• Title/Summary/Keyword: 비행자세

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Dynamic Modeling and Stabilization of a Tri-Ducted Fan Unmanned Aerial Vehicles using Lyapunov Control (삼중 덕티드 팬 비행체 운동모델링 및 리아푸노프 제어를 이용한 안정화)

  • Na, Kyung-Seok;Won, Dae-Hee;Yoon, Seok-Hwan;Sung, Sang-Kyung;Ryu, Min-Hyoung;Cho, Jin-Soo;Lee, Young-Jae
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.40 no.7
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    • pp.574-581
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    • 2012
  • Because of the exposed blade, the UAV using the rotors entail the risks during operation. While a wrapped duct around the fan blades reduces risks, it is a higher thrust performance than the same power load rotor. In this paper, for applying advantages of a ducted fan, the tri-ducted fan air vehicle configuration is proposed. The vehicle has three ducted fans. Two of them are the same shape and size and the third one is the smaller. It is possible to control a rapid attitude stability using thrust vector control. The equations of motion of the tri-ducted fan were derived. Lyapunov control input was applied to the system and stable inputs were derived. A nonlinear simulation was fulfilled by using parameters of a prototype vehicle. It verified a stable attitude and analyzed results.

Improvement of Unexpected Pitch Down Tendency of an Aircraft (항공기 기수 숙임 현상 개선)

  • Kim, Chong-Sup;Kwon, Hui-Man;Koh, Gi-Ok;Han, Kwang-Ho;Lee, Seung-Deok;Hwang, Byung-Moon;Kim, Seong-Jun
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.39 no.2
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    • pp.162-169
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    • 2011
  • The flight control system utilize RSS(Relaxed Static Stability) criteria in both longitudinal axes to achieve performance enhancements and improve stability. The aircraft using digital flight-by-wire flight control system receives aircraft flight conditions such as pitch, roll and yaw rate, normal acceleration from RSA(Rate Sensor Assembly) and ASA(Acceleration Sensor Assembly). These sensors has permissible measurement error related to system safety of an aircraft but, unexpected flight motions are happened by sensing errors such as offset, noise and etc. The unexpected pitch down tendency occurred by ASA sensor bias in 1g level flight with pilot hands-off. This paper addresses the design and verification of flight control law to improve of pitch down or up tendency caused by ASA sensor bias. The result of analysis and flight test reveals that pitch down tendency can be improved by pitch attitude feedback system.

Implementation of Vertigo Warning function for FA-50 aircraft

  • You, Eun-Kyung;Kim, Hyeock-Jin
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.24 no.10
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    • pp.1-9
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    • 2019
  • Fighter pilots are taking 'Advanced Pilot Training' courses to perform their missions perfectly even under adverse conditions. However, there are accidents that fall due to problems with the human body's equilibrium in the acceleration of flight, falling into the 'Vertigo, Spatial disorientation' phenomenon. As such, accidents that fighters fall due to spatial disorientation frequently occur not only in Korea but also abroad. In this study, we implemented the 'Vertigo' warning function in the fighter. First, we analyzed the aircraft's mission computer and the currently implemented warning functions. And we studied the coordinate system to utilize the aircraft attitude information. Based on this, we wanted to provide a visual warning to the HUD when the fighter flies over a certain time in the inverted flight position. Implementing this feature is expected to improve pilot flight safety. In addition, based on the results of this study, we propose a method to implement warning functions through linkage with other subsystems.

Flow Characteristics of Jet Vane Around Supersonic Flow Field (초음속 유동중의 제트베인 유동특성)

  • 박종호;신완순;신필권;박용철;김윤곤
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.34-34
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    • 1998
  • 차세대 비행체가 갖추어야 할 요건으로 다양한 작동 범위에서 다목적으로 사용될 수 있어야 한다는 점이다. 비행체는 작전시 초음속으로 순항해야 하며, 폭탄으로 손상된 비행장에서도 이륙하여 작동할 수 있도록 짧은 이륙과 착륙 거리를 가져야 하기 때문에 현재 비행체보다 더 큰 받음각에서 작동하여 비행시 뛰어난 기동성을 가져야 한다. 제어력을 향상시키기 위해서 받음각과 동압에 의존하지 않고 큰 제어 모멘트를 제공하는 차세대 방법은 엔진의 배기가스를 원하는 비행 방향으로 제어하는 것으로 이러한 방법을 추력 편향 제어(Thrust Vector Control)라고 한다. 기존 공력에 의한 비행 자세제어 방법은 속도의 2승에 비례하는 제어력을 발생하지만, 실속을 피해야하기 때문에 공기력을 이용한 날개 및 비행체의 받음각에 한계가 있어 비행체의 선회능력을 제한하며 고공에서 저속비행 하는 경우에는 공기의 밀도가 낮고 동압이 작게 작용하여 선회능력은 낮아진다. 그러나, 추력 편향 장치는 공력을 이용하지 않고 추력을 이용하기 때문에 실속에 의한 제한이 없어 큰 받음각(70$^{\circ}$-90$^{\circ}$)으로 선회할 수 있어 월등한 기동성을 발휘할 수 있다. 이러한 추력 편향 장치 중 제트 베인형은 소형화가 가능하고, 하나의 노즐로 수직, 수형 및 횡 방향의 3축 제어를 할 수 있어 많이 사용되고 있다.

