• 제목/요약/키워드: Flight Operation

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e-VTOL UAM 항공기의 낙뢰 및 결빙 영향성 분석 및 인증기술에 관한 연구 (Investigation of Effects of Lightning and Icing on an e-VTOL UAM Aircraft and a Proposal for Certification Guidance)

  • 김윤곤;조현승;조재현;박세웅;명노신
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.45-56
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    • 2021
  • 세계 각국은 도심지역 교통체증으로 인해 UAM (Urban Air Mobility) 항공기에 대한 수요가 급부상하고 있다. 전기추진 수직이착륙기(e-VTOL) 개념의 다양한 항공기가 연구개발을 통해 상용화 준비 중이며, 사람이 탑승하는 유인운송수단이므로 감항인증이 요구된다. UAM 항공기의 안전 운항에 치명적인 위협을 가하는 요소는 구조물 손상과 항법 장치 교란을 유발하는 낙뢰와 비행 안정성을 저해하는 결빙이다. 현재 UAM 항공기 관련 낙뢰 및 결빙 인증기술 개발이 미비한 실정이므로, 적절한 감항인증 지침을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서 미연방항공청(FAA), 유럽항공안전청(EASA)의 항공기 관련 법령 및 규정을 분석한 후, 낙뢰 및 결빙 인증지침을 UAM 항공기에 접목하고자 하였다. UAM 항공기에 대한 낙뢰 및 결빙의 영향성을 전산 시뮬레이션을 통해 분석하였고, 향후 운용될 UAM 항공기의 인증을 위한 실무지침 수립의 근거를 제시하였다.

프로펠러 효과를 반영 가능한 패널 기반 신속 공력 해석 기법 개발 (Development of Panel-Based Rapid Aerodynamic Analysis Method Considering Propeller Effect)

  • 태명식;이예빈;오세종;신정우;임주섭;박동훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.107-120
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    • 2021
  • 전기동력 분산추진 비행체는 다수의 프로펠러로 인하여 복잡한 프로펠러 후류 유동 및 기체와의 상호간섭이 발생한다. 이에 따라 초기설계 단계에서는 다양한 형상과 비행 조건에 대하여 프로펠러 구동 효과를 반영한 신속 공력 및 하중 해석이 요구된다. 본 연구에서는 프로펠러 효과를 고려할 수 있는 패널 기반의 효율적인 공력해석 기법을 개발, 검증하였다. Actuator Disk Theory(ADT)에 기반하여 프로펠러 후류 영역의 유도 속도장을 계산하고, 이를 3차원 정상 용출-중첩 패널기법의 비행체 표면 경계조건에 반영하였다. 한국항공우주연구원의 Quad Tilt Propeller(QTP) 비행체 단독 프로펠러와 선행 실험 연구의 프로펠러-날개 형상을 벤치마크 문제로 선정하여 해석을 수행하였다. Actuator 기법 기반의 전산유체역학(CFD) 결과와의 비교를 통해 프로펠러의 후류 속도장과 프로펠러 구동에 따른 날개의 공력하중 분포 변화를 검증하였다. 자율비행 개인용 항공기(Optional Piloted PAV, OPPAV)와 QTP 공력해석에 기법을 적용하고, CFD와의 해석 소요 시간 및 결과 비교, 분석을 통해 기법의 실용성과 타당성을 확인하였다.

공공 자전거 시스템의 효율적 운용을 위한 모델링 및 시뮬레이션: 세종시 사례 중심 (Modeling and Simulation for Analyzing Efficient Operations on Public Bike System: A Case Study of Sejong City)

