• 한국항공우주학회지
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• 제49권3호
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• pp.233-241
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• 2021

전기 동력 수직 이착륙 도심 항공 모빌리티 (eVTOL UAM)의 실현 가능성이 커짐에 따라 다수의 기업과 연구소에서 많은 연구가 진행되고 있다. 항공기 개발 과정에서 비용 예측은 예산 및 상업성 분석 측면에서 필수적인 요소이다. 그러나 형상의 다양성과, 비용 정보의 비공개 등의 이유로 eVTOL UAM의 비용 예측에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 항공기 비용 예측 방법을 수정 및 보완하여 다양한 형상을 고려할 수 있는 eVTOL UAM의 항공기 비용 예측 방법을 제시한다. 방법의 이해를 돕기 위해 Wisk Cora의 항공기 비용을 예시로 계산하였다. UAM 분석 보고서와 6종의 대표 eVTOL UAM 가격의 상대적인 비교를 통해 제시된 방법의 타당성을 간접적으로 검증하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권4호
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• pp.121-125
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• 2022

4차 산업혁명의 기술이 발전함에 따라 공간정보의 디지털화가 심화되고 있다. 이제는 스마트폰으로도 메가시티 내의 국가·군사중요시설의 위치를 쉽게 식별할 수 있다. 이로 인해 메가시티의 국가·군사중요시설은 전통적 위협뿐만 아니라 테러, 사이버 해킹, 범죄 활동 등과 같은 비전통적 위협에 노출되었다. 본 연구에서는 이와 같은 위협으로부터 메가시티의 국가·군사중요시설을 방호할 수 있는 방안을 제시하였다. 시간·자원의 제약을 고려할 때, 모든 국가·중요시설을 방호하는 것은 제한되므로 이들의 핵심노드에 집중해야 한다. 구체적으로 핵심노드와 주변 환경과의 조화로운 설계 및 배치, 지하·복토화, 허식(虛飾) 등의 방법을 융·복합하는 방안을 대책으로 제시하였다. 향후, 도심항공모빌리티와 자율주행차량의 등장으로 디지털 공간정보의 투명성은 더욱 증대될 것이다. 따라서, 미래 위협에 대비하기 위해 메가시티 핵심노드의 노출을 최소화하기 위한 방안이 강구되어야 할 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권2호
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• pp.111-118
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• 2022

전기-기계식 구동기(EMA)는 전기 모터와 기계적 동력전달 요소를 결합한 것으로 설계 자유도와 유지보수 측면에서 도심 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 본 논문에서는 UAM의 로터 블레이드 피치각을 조종하는 EMA에 대한 연구 결과를 제시한다. 구동기는 역구동형 롤러 스크류를 기반하며, 2절 링크를 통하여 블레이드 피치각을 조종한다. 구동기만의 동역학과 이것을 포함한 블레이드 피치운동의 동역학 방정식을 유도하였다. 블레이드 피치 동역학 방정식의 경우 링크의 영향으로 등가 관성모멘트는 링크 각도에 따라 변한다. 넛트 운동의 관점과 블레이드 피치 운동의 관점에서 등가 관성모멘트의 변동을 분석·비교하는 과정을 제시하였다. 사례로 선정한 모델의 경우에 전자의 등가 관성모멘트 변동이 후자에 비하여 작았으며, 그래서 넛트 운동의 관점에서 유도한 모델이 제어기 설계에 적합하다고 판단한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.20-29
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• 2021