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Pixhawk mission mode flight control-law structure analysis based on Open-Source (오픈소스 기반 Pixhawk 미션모드 비행제어법칙 구조 분석)

  • Lee, Yeongho;Shin, Seungchan;Mok, Jihyun;Ko, Sangho
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.12 no.3
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    • pp.45-52
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    • 2018
  • This paper deals with the analysis of the inner-loop algorithm of the Pixhawk which is a representative multi-copter open source. The algorithm is based on flight control-law structure. The inner-loop algorithm of the Pixhawk can be divided into a position controller and an attitude controller. The position controller generates the attitude of the multi-copter to move to the destination The position controller also generates the demand force and moment acting on each actuator. We confirm that the position controller saturates the desired acceleration and speed by using a proper relational expression. The expression can be used in order to prevent the sudden change in the attitude of a multi-copter.

Attitudes Estimation for the Vision-based UAV using Optical Flow (광류를 이용한 영상기반 무인항공기의 자세 추정)

  • Jo, Seon-Yeong;Kim, Jong-Hun;Kim, Jung-Ho;Cho, Kyeum-Rae;Lee, Dae-Woo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.38 no.4
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    • pp.342-351
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    • 2010
  • UAV (Unmanned Aerial Vehicle) have an INS(Inertial Navigation System) equipment and also have an electro-optical Equipment for mission. This paper proposes the vision based attitude estimation algorithm using Kalman Filter and Optical flow for UAV. Optical flow is acquired from the movie of camera which is equipped on UAV and UAV's attitude is measured from optical flow. In this paper, Kalman Filter has been used for the settlement of the low reliability and estimation of UAV's attitude. Algorithm verification was performed through experiments. The experiment has been used rate table and real flight video. Then, this paper shows the verification result of UAV's attitude estimation algorithm. When the rate table was tested, the error was in 2 degree and the tendency was similar with AHRS measurement states. However, on the experiment of real flight movie, maximum yaw error was 21 degree and Maximum pitch error was 7.8 degree.

Hydrogen Peroxide Monopropellant Thruster for KSLV-II Reaction Control System (한국형발사체 자세제어시스템을 위한 과산화수소 단일추진제 추력기)

  • Oh, Sanggwan;Kang, Shinjae;Oh, Dongho
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.47 no.5
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    • pp.335-343
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    • 2019
  • The third stage of the KSLV-II is equipped with the reaction control system that performs three axis-control during non-thrust coasting phase and performs a roll axis control during thrust phase. Toxic propellants such as hydrazine have been used for conventional rocket propulsions, however, recently, more studies have been conducted on the use of non-toxic eco-friendly propellants such as ADN and HAN. Especially, hydrogen peroxide has received a growing focus as an emerging propellant. It is considered an alternative of the toxic propellants because of economic advantage in producing the system, conducting operation test, and evaluation of the test result. In this paper, we describes the design, prototype, testing and evaluation of the test results with the 50 N-level hydrogen peroxide monopropellant thruster system which is currently under development.

다목적실용위성 2호 비행모델 시험

  • 박종오;최종연;윤영수;권재욱;김영윤;조승원;안재철
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • 2003.10a
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    • pp.105-105
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    • 2003
  • 인공위성의 개발과정에서 비행모델을 만들기 전 EM (Engineering Model) 들로 구성하는 Electrical Test Bed (ETB) 를 개발하여 위성의 하니스를 포함함 각 서브시스템 전장품들의 성능을 점검하게 되고, ETB 시험기간 동안 발생된 문제점 들은 비행모델 설계와 제작에 반영하게 된다. 다목적실용위성 2호에 대한 ETB를 개발하여 각종 위성 전장품에 대한 성능과 부분품들간의 인터페이스 신호들의 점검을 성공적으로 완료하였으며, 시험기간 동안 발생된 각종 문제점들은 비행모델 설계와 제작에 이미 반영하였다. 본 논문에서는 다목적실용위성 2호 비행모델에 대한 시험을 위하여 각 서브시스템 즉, 원격측 정명령계, 전력계, 자세제어계의 전장품과 탑재소프트웨어 그리고 각종 시뮬레이터들의 구성과 전기/전자적인 기능시험을 위한 시험항목 및 방법에 대해 고찰하고자 한다.

