• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.26-37
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• 2023

도시 교통 혼잡과 환경 문제에 대한 대안으로 차세대 비행체 Urban Air Mobility(UAM) 항공기 개발이 주목받고 있다. 이를 위해, UAM 항공기가 수직이착륙할 수 있는 플랫폼인 버티포트(Vertiport) 역시 논의되고 있다. 버티포트로 인한 지면 효과는 UAM 항공기의 공력과 소음 특성에 직접적인 영향을 미친다. UAM 항공기는 인구가 밀집된 도심에서 운용되므로 엄격한 소음 규제가 예상되므로, 설계단계에서 공기역학적 현상과 공력 소음의 정밀한 예측이 요구된다. 본 연구에서는 Lattice-Boltzmann Method(LBM) 시뮬레이션과 투과면 기반의 Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H) 음향상사법을 이용하여 지면 효과에 대한 공력, 유동장, 원거리 소음 방사 특성을 분석하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.386-392
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• 2024

본 논문은 도심항공교통(UAM; urban air mobility) 시뮬레이션 제작을 위해 회전익 모델링과 성능 분석에 특화된 프로그램인 flightlab을 활용하여 정밀 동역학 모델을 구축하였다. flightlab은 저고도 및 도심풍에 의해 로터의 상세 공력 특성이 요구되는 UAM 상세 모델링에 적합하다. 따라서, 본 연구에서는 flightlab을 활용하여 UAM 기체 형상으로 주목받고있는 분산추진방식의 lift-cruise UAM 모델을 UAM 모델 구현 및 성능 분석을 수행하였다. lift-cruise 형상의 UAM 모델은 수직 이착륙과 고정익 비행을 각각 담당하는 모터들로 구성된 비행체이다. 현 시점에서는, UAM 모델링에 대한 flightlab 활용 사례가 부족하며, 기존의 고정익이나 드론 모델로는 충분한 평가를 수행하기에는 어렵다. 이에 따라, 본 연구에서는 동일한 lift-cruise 형상의 모델을 matlab을 이용해 구현하고 성능을 확인한 후, flightlab에서의 결과와 비교하여 모델링의 타당성을 심층적으로 검토하였다. 이 과정을 통해 flightlab을 활용한 UAM 상세 모델링의 가능성을 탐구하고, 미래 교통사업 기술적 진보에 이바지하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.358-367
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• 2020

수도권 지역 직장인들의 평균 출퇴근 시간이 증가하고 도로의 교통혼잡비용이 증가함에 따라 새로운 교통수단의 필요성이 증가하고 있고, 도심항공 모빌리티(UAM)가 그 대안으로 떠오르고 있다. 따라서 본 논문에서는 인구, 교통량, 출퇴근 데이터를 이용하여 서울, 경기 지역에 UAM 수직 이착륙장 위치를 선정하고 운행 경로를 설정하였다. 전기 수직 이착륙 항공기(eVTOL)의 유형을 분석해 UAM에 적합한 추력편향형과 멀티콥터형 eVTOL을 선정하여 설정된 경로를 운행하였을 때 소요시간을 계산하였다. 또한 타 교통수단을 이용하였을 때 소요시간을 UAM 이용 시와 비교 분석하였다. 결과적으로 UAM을 이용한다면 출퇴근 시간이 대폭 줄어들 수 있음을 확인하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권4_2호
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• pp.639-648
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• 2023

In modern society, UAM (Urban Air Mobility) transportation system is being developed as an alternative to urban traffic congestion and environmental problems, and electric vertical take-off and landing (eVTOL) is a combination of vertical take-off and landing function and electric power. It is attracting attention as an innovative next-generation transportation method as an eco-friendly alternative that reduces noise and air pollution by providing efficient mobility within the city. Since eVTOL development requires designing and implementing airframes suitable for various mission purposes, the power system needs to be developed as a platform concept before airframe development. In this study, we empirically proposed a test bench concept equipped with a stable power supply and an efficient control system, essential in developing a power platform with a combined function in the form of a fuselage and module type specialized for various mission purposes. The proposed drivetrain platform test bench consists of a system verifying the stable take-off and landing software and a power platform adjusting the motor's thrust. It will serve as a verification system that can be developed.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.1021-1031
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• 2020

인공지능, 자율항법 등 4차 산업의 기술들이 발전하면서 도심항공교통(UAM)이 도심의 교통 체증에 대한 효과적인 대안으로 고려되고 있으며, 한국을 비롯한 세계의 많은 기업들이 비행체 개발과 운용 체계 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 도심항공교통의 운용에 필요한 요소들을 식별, 분류한 뒤 운용 체계 개념을 수립하였으며, 각 요소별로 세부적 고려사항들을 분석하였다. 운용 체계 개념 분석 결과를 기반으로 서울시와 경인권을 연결하는 도심항공교통 운항경로를 구축하였으며, 비행체의 성능 분석을 통하여 구축된 운항경로가 운용이 가능함을 확인하였다. 본 경로 분석연구는 추후 국내 여러 도시의 도심항공교통 운항경로 수립에 적용이 가능할 것으로 예측된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.46-53
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• 2023