항공기 추진시스템 전동화, 분산추진기술, 자율지능기술의 발달로 전기추진 수직이착륙 항공기(eVTOL: Electric Vertical Take-off and Landing)를 활용한 도심항공교통서비스 구현 가능성이 높아짐에 따라 미국, 유럽 등 항공선진국들에서 전기추진 수직이착륙 항공기에 대한 인증제도 연구가 활발히 진행되고 있다. 2019년 유럽항공안전청이 수직이착륙 항공기를 위한 새로운 기술기준 SC-VTOL을 고시하는 등 근시일 내 인증제도 마련이 예상되나 국내 인증제도는 eVTOL 항공기의 개발과 시장 운용에 대비가 미비하다. 본 연구에서는 해외 eVTOL 개발과 인증제도 마련 동향을 조사하고, 미국/유럽의 제도개선 방향을 분석하여 국내에 관련 인증제도 마련을 위한 고려사항을 분석하였다. 이 후 SC-VTOL과 현행 국내 항공기기술기준을 비교분석하고 국내 eVTOL 항공기 형식증명/형식증명승인을 위한 방안을 제시하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.30-44
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• 2021

동축 반전 프로펠러는 기존의 단일 프로펠러와 달리 추가적인 설계 변수의 증가로 인해 실험적 성능평가에 비용과 시간 측면에서 여러 제약이 따른다. 또한 상/하단 프로펠러 사이의 상호 간섭으로 인하여 수치 해석에 있어서도 많은 시간과 자원이 요구된다. 본 연구에서는 시간 효율적인 수치해석기법인 actuator 기법을 활용하여 제자리 비행하는 동축 반전 프로펠러의 공력 성능에 관한 수치적 연구를 수행하였다. 상용 CFD 코드인 ANSYS Fluent 결과와 비교하여 해석기법의 정확성을 검증하였다. 해석 변수로는 동축 반전 프로펠러의 축 간극과 회전속도를 선정하였으며, 다양한 조건에서 동축 반전 프로펠러의 공력 성능을 획득하였다. 획득한 공력 성능을 바탕으로 단일 프로펠러와 동축 반전 프로펠러의 제자리 비행 효율 계수를 획득하고, 단일 프로펠러의 성능으로 동축 반전 프로펠러의 성능을 예측할 수 있는 예측 인자를 도출하여 actuator 기법의 활용성을 평가하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.131-142
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• 2023

본 연구는 공유 전동 킥보드 불법 주차 문제를 해결하고 서비스 품질을 개선하기 위하여 새로운 스테이션 선정 알고리즘을 제안하는 것을 목표로 한다. 최근 도시 교통 문제의 해결 방안으로 대중 교통과 최종 목적지를 연결하는 퍼스트-라스트 마일 수단으로 공유 전동 킥보드가 주목받고 있다. 그에 따라 공유 전동 킥보드 시장도 급속도로 성장하면서 그로 인한 문제 또한 심화되고 있다. 이에 본 연구에서는 문제의 본질을 파악하기 위해 텍스트 데이터를 수집하여 'LDA 토픽 모델링'으로 공유 킥보드에 관한 이슈를 보행자와 이용자 관점에서 살펴보고 이를 바탕으로 스테이션 증설 알고리즘을 마련하려 한다. 기존에 이미 일부 주차장이 설치되어 있지만 기존의 주차장 위치는 실제 견인 다발 지역과 불일치한다. 따라서 본 연구에서는 '서울특별시 전동 킥보드 견인 현황' 데이터와 여러 요인을 반영하여 DBSCAN을 통한 1차 클러스터링 후, K-means를 적용하는 혼합형 클러스터링 기법으로 실제 견인 밀도가 높은 곳에 스테이션을 설치할 수 있는 알고리즘을 제안한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제8권2호
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• pp.103-110
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• 2022