  • 배장원;최선한;이천희;백의현
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제30권1호
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    • pp.103-112
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    • 2021
  • 최근 정보통신기술의 발달에 따른 공공 자전거 시스템 운영 사례가 증가하고 있다. 대도시의 공공 자전거 시스템은 시민에 대한 공공성과 편리성을 모두 확보해야하기 때문에, 도입부터 운영까지 다양한 이슈에 대한 분석이 필요하다. 또한, 최근 라스트 마일 수단으로 각광받고 있는 개인 모빌리티 사업과의 공존을 위한 다양한 시나리오 역시 대비할 필요가 있다. 본 논문은 공공 자전거 시스템의 효율적 운영 관리를 위한 시뮬레이션 모델을 제안한다. 특히, 제안한 방법은 공공 자전거 시스템의 일반적인 구조와 행태를 모델링 하여 다른 도시에 쉽게 활용할 수 있는 형태로 개발하였고, 컴포넌트 기반의 모델 구성으로 향후 모델의 수정 및 확장이 용이하도록 개발하였다. 본 논문에서는 제안된 방법의 사례로 세종시 공공 자전거 시뮬레이션을 수행하였다. 세종시 공공 자전거 시스템의 데이터를 적용하여 시뮬레이션 결과를 도출하고, 도출된 결과를 세종시 실데이터와 비교하여 검증하였다. 검증된 모델을 이용하여, 세종시에 적합한 공공 자전거 서비스를 설계하고 분석할 수 있는 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

소형발사체 상단용 액체메탄 로켓엔진의 개념설계 (Conceptual Design of a LOX/Methane Rocket Engine for a Small Launcher Upper Stage)

  • 김철웅;임병직;이준성;서대반;임석희;이금오;이기주;박재성
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.54-63
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    • 2022
  • 500 kg의 페이로드를 500 km 태양동기궤도에 이송가능한 소형발사체의 상단에 사용될 3톤급 액체로켓엔진을 설계하고 있다. 소형발사체의 1단에는 비행시험으로 검증된 75톤급 엔진을 사용한다. 상단용 엔진은 액체산소와 액체메탄을 연료로 사용되는데, 이 추진제 조합은 공통격벽탱크를 적용하여 무게 감소가 가능하고 비추력도 높다. 상단엔진의 사이클로는 저압으로 운용되어 신뢰성이 높은 팽창식 사이클을 채택했으며, 노즐 확대비 120이상에서 360초를 상회하는 비추력 성능을 보일 것으로 평가되었다. 엔진의 주요구성품인 연소기와 터보펌프는 목표 비용을 맞추기 위하여 적층제조된다. 엔진은 자가증기가압과 롤추력제어를 위하여 가열된 증기메탄을 제공하고, 이러한 기능을 가진 상단 추진기관시스템은 심우주탐사 등 다양한 임무에 확대 적용 가능할 것으로 기대된다.

소형무인항공기 항법시스템오차 시험평가 방법 (Methodology of Test for sUAV Navigation System Error)

  • 구성관;안효정;주요한;홍석민
    • 한국항행학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.510-516
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    • 2021
  • 최근 무인항공기의 활용 범위와 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 저고도 무인항공기의 경우 유인항공기와 별개의 관리 체계 개발을 통해 별도의 운영 시스템 구축에 관한 연구가 진행되고 있다. 저고도 무인항공기의 경우도 공역을 비행하는 비행체 이므로 비행체의 운영에 필요한 기술 기준 및 인증 제도의 수립이 필수적이며, 이에 대한 연구도 함께 진행되고 있다. 비행체의 운영 기준 및 인증 요건이 제시되는 경우, 이를 확인할 수 있는 시험방법도 함께 제시되어야 한다. 특히, 소형무인항공기의 경우는 비행중 요구되는 항법의 정확도 수준이 유인항공기 또는 대형 무인항공기 보다 정밀한 비행을 요구하므로, 기존의 비행체 비행에서만 확인할 수 있는 비행 결과 정확도 산출이 아닌 별도의 항법오차의 산출이 필요할 것으로 판단하였다. 본 연구에서는 기존 유인항공기와 다른 장시간의 운영 데이터 획득이 어려운 무인항공기에 적용이 가능한 항법 오차 도출에 관한 시험 방법에 대하여 제시하였고, 실증 시험을 수행하였다.

