국외에서 개발이 진행되고 있거나 완료된 UAV에 적용된 추진기관의 성능 특성을 분석하였다. 본 연구에서 총 10종의 UAV의 임무 및 성능 특성을 검토하고 민간항공기 및 군용항공기와 성능 특성을 비교 검토하였다. 또한, UAV 추진기관의 성능 특성을 정리하고 엔진 설계 파라미터에 대한 분석을 수행하였다. 추진기관의 추력, SFC 및 설계변수인 압축비, 바이패스비에 대해 민간 및 군용항공기 엔진과 비교하여 검토하였으며, 본 연구를 통해 UAV에 따른 설계 파라미터를 보다 잘 이해할 수 있었다.
무인항공기의 기술이 많이 보급화 되면서 다양한 종류의 무인항공기 및 임무 다변화에 따라 다양한 종류의 임무 장비가 개발되고 있다. 그중에서도 국내에서는 소형 무인항공기가 활발히 개발되고 있으며 소형 무인기의 효과적인 조정을 위한 비행제어 시스템과 임무 장비의 연동 시스템이 필요하고, 또한 데이터를 처리하여 지상 운용시스템으로 전송을 위한 효율적인 통신장비의 구성 및 운용이 요구되고 있다. 본 논문에서는 소형 무인항공기의 임무 및 제어를 위하여 비행제어 시스템과 임무 장비 제어 시스템을 이용한 임무 장비의 확장, 데이터 링크 통합 및 통신장비 운용에 대하여 서술하였으며 이를 통하여 효과적인 소형 무인항공기의 운용에 대하여 정리하였다.
The results of control law design for a tilt-rotor unmanned aerial vehicle that has a nacelle mounted wing extension (WE) are presented in this paper. It consists of a control surface mixer, stability and control augmentation system (SCAS), hold mode for altitude / speed / heading, and a guidance mode for preprogram and point navigation which includes automatic take-off and landing. The conversion corridor and the control moments derivatives between the original tilt-rotor and its variant of the nacelle mounted WE were compared to show the effectiveness of the WE. The nacelle conversion of the original tilt-rotor starts when the airspeed is greater than 30 km/h but its WE variant starts at 0 km/h in order to reduce the drag caused by the high incidence angle of the WE. The stability margins of the inner loop are presented with the optimization approach. The outer loops for the hold mode are designed with trial and error methods with linear and nonlinear simulation. The main control parameter for altitude control of the helicopter mode is thrust command and it is transferred to the pitch attitude command in airplane mode. Otherwise, the control parameter for the speed of the helicopter mode is the pitch attitude command and it is transferred to the thrust command in airplane mode. Therefore the speed and altitude hold mode are coupled to each other and are engaged at the same time when an internal pilot engages any of the altitude or speed hold modes. The nonlinear simulation results of the guidance control for the preprogrammed mode and point navigation are also presented including automatic take-off and landing in order to prove the full control law.
An unmanned aerial vehicle (UAV) is an aircraft controlled by .emote commands from ground station and/o. pre-programmed onboard autopilot system. A navigation system in the UAV provides a navigation data for a flight control computer(FCC). The FCC requires accurate and reliable position, velocity and attitude information for guidance and control. This paper proposes an ADGPS/INS integrated navigation system for a UAV. The proposed navigation system comprises an attitude determination GPS (ADGPS) receive., a navigation computer unit, and a low-cost commercial MEMS inertial measurement unit(IMU). The navigation algorithm contains a fault detection and isolation (FDI) function fur integrity. In order to evaluate the performance of the proposed navigation system, two flight tests were preformed using a small aircraft. The first flight test was carried out to confirm fundamental operation of the proposed navigation system and to check the effectiveness of the FDI algorithm. In the second flight test, the navigation performance and the benefit of the GPS attitude information were checked in a high dynamic environment. The flight test results show that the proposed ADGPS/INS integrated navigation system gives a reliable performance even when anomalous GPS data is provided and better navigation performance than a conventional GPS/INS integration unit.
본 연구는 미래 성장산업으로 각광을 받고 있는 무인비행장치 교육훈련 및 조종자격증명제도 개선방안을 항공선진국의 사례와 전문가 인터뷰를 통하여 제시하였다. 개선방안으로 무인비행장치 조종사에 대한 명확한 개념의 정립, 무인비행장치 자격증명 및 자격증명 유지를 위한 제도시행, 자격증명 취득을 위한 표준교재 개발과 보급, 모의비행장치 인증기준 마련 등을 제시하였다.
Feathering spindle is one of the critical parts of the rotor system in the Smart Unmanned Aerial Vehicle(SUAV) that it was manufactured with special material, Maraging C300. During the initial ground and tie-down flight tests of the SUAV, surface of the feathering spindle contacting to the needle-roller bearings showed excessive wear and dent due to high vibrating loads transferred from the rotating blades. Gas nitriding process was applied to the bearing contact surface of the feathering spindle to increase surface hardness so as to improve the surface defects. This paper briefly presents the gas nitriding process adopted and the spindle quality improvements including wear and corrosion resistance.
