• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.43-50
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• 2009

In order to reduce the download around Smart UAV(SUAV) at hovering and transition mode, flow control using synthetic jet has been performed. Many of the complex tilt rotor flow features are captured including wing leading and trailing edge separation, and the large region of separated flow beneath the wing. First, in order to control the trailing edge separation, synthetic jet is located at 30, 95% of flap chord length. The flow control using synthetic jet on flap shows that stall characteristics depending on several mode can be improved through separation vortices resizing. Also, a flap jet and a 0.01c jet which control the separation efficiently are applied at the same time at each test case because controlling the leading edge separation is essential for download reduction. As a result, time averaged download is reduced about 18% comparing with no control case at hovering mode and 48% at transition mode. These research results show that if flow control using leading edge jet and trailing edge jet is used effectively to the SUAV in overall flight mode, flight performance and stability can be improved.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.46-52
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• 2004

본 논문은 2중으로 다중화된 무인 비행체의 다중화 관리 설계 방법에 대하여 논의한다. CCM(Cross Channel Monitor) 기법의 두 주요 인자, 즉 두 채널간의 편차 허용한도인 문 턱값(threshold) 및 지속시간(persistence count)을 어떻게 설계하여야 하는 가에 관한 문제를 통계학적인 해석을 사용하여 그 해결법을 제시하였다. 또한, 무인 비행체의 생존확률을 증대시킬 수 있는 해석적 다중화 가법에 대한 문제를 칼만 필터링 (Kalman filtering)을 적용하여 접근하였다. 여기서 제시된 방법으로 설계된 CCM 및 칼만 필터링을 이용한 해석적 다중화의 설계 결과들은 XV-15 틸트 로터 비행체에 적용되어, 그 설계의 타당성이 시뮬레이션을 통하여 검증되었다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제5권1호
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• pp.104-109
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• 2007

This paper is about a redundancy management system design for the Smart UAV(unmanned aerial vehicle) which utilizes the tilt..rotor mechanism. In order to meet the safety requirement on the PLOC(probability of loss of control) of $1.7{\times}10^{-5}$ per flight hour for FCS (flight control system) failures, a digital FCS is mechanized with a dual redundant structure. A fault detection system which is composed of a CCM(cross channel monitor) and analytic redundancy using the Kalman filtering is designed, and its effectiveness is evaluated through experiments. A threshold level and persistence count for managing redundant sensors are designed based on the statistical analysis of the FCS sensors. To increase the survivability of the UAV after the loss of critical sensors in the SAS(stability augmentation system) and to provide reference information for a tie-breaking condition at which an ILM(in-line monitor) cannot distinguish the faulty channel between two operating ones, the Kalman filter approach is investigated.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 추계 학술대회논문집
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• pp.95-99
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• 2004

The developing Smart UAV in KARI supposes high speed flight as like a conventional plane, as well as vertical takeoff and landing as like a helicopter. Therefore, the air intake system should be designed to provide the sufficient air flow to the engine and the maximum possible total pressure recovery at the engine intake screen over a wide range of flight conditions. For this purpose, we designed the intake system using a pilot type intake model and plenum chamber In this paper, we designed the intake model and analyzed the performance of designed intake system using the general-purpose commercial CFD code, CFD-ACE+ For 3-D calculation, we generated mesh using the unstructured gird and used $\kappa-\epsilon$ turbulence model. The analysis results of the total pressure variation and the velocity distribution was illustrated in this paper. The pressure recovery and distortion coefficient at a plane coincident with the compressor inlet were calculated and streamline variation through the intake system was investigated at the worst condition as well as the standard flight condition.

• 한국추진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.63-69
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• 2011

스마트 무인기의 엔진은 터보 축 엔진이지만 추진계통 제어는 회전익 항공기와 고정익 항공기에 필요한 특성을 모두 가져야 한다. 향후 전자식 엔진제어기를 개발하기 위해서는 틸트 로터 항공기의 엔진 운용 경험과 데이터를 축적할 필요가 있다. 이를 위해 정상상태 및 천이 상태에서의 엔진성능을 예측할 수 있는 프로그램을 활용하여 비행시험 데이터를 보완할 수 있다. 본 연구에서는 비행시험으로부터 수집한 엔진성능 데이터를 이용하여 동적 거동 해석 프로그램을 개발하고, 비행시험 결과 및 정상상태 엔진성능예측 프로그램으로 계산한 결과와 비교하여 프로그램의 정확도를 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권8호
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• pp.26-33
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• 2005

틸트로터 비행체 개념인 스마트무인기는 수직이착륙, 장기체공, 그리고 고속비행성능을 동시에 요구한다. 이와 같은 세 가지의 상반된 비행체 성능의 구현을 위해서는 비행모드별로 최적의 공력성능을 갖도록 하는 플랩시스템의 운용이 불가피하다. 스마트무인기의 플래퍼론을 설계하는데 있어서 다양한 후보 형상을 생성하고, 이들 형상에 대해 전산유동해석을 수행하여 각 형상에 대한 공력성능을 분석하였다. 이와 같은 공력성능과 실제형상의 구조적인 단순성을 고려하여 스마트무인기의 최종 플래퍼론 형상을 선정하였으며, 40% 축소모델에 대한 풍동시험을 통해 선정된 플래퍼론에 대한 성능을 검증하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제9권1호
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• pp.100-110
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• 2008