미국 글로벌위성항법시스템(GPS)의 거버넌스에 관한 연구 - 한국형위성항법시스템 거버넌스를 위한 제언 - (A Study on the Governance of U.S. Global Positioning System)

  • 정영진
    • 항공우주정책ㆍ법학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.127-150
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    • 2020
  • 우주개발진흥 기본계획(이하 "기본계획"이라 한다)은 우주개발진흥법에 따라 5년마다 수립되는 우리나라 우주개발에 관한 중장기 정책 목표 및 기본 방향을 정하는 국가계획으로서 우주개발에 관한 우리나라 최고 심의기관인 국가우주위원회의 심의 대상이다. 2018년 2월 국가우주위원회에서 제3차 기본계획이 확정되었다. 제2차 기본계획 및 우주개발 중장기 계획과 비교 시 제3차 기본계획의 두드러진 특징 중 하나는 '한국형 위성항법시스템 구축'이 중점 전략으로 채택되었다는 점이다. 그간 우리나라를 비롯하여 전 세계의 모든 국가가 미국의 글로벌 위성항법시스템인 GPS(Global Positioning System)에 의존해 왔다. 미국은 1983년 소련의 대한항공 007기 격추를 계기로 GPS의 표준위치결정서비스를 전 세계에 무료로 제공해 왔다. 그러나 GPS의 기술적 장애가 발생하거나 국제관계에서 국가 간 이해 충돌로 GPS의 표준위치결정서비스의 무상 제공이 중단될 경우 교통, 에너지, 통신, 금융 등의 국가 기반시설의 통상적인 운영이 불가능하게 되어 궁극적으로 국가의 경제·사회·안보에 큰 피해를 야기할 수 있다. 러시아의 GLONASS, 유럽연합의 Galileo, 중국의 Beidou, 인도의 NavIC 및 인도의 QZSS와 같은 글로벌 또는 지역 위성항법시스템의 등장이 상기와 같은 배경에서 비롯되었다고 할 수 있다. 한국형 위성항법시스템 구축도 마찬가지다. 즉 "국민이 사용하는 IT 기반 기기들과 국가 기간시설이 미국 GPS 등 해외 항법위성에 의존하고 있어 국가 책임하의 안정적 인프라 구축"이 필요하기 때문이다. 현재 위성항법시스템은 도로, 항공, 해양, 재난, 국방, 건설, 물류, 통신, 농축산업 등 국가 전 분야에 활용되고 있다. 다시 말하면 지구관측 목적인 아리랑위성 및 차세대중형위성, 통신 및 해양·기상·환경 관측 목적인 천리안위성 등과는 달리, 한국형 위성항법시스템의 개발, 운영, 활용 등에 있어서 범정부 차원의 역량 집중이 필요하다. 이를 위해서는 위성항법시스템의 종합적·체계적 구축을 비롯하여 활용 관련 각 부처의 주요 정책과 계획을 조정할 수 있는 범정부적 거버넌스가 요구된다. 아울러 위성항법시스템은 수명을 다한 인공위성을 주기적으로 대체해야할 뿐만 아니라 시스템 구축 후 지속적인 운영과 성능 개선을 수반하기 때문에 거버넌스는 법에 근거를 두어야 한다. 우리나라는 아리랑위성, 천리안위성 등과 같이 인공위성을 개별적으로 개발하고 운영한 경험은 풍부하지만, 한국형 위성항법시스템처럼 위성·지상·사용자 시스템을 동시에 개발·운영한 경험, 이른바 거버넌스 경험은 없다. 그러므로 개발·운영에 관한 시행착오를 최소화하기 위해서는 해외 사례의 검토가 요구된다. 미국의 GPS 거버넌스가 대표적인 본보기이다.

