DOI QR코드

DOI QR Code

Side Force Modeling of Landing Gear and Ground Directional Controller Design for UAV

무인기용 착륙장치 측력 모델링 및 지상활주 제어기 설계

  • Received : 2013.12.10
  • Accepted : 2014.11.28
  • Published : 2014.12.01

Abstract

This paper describes modeling process to obtain precise landing gear model which is necessary to design a control law for ground auto-taxi, auto take-off/landing of UAV. In this paper, landing gear side force modeling is studied to complete a landing gear model of UAV. Side force modeling is performed by calculating cornering angle including steering angle. And ground directional controller is designed by using nose wheel steering and rudder steering at the same time to control course angle error. Accuracy of landing gear side force modeling and ground directional controller is proved by comparing of auto-taxi test results with simulation results.

무인항공기의 자동이착륙을 성공적으로 수행하기 위해서는 자동 지상활주 제어는 반드시 설계되어야 하는 중요한 부분이다. 이러한 지상활주 제어기를 설계하기 위해서는 정확하고 신뢰도 높은 착륙장치 모델은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 착륙장치 모델링을 완성하기 위해서 특별히 착륙장치 측력 모델링을 수행하였다. 조향각 명령을 포함한 Cornering Angle을 계산하여 측력을 모델링하였다. 그리고 모델링된 착륙장치 모델을 포함한 비선형 6자유도 시뮬레이션 환경을 이용하여, 항공기의 바람벡터 방향인 Course Angle 오차를 해소하기 위한 전륜 조향(Nose Wheel Steering)과 러더 조향(Rudder Steering)을 동시에 이용하는 자동 지상활주 제어기를 설계하였다. 설계된 지상활주 제어기를 동일하게 적용하여, 착륙장치 모델을 포함한 시뮬레이션 결과와 실제 무인기를 이용한 자동 지상활주 시험 결과를 비교하였고, 이로써 착륙장치 측력 모델링과 지상활주 제어기의 정확성을 입증하였다.

Keywords

References

  1. Carl Banks, 2000, A Discussion of Methods of Real-time Airplane Flight Simulation, A paper in Aerospace Engineering, The Pennsylvania State University.
  2. Ladislao Pazmany, 1986, Landing Gear Design for Light Aircraft, Vol. 1, Pazmany Aircraft Corp.
  3. Abzug M. J., 1999, "Directional Stability and Control During Landing Rollout," Journal of Aircraft, Vol. 36, No. 3, pp. 584-590. https://doi.org/10.2514/2.2474
  4. Stevens J. E., 1959, "Relaxation Characteristics of Pneumatic Tires," Journal of the Aerospace Sciences, Vol. 26, No. 6, pp. 343-350. https://doi.org/10.2514/8.8086
  5. Stevens J. E., 1961, "Shimmy of a Nose Gear with Dual Co-Rotating Wheels," Journal of the Aerospace Sciences, Vol. 28, No. 8, pp. 622-630. https://doi.org/10.2514/8.9116