본 연구는 우리나라의 자동차산업, 조선업 등 일부 중공업이 세계적으로 높은 수준의 생산규모와 기술수준을 달성한 것에 비해 상대적으로 발전이 저조한 항공기산업을 육성하기 위해서는 어떠한 법적, 정책적 사안의 개선이 필요한지에 대해 알아보는데 그 의의가 있다. 우리나라의 항공기산업이 여타 산업에 비해 저조한 성장세를 보이고 있는데 국가 경제규모를 비롯하여 관련 산업의 발달 수준, 항공기 기술 수준, 항공기 제조 수요 등의 변수를 적절히 사용할 수 있는 시장구조를 구축하지 못했기 때문이라고 볼 수 있다. 대부분의 산업은 경쟁체제의 시장구조 하에 민간이 주도하여 성장하지만, 항공기산업과 같은 중공업은 막대한 규모의 초기 투자비용과 높은 기술력, 충분한 양의 수요를 확보하여야만 최소한의 경제성을 유지할 수 있기에 불완전경쟁체제의 시장구조 하에 정부가 주도하여 성장하는 것이 일반적이다. 이에 우리나라의 항공기산업은 군 수요를 중심으로 하는 군용 항공기를 개발하고 양산하는 것에 집중되어 있었으나, 미국과의 BASA(Bilateral Aviation Safety Agreement; 상호항공안전협정)를 체결함으로써 분위기의 반전을 도모하였다. 이에 차세대 중형항공기 개발 사업을 추진하기 위한 예비타당성 조사까지 2010년에 수행되었으나 컨소시움 대상인 캐나다의 Bombardier사와 입장 차이로 인해 무산되고, 현재는 한국항공우주산업(KAI)이 단독으로 Bombardier사의 Q400 면허생산을 추진 중이며 그마저도 순탄치 않다. 이처럼 개발에 난항을 겪고 있는 중대형 민간 항공기에 비해 KAI와 항우연 등에서 민수용 헬기를 비롯하여 무인항공기, 유인항공기의 무인화 기술을 성공적으로 개발하고 있다. 또한 무인항공기 분야는 세계적으로 독점적인 영향력을 행사하고 있는 제조사가 아직까지 마땅하지 않으므로 향후 항공기산업 육성을 위해 민간용 헬기 및 무인항공기 분야에 초점을 맞추어 정부 주도의 연구개발사업을 추진할 필요가 있다고 본다. 또한 KT-1과 T-50과 같은 군용항공기도 순조롭게 수출되고 있는 추세이며, 대한민국 내 항공기 제조에 관한 최대 수요자는 군이라는 점을 간과할 수 없으므로 민군겸용 개발(spin-up), 군용기술 개발 후 민간이전(spin-off), 민간기술 개발 후 국방 분야 활용(spin-on)이 가능하도록 국가연구개발사업과 국방연구개발 사업을 동시에 추진할 필요가 있다. 그러나 양 사업은 사업추진 방식과 전담부서, 기술료 제도에 있어 여러 차이점이 있다. 이에 본 연구를 통해 국가연구개발사업과 국방연구개발사업의 기술 소유권과 실시권, 그리고 기술료 제도에 대해 알아보았다. 그리고 해당 제도의 문제점을 확인하고 개선방안을 도출하였다.
LiDAR 기술은 실제와 유사한 수준의 3차원 영상 정보를 제공하는 센싱 기술로, 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이 기술을 실제 활용하기 위해서는 복잡하고, 방대한 데이터 처리가 요구되며, 이에 급변하는 상황에서 빠른 대응이 필요한 군사 작전에서의 활용은 제한적이다. 본 논문에서는 무인기 플랫폼 기반의 실시간 LiDAR 데이터 처리구조를 제안하여 LiDAR 데이터 처리를 위해 무인기-고성능 데이터 처리영역 간 병렬처리와 오프로딩을 통해 실시간 수준의 탐지 정보를 제공하도록 제안한다. 또한, 제안 구조의 적용 가능성 검증을 위해 기존 처리 방식과 무인기 플랫폼의 처리환경과 유사한 ARM 클러스터에서의 병렬 처리 방식에서 실제 LiDAR 데이터의 보간 처리를 통해 처리시간, 용량을 확인하는 실험을 수행하였고, 기존 방식과 유사하거나 양호한 결과를 확인하였다. 향후 제안 구조를 기반으로 실시간성 보장이 요구되는 무인 침투자 감시 등 군사 작전에 활용될 수 있을 것이다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제7권2호
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pp.145-154
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2006
Many kinds of unmanned aerial vehicles (UAVs) have been developed for a few decades and some of them are now in operational use. Although each UAV as well as a piloted aircraft might have restrictions to execute some tasks simultaneously or to carry some payloads, one with an automatic chase aircraft might have the potential of multi-capabilities to conduct a variety of missions or to carry more storages. This paper introduces a chase UAV control system to enhance a leader (reference) aircraft capability which has storage restriction. The automatic chase guidance and control system will be introduced with the pure pursuit guidance law combined with relative velocity error corrections, and a dynamic inversion technique in order to generate the guidance forces.
An application of adaptive flight controller is required for the non-linear and high uncertain system that configuration of tiltrotor aircraft is dramatically changed from rotary wing mode to fixed wing mode. In this paper, the applicable adaptive controller for the tiltrotor aircraft was designed using Neural Networks and DMI (Dynamic Model Inversion). The performance of the SCAS (Stability and Control Augmentation System) was simulated against manned military specification, using the fullscale model of 'Smart UAV(Unmanned Aerial Vehicle)' developed by Korea Aerospace Research Institute. And Neural Networks based adaptive controller was verified through its whole operating envelope using the established HQ (Handling Quality) criteria.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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