항공안전보고제도 개선방안에 대한 연구 (Proposal for improved implementation of aviation safety reporting system)

  • 장만희
    • 항공우주정책ㆍ법학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.337-371
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    • 2015
  • 교통량증가, 항공노선 다양화 등 운항환경 변화로 우리에게 알려지지 않은 항공기사고 위험요인이 계속 출연하고 있어 우리 국민의 생명을 위협하고 있다. 우리정부는 이와 같은 위험요인이 사고전조가 되기 전에 미리 발굴하여 제거코자 운항현장을 대상으로 안전보고제도를 운영하고 있다. 그러나 이와 같이 좋은 취지로 도입된 보고제도는 오늘날 종사자로부터 많은 오해를 받고 있어 본연의 운영목적 달성을 못 하고 있는 실정이다. 종사자는 안전보고가 정부 또는 관리자에게 규정에서 벗어난 본인의 행위를 보고하는 제도로 이의 후속으로 정부의 행정처분 또는 회사의 인사 상 불이익이 있을 수 있다고 인식하고 있다. 본 논문에서는 미국, 영국 등 국내외 항공안전보고제도 운영현황 및 관련 ICAO국제기준을 살펴보고 우리의 항공분야에 도입 운영되고 있는 안전보고제도 발전방향을 제시하였다. 우선, 안전보고로 정부가 얻고자 하는 정보의 범위를 명확히 하고 이를 얻기 위한 정보원을 대상으로 안전보고제도를 운영해야 한다. 그리고 해당 정보를 담을 수 있는 그릇도 적합한 것을 주어야겠다. 다시 말해, 조종사, 정비사, 관제사 등 직군별 얻고자 하는 정보를 명확히 하고 해당 정보를 담을 수 있는 알맞은 탬플레잇(보고양식)을 맞춤형으로 제시 해야만 원하는 정보를 얻을 수 있다. 이와 더불어, 사람으로부터 얻는 정보의 특징을 잘 이해해야겠다. 해당 핵심정보를 단독으로 알고 있는 사람이 자신의 처분이나 개인정보 유포가두려운 상황에서는 정보를 정부나 회사와 공유하지 않을 가능성이 높다고 하는게 대부분의 경우일 것이다. 핵심 안전정보를 소유하고 있는 사람이 해당 정보를 공유하는 것을 꺼리지 않도록 처분완화, 개인정보보호 등을 관련 제반제도 등이 개선되어야 한다. 정부는 정보의 수집은 물론, 정보의 사후관리에도 보다 체계적 노력을 투자해야 한다. 오늘날 IT기술 발달로 데이터는 기계가 분석해 준다는 인식은 절반은 잘못된 인식이다. 기계는 사람이 인풋을 데이터에 따라 아웃풋을 만들어 낸다. 다시 말해, 인풋을 하는 데이터의 품질과 운영체계 등은 사람이 만들어 내야 한다는 뜻이다. 따라서, 기계가 좋은 정보를 잘 받아들이고 분석할 수 있도록 체계적이고 규칙적인 분류체계 및 안전조사절차를 만들어서 운영해야 할 것이다. 마지막으로 강조하고 싶은 것은 이와 같은 좋은 제도가 도입되더라도 운항현장의 안전보고에 대한 인식이 변화하지 않는 한 제도의 실효성이 낮을 수밖에 없을 것이다. 정부는 제도 개선과 더불어 운항현장을 대상으로하는 교육도 철저하게 실시하여 안전문화가 정착하는 분위기 형성을 위한 노력을 아끼지 말아야 할 것이다.

경비행장 개발 및 입지선정에 관한 연구 (A Study on Development and Site selection of an AIRFIELD)