Ultrafine Particle number and size distributions were simultaneously measured at rural area around the power plant in Dangjin, South Korea. New Particle formation and growth events were frequently observed during January, 2021 and classified based on their strength and persistence as well as the variation in geometric mean diameter(GMD) on January 12, 21 and 17. In this study, we investigated mechanisms of new particle growth based on measurements using a high resolution time of flight aerosol mass spectrometer(HR-ToF-AMS) and a scanning mobility particle sizer(SMPS). On Event days(Jan 12 and 21), the total average growth rate was found to be 8.46 nm/h~24.76 nm/hr. These growth rate are comparable to those reported for other urban and rural sites in South Korea using different method. Comparing to the Non-Event day(Jan 17), New Particle Growth mostly occurred when solar radiation is peaked and relative humidity is low in daytime, moreover enhanced under the condition of higher precusors, NO₂ (39.9 vs 6.2ppb), VOCs(129.5 vs 84.6ppb), NH₃(11 vs 4.7ppb). The HR-ToF-AMS PM_1.0 composition shows Organic and Ammoniated nitrate were dominant species effected by emission source in domestic. On the other hand, The Fraction of Ammoniated sulfate was calculated to be approximately 16% and 31% when air quality is inflow from China. Longer term studies are needed to help resolve the relative contributions of each precusor species on new particle growth characteristics.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권12호
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• pp.819-828
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• 2022

본 연구는 일반적인 쿼드 틸트 로터 타입의 전기 추진 수직이착륙 항공기에 대하여 배터리의 성능에 따른 기체 사이징의 민감도를 분석하였다. Uber Elevate와 NASA가 제시한 임무 요구도를 기반으로 초기 기체 사이징을 수행하였으며, 200Wh/kg~400Wh/kg의 배터리 팩 기준 비에너지와 4C~5C의 연속 방전율 범위에 대하여 항공기의 총 중량은 5,000lb~11,000lb으로 예측되었다. 기체 총 중량을 7,000lb를 가정 시 가용 출력과 가용 에너지 측면에서 각각 요구되는 배터리 사양을 도출하였으며, 배터리 비에너지와 방전율의 영향을 분석하였다. 배터리 팩 고장 및 프롭 로터 고장과 같은 조건을 고려하여 배터리 최대 방전율 또한 제시하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.269-273
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• 2023

본 연구는 K-UAM 로드맵[1]을 바탕으로, 초기 UAM 조종사 교육훈련 커리큘럼 구성에 필요한 주요 교육훈련 과목을 선정하기 위해 수행하였다. 현재 UAM 기체는 VTOL 기능을 중심으로 수직 이착륙이 가능한 회전익 항공기와 유사한 특성을 갖는다. 따라서 본 연구에서는 회전익 비행교육을 대표하는 육군항공학교의 회전익 조종사 양성 교육 커리큘럼을 비교군으로 선정하여 초기 UAM 조종사 양성을 위한 교육훈련 과목을 선정하였다. 먼저 육군의 회전익 조종사 교육훈련 과목을 바탕으로 AHP 설문을 위한 계층구조를 설계하였으며 각 계층의 전문가들을 선별하여 AHP 설문을 수행하였다. AHP 분석을 통해 우선순위로 부여한 교육훈련 과목을 초기 UAM 조종사 훈련에 적용한다면 교육훈련 효과와 궁극적으로 UAM의 안전운항에 기여할 것으로 본다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.374-381
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• 2023

본 연구는 기존 UAM에서 주로 사용하는GNSS 항법과 협동 운용할 수 있도록 지상기반 C밴드 주파수(5.03~5.15GHz)를 이용한 전파항법 VOR/DME 구현에 관한 것이다. 이것은 항공우주를 감독하는 미연방항공국 규칙 Title 14 CFR- Aeronautics and Space 135.165에서 제시한 '2개 이상의 독립적인 항법소스를 비행체에 적용' 규정사항을 충분히 만족할 수 있는 항법기술 중 하나이다. 본 연구에서는 무인항공기용 주파수 5.03~5.15 GHz를 사용하였으며, 무인항공기에서 도착 버티포트까지의 방위각과 거리정보를 획득에 필요한 VOR/DME 시스템 구현을 수행하였다. 이를 위하여, 전파 전파경로 손실분석에 의한 링크버짓 도출, 소형화된 도플러 VOR용 안테나 형상설계 및 기존 항공기용 보다 측위거리 해상도가 향상된 DME 설계 등을 수반하였다. 본 연구 결과물은 지상기지국과 UAM에 장착할 수 있는 단말기로 구성되며, 각각 시제품 제작 및 주요 성능검증을 수행하였다.