It is not easy to monitor and identify all engine faults and conditions using conventional fault detection approaches like the GPA (Gas Path Analysis) method due to the nature and complexity of the faults. This study therefore focuses on a model based diagnostic method using Neural Network algorithms proposed for fault detection on a turbo shaft engine (PW 206C) selected as the power plant for a tilt rotor type unmanned aerial vehicle (Smart UAV). The model based diagnosis should be performed by a precise performance model. However component maps for the performance model were not provided by the engine manufacturer. Therefore they were generated by a new component map generation method, namely hybrid method using system identification and genetic algorithms that identifies inversely component characteristics from limited performance deck data provided by the engine manufacturer. Performance simulations at different operating conditions were performed on the PW206C turbo shaft engine using SIMULINK. In order to train the proposed BPNN (Back Propagation Neural Network), performance data sets obtained from performance analysis results using various implanted component degradations were used. The trained NN system could reasonably detect the faulted components including the fault pattern and quantity of the study engine at various operating conditions.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.1-9
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• 2004

수직이착륙과 고속수평비행이 기능한 스마트 무인기 개발의 일환으로 초기개념설계용 성능예측 프로그램을 작성하였다. 스마트 무인기가 요구하는 설계조건을 기반으로 각 임무 단계 수행과정에서의 연료소모중량을 반복계산하여 전체 중량을 예측하고, 동시에 무인기의 주요형상변수, 추진성능, 수직이착륙성능, 수평비행성능 등의 계산을 통해 성능예측 및 설계요구조건 만족여부 판단, 경향성 분석을 수행할 수 있다. 동 프로그램은 수직이착륙 무인항공기 비행체의 초기개념설계단계에서 비행체의 경향성 분석, 비행성능 예측 및 설계 요구조건 검증 등을 손쉽고 간편하게 수행 할 수 있는 도구도서 사용할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.679-686
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• 2018

저자의 이전 논문[1]에서 저자는 미국과 유럽의 회전익기 개발의 현황을 비교하였다. 본 논문에서는 미국에 경쟁적이 우위를 차지하기 위한 21세기를 대비하는 유럽의 회전익 기술개발 현황에 대한 좀 더 구체적으로 조사해 보고자 한다. 유럽은 21세기 초 회전익을 포함한 항공 사업을 효율적이며 조직적으로 운영하기 위해 범 유럽단위의 "ACARE"라는 비관료기관을 설립하였고, 이 조직을 중심으로 유럽연합에서 지원하는 전체 유럽의 차세대 항공사업 R&D 프로그램이 효율적이고 경쟁적이기 위한 의제를 설정하였다. 회전익기 분야의 개발에 대한 과정은 다음과 같다. 1) 객실의 소음/진동 절감(FRIENDCOPTER), 2) 회전익의 효율증가와 회전익에서 유도되는 소음 절감을 위한 핵심 기술의 개발(GRC), 그리고 최근에 시작된 고속/장거리 운행을 위한 차세대 회전익 개발(Fast Rotorcraft). 앞에서 언급하였듯이 이 모든 모든 R&D 프로그램들은 기본 연구 의제, 특히 환경 영향에 대한 요구조건을 만족하여야만 한다. 이러한 과정을 통하여 유럽 회전익 사업은 현재와 미래에서의 시장 점유에 성공적인 업적을 이루었을 뿐 아니라 시장의 요구(고속/장거리운행)를 만족하는 차세대 회전익기인 복합형/tiltrotor 형상의 개발에도 충분한 준비를 하게 되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권1호
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• pp.75-84
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• 2021

저자는 이전 두 편의 논문[1,2]을 통하여 미국과 유럽의 헬리콥터/회전익 개발에 대한 현황을 발표하였다. 그러나, 최근 세계적으로 진행되고 있는 차세대 회전익의 개발은, 이제까지 전통적으로 사용되었던 헬리콥터의 단점을 보완하는 새로운 형상(틸트 로터, 동축반전, 복합형)의 회전익 수직 이착륙기들이 나타나고 있다. 이러한 새로운 형상의 회전익 개발을 위해서는, 이제까지 전통적인 헬리콥터 개발에 사용되었던 기본개념설계/통합해석 프로그램을 한 단계 업그레이드한 새로운 설계/해석 프로그램이 필요하다. 미국과 유럽에서는 이미 반세기 이상 자체 축적되었던 기술 및 데이터 베이스를 이용하여 새로운 개발 프로그램들이 만들어지고 있다. 국내에서도 지난 20여 년간 헬리콥터와 다양한 형상의 회전익 개발이 이루어지면서 국내 연구진들에 의해 요소기술(공력, 구조해석 및 동역학, 비행역학, 소음해석 등 분야)들이 개발되었고 여전히 진행 중이다. 이들 개발된 요소기술들의 성숙도는 해외 선진국에 상응하는 정도이다. 본 논문에서는 미국/유럽에서 사용되고 있는 차세대 회전익 개발에 사용되는 기본개념설계/통합해석 프로그램들에 대한 장/단점들을 요약해 보고, 또한 앞에서 언급한 국내 연구진들에 의해 축적된 기술들에 대한 평가와, 이들을 통합하여 우리자체의 기본개념설계/통합해석 프로그램을 개발하는 가능성과 문제점들을 조사해 보았다.