도심 교통 체증과 환경오염이 중요한 대도시 문제로 부각되는 가운데, 최근에는 Urban Air Mobility(UAM)가 효율적인 대책으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 부산 지역의 지형 및 인프라 등의 실제 데이터를 고려한 GIS 기반 공간 분석과 군집 알고리즘을 수행하였으며 이를 통해 UAM 운영을 위한 버티포트 위치와 경로를 선정할 수 있었다. 부산권 UAM 인프라 시스템의 중심으로 예상되는 김해국제공항을 기반으로, 목표 지역에서 세 개의 버티포트 위치가 적합하다 판단하였으며, 이후 지상 위험 평가(Ground Risk)를 고려한 A^*(A-star) 알고리즘을 이용해 위험도와 거리를 최소화하는 비행경로를 선정하였고, 이를 통해 최소 거리 경로 대비 80.168%의 위험 감소 효과를 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.300-308
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• 2024

도심 항공 모빌리티(UAM)는 도시의 교통 혼잡과 환경 문제에 혁신적인 해결책을 제공하는 새로운 교통수단으로 부상하고 있다. 특히 전기수직이착륙(eVTOL) 항공기를 통해 도심 내 이동성을 향상시키고 교통 혼잡을 감소시키며 환경오염을 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다. 그러나 UAM 시스템의 성공적인 구현과 운영은 센서 기술과 같은 고도로 발전된 기술적 인프라에 의존을 많이 하게 된다. 이러한 센서 기술 중에서도 3D LiDAR (light detection and ranging) 시스템은 복잡한 도심 환경에서 비행체가 장애물을 감지하고 경로를 생성하는 데 필수적이다. 본 논문은 3D LiDAR를 이용한 객체 검출 기능의 중요성과 성능을 중심으로 LiDAR 기반 인지 솔루션 개발의 도전 과제에 초점을 맞추며, LiDAR 데이터 처리 알고리즘과 객체 검출 방법론을 통합하여 비행체의 안전 운항에 기여하는 인지 솔루션의 효과를 실험적으로 검증한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.77-86
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• 2024

Urban Air Mobility (UAM) is considered the future of transportation, offering solutions to urban challenges and reducing environmental issues through the use of electric power and leveraging the sky as a new transportation corridor. UAM has diverse applications, including passenger and goods transportation, emergency rescue operations, patient transfers, and urban tourism. Furthermore, it is poised to revolutionize the transportation landscape, impacting existing infrastructures such as roads and parking lots, along with autonomous vehicles. The UAM industry is anticipated to exert a significant impact on various sectors, including airframe manufacturing, the development of new materials (e.g., fuel cells and batteries), and even the defense industry, resulting in substantial economic benefits. Consequently, conducting proactive research and setting industry standards for UAM takeoff and landing infrastructure is crucial for securing market leadership. In this regard, the case of Pontoise-Cormeiles, France, stands out as it achieved the world's inaugural successful demonstration of a vertiport before the 2024 Olympics. This achievement has significant implications for our preparations for the commercialization of UAMs. Thus, a detailed review of the French vertiport construction case in this study will serve as a foundation for guiding the planning and operation of UAMs in South Korea, particularly in anticipation of upcoming demonstration tests.

• 한국항공운항학회지
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• 제30권3호
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• pp.132-139
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• 2022

UAM(Urban Air Mobility)은 가까운 미래에 현실이 되는 항공교통 체계로 미래 첨단 기술의 결정체이다. 비행은 인간의 생명을 절대 보장하는 숭고한 철학에 기반한다. 성공적인 UAM 개발을 위해서는 비행안전에 기초한 개발철학이 필요하며 올바른 방향을 제시해야 한다. UAM 체계와 유사한 항공교통체계는 민간항공 운항체계이며 UAM 체계의 개발을 도모하는 효과적 비교 연구대상이다. 본 연구는 민간항공 운항체계와 민간항공 조종사의 경험을 토대로 안전한 UAM 체계 개발의 방향을 제시하는 데 있다. 그중에서도 UAM 조종사 양성과 교육훈련체계 수립을 위한 방안을 제언하였다. 현존 관련법규를 검토하여 UAM 조종사 양성기준을 제시하였으며 초기 혼란을 방지하기 위한 대안을 포함하였다. 또한 민간항공기의 접근구간 항법성능을 측정하여 UAM 운항환경을 비교 예측하였다. 이를 통해 SMS 기법에 기반하여 UAM 체계의 위해요인(hazard)을 식별하여 미연에 사고를 예방할 수 있는 안전 방법론을 제시하였으며 UAM 로드맵의 올바른 정책 수립을 돕고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.68-76
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• 2024

최근 국내외 무인기 시장이 급속도로 성장하고 UAM과 같은 도심 내 UAV 운용의 중요성이 증가함에 따라 UAV의 고장으로 인한 인명 및 재산 피해에 대한 안전 관리 및 규제 체계가 부각되고 있다. 본 연구에서는 안전한 UAM 비행 경로 계획을 위해 운용 지역의 위험을 평가하는 위험 비용 모델들을 비교 분석하고, 각 모델의 주요 한계점을 식별하여 향후 모델 개발 시 고려해야 할 사항들을 도출하였다. 본 연구는 UAM 운용의 안전성 향상을 위한 기초적인 모델을 제공함으로써, UAM 비행 경로 계획 관련 분야의 기술적 개선과 정책 결정에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.