  • 박상용
    • 항공우주정책ㆍ법학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.3-36
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    • 2015
  • 2014년말 기준 항공레포츠 동호인은 약 13만명, 경항공기 356대, 경량항공기 200대, 초경량비행장치 636대에 이르고 있으며, 항공레포츠 산업은 향후 생활수준 향상에 따라 급격히 발전할 유망 레저산업으로 부상하고 있다. 또한 초경량비행장치, 특히 무인비행장치를 활용한 사용사업도 지속적으로 증가하는 추세에 있으며, 향후 이들 장치를 활용한 관광, 레저 사업자 서비스에 대한 수요도 증가할 것으로 전망된다. 본 논문은 경항공기, 경량항공기 및 초경량비행장치 관련 지속적인 수요 증가에 대비하여 경항공기, 경량항공기 및 초경량비행장치 산업 활성화를 위한 "경(소형)비행장 개발의 표준화"를 통한 개발 방안에 대한 연구를 목적으로 하였다. 정부에서 제시하고 있는 항공레저산업의 활성화를 위해서는 전국에 경비행장을 많이 건설하여 운영할 수 있는 인프라를 제공해야 하지만, 각 지자체와 기관들은 앞 다투어 경항공기 비행장 건설에 나서고 있으나, 현실적으로 개발이 된 곳은 많지 않다. 정부차원에서도 경비행장 입지를 위한 연구를 진행한 바 있으나, 후보지만 검토하였고, 실제 건설에 대한 타당성을 수행하고 있지 못하다. 만일 실제로 건설이 된다면, 이러한 비행장의 입지가 과연 적합한지에 대해서는 타당성 검토를 통해 다시 한 번 검증 받게 될 것이다. 그리고 기존 연구보고서들과 관련 문서를 통해 입지선정 요소를 도출해내고, 전문가의 설문을 통해 경비행장의 입지선정 요소들을 분석해 내고자 하였다. 연구모형은 AHP분석을 위해 계층화 형태로 정하였는데, 선행연구 검토를 토대로 가중치를 정하여, 경비행장 입지선정요소에 대하여 2단계 구성을 기술/운영적 요소, 경제/정책적요소로 선정하였다. 그리고 3단계로 기술적 요소, 운영적 요소로 구성하였다. 마지막 단계로는 총 11개 (기상조건, 장애물 제한표면 조건, 공역조건, 운항절차, 소음문제, 환경문제, 시설의 이용성, 건설 및 투자비용, 지역경제 기여도, 접근성, 산업연계성)의 하위요소들을 선정하여 구성하였다. 경항공기 비행장 입지선정 요소 가중치 설문은 본 분야의 전문가 집단인 항공 운항, 관제 등의 교수 및 기장, 교관, 관제사, 정비사 등 전문가 70명을 대상으로 실시하였다. 일관성 지수는 CI=0.02로 일관성이 있는 것으로 나타났다.

구주연합의 항공기 배출 규제 조치의 국제법적 고찰 (Legal Review on the Regulatory Measures of the European Union on Aircraft Emission)

  • 박원화
    • 항공우주정책ㆍ법학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.3-26
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    • 2010
  • 환경 문제에 있어서 세계의 리더로서 앞 서 가는 구주연합(EU)은 2012년 1월 1일부터 EU 역.내외 항공기를 막론하고 EU 회원국 영토를 출발하고 도착하는 모든 항공기 운항자에 대하여 이들 항공기 엔진에서 배출되는 이산화탄소의 배출량을 규제하는 법 Directive 2008/101/EC를 2008년 제정, 공포하였다. 이에 따라 대한항공과 아시아나를 포함하여 EU를 운항하는 많은 EU 역외 항공사들은 지난 2004-2006년 3년간 연 평균 배출량의 97%만을 2012년 배출하고 2013년부터는 95%만을 배출 허용 받으며 부족한 배출량은 배출권 거래 시장에서 구입하여 충당하여야 한다. 상기 EU 조치는 다음과 같은 법적 문제를 야기한다. 첫째, EU의 법은 범 세계적 환경조약인 교토의정서가 선진국 그룹인 기후변화협약의 Annex I 국가에게만 이산화탄소 등 지구온난화가스 배출을 감축토록 한 것에 반한다. 교토의정서 제2조 2항은 지구온난화가스 감축에 있어서 항공기 배출에 관련한 체제를 ICAO를 통하여 해결하도록 위임하였는데 지역 기구인 EU가 이를 자체 지역에만 적용하기 위하여 작성한 것도 문제이다. 둘째, 역외 항공사들이 EU로 운항하는 데에 있어서 공해와 제3국의 상공을 비행하는데 EU 역내 비행에서 이루어지지 않는 여사한 비행 중 발생하는 배출을 어떤 근거로 EU가 규제할 수 있는가이다. 셋째, EU 회원국들이 Annex I 국가로서 교토의정서 상 항공기의 국내운항 배출에 대하여서는 2012년까지 이미 배출 감축의무를 지고 있음을 감안할 때, 2012년부터 시행되는 항공기 배출 감축 조치에 non-Annex I 국가의 항공 운항자를 끌어들이면서 EU 항공사들이 적어도 2012년에는 예상치 않은 이득을 얻는다는 문제도 발생한다. 과거 유사한 EU 주도의 환경관련 국제 분쟁을 살펴본 후, 상기 EU 조치를 국제법적으로 조명하고 결론에서 EU의 조치에 대한 국내적 대처를 간략기술하였다.