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The Launch Vehicle Autopilot Structure Design and Analysis with Roll Compensation Algorithm (롤 보상알고리듬을 적용한 발사체 자세제어기 구조 설계 및 분석)

  • Park, Yong-Kyu;Oh, Choong-Seok;Sun, Byung-Chan;Roh, Woong-Rae
    • Aerospace Engineering and Technology
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    • v.10 no.1
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    • pp.98-106
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    • 2011
  • This paper is summarized for designing launch vehicle autopilot structure with attitude angle command from guidance algorithm and for evaluating performance of autopilot using launch vehicle six-degree of freedom simulation program. The suggested autopilot has heritage from KSR-III/KSLV-I upper stage autopilot designing experience, and it has two design point. The one is, it must have same performance with KSR-III/KSLV-I upper stage autopilot, the other is, it must be simple autopilot structure and use low number of variable to apply on-board system. It is evaluated the performance using launch vehicle six-degree of freedom simulation program in case of roll maneuvering and no roll control flight condition.

A Search on the Spatial Orientation in Flight (비행시 공간정위 유지에 대한 고찰)

  • Gu, Bon-Sool
    • Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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    • v.2
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    • pp.139-182
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    • 1994
  • 조종사들은 비행시에 일상 생활 환경에서는 경험하지 못하는 여러가지 적대환경에 폭로된다. 이러한 환경에서는 인체의 평형기관은 실제와 일치하지 않는 정보를 제공해 주는 경우가 허다하다. 예를들면, 내이의 미로 전정기관이나 피하압력기관기 등은 항공기의 기동으로 발생하는 중력과 지구의 중력을 구별 하지 못하는 기능의 한계성때문에 계기비행하에서는 대개의 경우 공간정위상실, 즉 비행착각을 유발한다. 이 착각으로 인한 항공기 사고는 통계상에서 상당 부분이 치명사고로 나타나고 있는데, 이러한 사실은 비행착각현상이 비행안전에 극히 위험한 요소가 되고 있다는 것을 실증한다고 할 수 있다. 그러므로 조종사들은 비행시 공간정위 유지를 위한 철저한 대비가 있어야 한다. 공간정위 상실현상이 잘 발생하는 경우는 야간이나 기타 계기비행 환경에서 주위시각이 제약을 받을 때이다. 즉, 계기비행 환경에서의 편대비행시나 고기동시, 그리고 대조물이 모호한 야간의 활주로에서 이착륙할때 등을 들 수 있다. 비행시 공간정위 상실현상을 예방하기 위해서는 첫째로 이러한 유형의 사고분석자료를 토대로 하여 항공기의 설계단계에서부터 제작에 이르기까지 착각을 유발할 수 있는 구조적 요인을 제거해야 한다. 둘째로는 이러한 착각을 유발하지 않는 운항이나 기동방식을 택하여 비행임무를 수행토록 해야한다. 세째로 조종사들은 이러한 착각을 정상적인 인체의 반응에 의한 것이므로 자신에게도 당연히 일어난다는 사실을 용인해야 한다. 네째로 조종사들은 계기비행에 대한 구체적이고 실제적인 훈련을 통하여 계기비행 경험을 쌓아야 한다. 다음은 조종사들의 실제비행시 공간정위 상실현상에 봉착했을때의 처리요령이다. 첫째로 계기비행상황에서 자신의 감각과 계기가 일치하지 않을 때는 즉시 계기를 Cross Check하여 항공기의 자세나 기동형태를 정확하게 파악해야 한다. 둘째로 계기가 조종사의 의도대로 나타나도록 조작하고 이를 철저하게 의지하고 믿어야 한다. 세째로 자신의 감각과 계기가 일치할때까지 수평비행을 유지해야 한다. 그리고 마지막으로, 고성능 항공기가 계기비행중 저공에서 비행착각에 봉착하게 될때의 행동절차를 철저하게 숙지하고 있어야 한다.

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