a system development project, its overall risk level should be minimized through systematically managing schedules, costs, and technical performances. However, Attempts to manage technical performance compared to numerous efforts to control costs and schedules in such projects are deficient. Particularly, a space launch vehicle, a large complex system, development project is much less likely to meet its technical performance objectives due to its technological difficulty, along with schedule delay and cost overrun. The technical performance management (TPM) is a method for tracking and managing technical progress in order to achieve technical performance targets within schedule and budget. In this paper, we investigate applications of the TPM in several space launch vehicle development projects. Then we propose and validate the TPM process to achieve a successful mission in such projects.
항공기 인터콤 장비는 각종 LRU가 송신한 오디오를 혼합, 분배하고 상황인지용 메세지 재생을 통해 조종사의 원할한 임무 수행에 큰 역할을 담당하는 장비이다. 특히, 수신되는 오디오를 혼합/분배하는 오디오 라우팅의 경우에는 수신되는 오디오 채널에 대해 On/Off 제어를 하고, 연동 LRU에 오디오를 송신하여 임무에 대한 상황전파 및 공유를 통해 임무 수행에 매우 중요한 기능이다. 이러한 오디오 라우팅 처리는 다양한 연동 신호를 수반하고 있어 다양한 조합이 발생해 이에 대한 예외처리가 복잡해지므로 응집도를 낮고 결합도를 높여 유지보수성과 재사용성을 낮춘다. 이를 방지고자 소프트웨어 변경 시 영향을 최소화하고 재사용성과 유지보수성을 높인 항공기 인터콤용 오디오 라우팅을 효율적으로 처리하는 방안을 제시한다.
In Strapdown Inertial Navigation System, alignment accuracy is the most important factor to determine the performance of navigation. However by an existing self-alignment method, it takes a long time to acquire the alignment accuracy that we want. So, to attain the desired alignment accuracy in as little as $\bigcirc$ minutes, we have developed the precise multi-position alignment method. In this paper, it is proposed a inertial measurement matching transfer alignment method among alignment methods to minimize the alignment error in a short time. It is based on a mixed velocity-DCM matching method be suitable to the operating environment of vertical launching system. The compensation methods to reduce misalign error, especially azimuth angle error incurred by measurement time-delay error and body flexure error are analyzed and evaluated with simulation. This simulation results are finally confirmed by experimentations using FMS(Flight Motion Simulator) in Lab and the integration test to follow the fire control mission.
접촉 케플러 궤도요소로부터 변환된 NORAD TLE를 정지궤도 위성의 안테나 포인팅에 직접 사용하기 위한 분석을 수행하였다. 일주일에 한번씩 동서방향과 남북방향의 위치유지를 위한 궤도조정을 수행하고 하루에 두 번씩 추력기를 이용한 모멘텀 덤핑을 통해서 궤도가 계속 변하는 통신해양기상 위성에 대해서 변환된 NORAD TLE를 이용한 안테나 포인팅 오프셋 각을 계산하여 위성신호를 수신할 수 있는지 검토하였다. 이를 통해 변환된 NORAD TLE를 사용하여 위성 관제시스템의 안테나 포인팅에 관련된 인터페이스를 간단하게 수행할 수 있음을 보였다. 또한 이심률이 큰 천이궤도에 있어서 위성의 평균 근점각에 따른 변환된 NORAD TLE 값의 차이를 분석하여 천이궤도의 원지점 근처에서의 NORAD TLE 변환 값이 더 좋은 결과를 나타내는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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