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수중글라이더를 활용한 동해 최초 연속 물성 단면 관측 보고 (Report about First Repeated Sectional Measurements of Water Property in the East Sea using Underwater Glider)

  • 임규창;박종진
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제29권1호
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    • pp.56-76
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    • 2024
  • 동해에서 수행된 국내 최장기 수중글라이더 운용 및 연속 단면 관측 결과를 보고한다. 본 연구팀은 수중글라이더를 활용하여 2020년 9월 18일부터 12월 21일까지 총 95일 동안 국립수산과학원(NIFS) 정선 관측 106 라인에 거의 일치하는 37.9 °N 위도선을 따라 동경 129.1 °E ~ 131.5 °E 사이를 6회 왕복하는 국내 최초의 연속 물성 단면 관측을 성공리에 수행하였다. 본 수중글라이더는 2020년 9월 18일 129.1 °E 위치에서 투하되어 9월 19일부터 88일간의 비행 관측을 수행하였고, 2020년 12월 15일부터 6일간 129.2 °E 위치에서 위치 제어 유지(Virtual Mooring)후 회수되며 전체 운용을 마무리하였다. 표층부터 800 dbar 수심까지 톱니형태의 궤적을 그리면서 총 수평거리 2550 km를 비행하는 동안 글라이더의 경로 이탈은 RMS 거리 262 m를 벗어나지 않을 정도의 매우 안정적인 경로 추종 모드를 보여줬다. 비행 관측을 통해 획득한 총 12개의 고해상도 물성 횡단면 자료로부터 수온과 염분의 연속적인 변동이 보이는 아중규모 특성을 확인하였고, 국립수산과학원(NIFS)의 격월 선박 관측 자료와 비교함으로써 시공간 해상도 차이에 따른 뚜렷한 특성을 발견하였다. 첫째는 공간 해상도 차이에 따른 결과로 표층 전선역의 세기 및 이동, 수온약층 강화현상 등 아중규모 현상들이 글라이더 횡단면 자료에서만 뚜렷하게 관찰되었다. 이러한 아중규모 구조는 현행 선박 관측 자료의 정점 간격(25 km) 보다 작다는 특징이 있었는데, 동해 내 아중규모 구조의 이해를 위해서는 고해상도 관측이 필요함을 의미한다. 둘째는 시간 해상도 차이에 따른 결과로 글라이더 자료에서 추출한 평균 7일 간격의 수온과 염분 시계열이 대략 6주 주기를 갖는 월중변동(Intramonthly variation) 특성을 보인다는 것과 대략 1주 동안 급격한 관측치의 변동이 나타난다는 것을 확인하였다. 이는 격월 정선 관측 자료에는 확인되지 않는 특징이다. 따라서, 정선 관측해역의 물성 변동을 이해하기 위해서는 선박 관측과 비교하여 상대적으로 비용이 저렴하고 효율적인 글라이더 관측을 통한 보완이 필요하다고 여겨진다. 마지막으로 두 플랫폼 간 관측치의 편차를 확인하였는데, 이러한 편차의 요인을 공간 규모에 기초한 정점의 정의 및 시간 규모에 따른 변동성, 그리고 각 플랫폼의 CTD 측정 장비의 교정 관점에서 논하였다.