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[국내논문] 공중재급유를 위한 상대운동방정식 유도 및 검증
Derivation and Verification of the Relative Dynamics Equations for Aerial Refueling 원문보기

한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics, v.21 no.4, 2013년, pp.1 - 10  

장지은 (과학기술연합대학원대학교 한국항공우주연구원) ,  이상종 (한국항공우주연구원 항공제어전자팀) ,  유혁 (한국항공우주연구원 항공제어전자팀)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper addresses the derivation of 6-DOF equation of Tanker and Receiver's aircraft for aerial refueling. The new set of nonlinear equations are derived in terms of the relative translational and rotational motion of receiver aircraft respect to the tanker aircraft body frame. Further the wind e...

Keyword

#공중재급유   #급유기   #피급유기   #상대운동 방정식   #절대운동 방정식  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 공중재급유를 위한 상대 운동 방정식과 절대운동 방정식을 유도하고, 시뮬레이션을 통해 유도 된 식의 검증 및 상대운동의 반영 여부를 확인하였다. 운동방정식 유도를 위해

    가설 설정

    • 후)절대운동 방정식으로">절대운동방정식으로 유도하여 적용할 수 있다. 본 연구에서는 급유기와 피급유기 동체 좌표계 모두 기체에 고정된 무게중심(center of mass)을 기준점으로, 병진 및 회전 운동의 중심이 되며 재급유 시 연료 전달로 인한 항공기의 질량 변화는 충분히 작다고 가정하였다.
    • 후)공중재급유의">공중 재급유의 대상 비행체는 현재 한국항공우주연구원에서 무인화 개발을 수행하고 있는 독일 Flight Design사의 2인승 LSA급 프로펠러기인 CTLS로 급유기와 피급유기 모두 동일한 비행체로 가정하였다. CTLS의 주요 제원은 Table 1에 정리하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공중재급유 방식에서 BRR과 PDR방식의 특징은 무엇인가? 공중재급유 방식은 ‘프로브 앤 드로그 재급유(Probe-and-Drogue Refueling; PDR)방식과 ‘플라잉 붐 재급유’(Boom-Receptacle Refueling; BRR) 방식으로 나눌 수 있다. BRR 방식은 급유기의 꼬리날개 부근 동체에 장착된 붐을 통해 피급유기의 기수 옆 소켓(receptacle)으로 연료를 전달하는 방법이며, 이 때 급유기 내 붐 조작이 가능한 승무원(boom operator)이 탑승하여 직접 붐을 조작하여야 한다.[2] PDR 방식은 급유기의 호스에 연결 된 셔틀콕 형태의 드로그를 피급유기 기수 옆 프로브와 연결하여 급유를 하는 형태이며, 강체가 아닌 호스에 직접 프로브를 삽입해야하므로 피급유기 조종사의 조종 능력이 요구된다.[2] 특히 무인 항공기에 적용하기 위한 공중재급유 방식은 유인 항공기와 비교해 탑재 연료량이 적어 특별한 형상의 기체가 요구되지 않아 보편적으로 사용가능한 PDR 방식이 적합하다.
공중재급유란 무엇인가? ‘공중재급유(aerial refueling)’란 비행 중 한 항공기로부터 다른 항공기로 연료를 전달하는 과정을 의미한다[1]. 이 때 급유를 하고자 하는 항공기를 ‘급유기(Tanker aircraft)’라 하고, 급유를 받고자 하는 항공기를 ‘피급유기(receiver aircraft)’라 지칭한다.
공중재급유의 장점은 무엇인가? 이 때 급유를 하고자 하는 항공기를 ‘급유기(Tanker aircraft)’라 하고, 급유를 받고자 하는 항공기를 ‘피급유기(receiver aircraft)’라 지칭한다. 공중재급유는 항공기의 항속 거리와 시간을 늘릴 뿐만 아니라 탑재 중량을 증가시켜 비행의 효율성을 높이는 장점이 있으며, 이러한 장점은 유인기 뿐 아니라 무인기에도 적용될 수 있다.[1]
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참고문헌 (7)

  1. Mao, W., Eke, F.O., "A survey of the Dynamics and Control of Aircraft During Aerial Refueling", Nonlinear Dynamics and System Theory, 2008 

  2. Nalepka, J., Hinchman, J., "Automated Aerial Refueling: Extending the Effectiveness of Unmanned Air Vehicles", AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit, California, Aug 2005 

  3. Waishek, J., "Derivation of the dynamics equations for receiver aircraft in aerial refueling", M.S thesis, The University of Texas at Arlington, Arlington, Dec 2007 

  4. Kim, E., Dogan, A., Blake, W., "Control of a Receiver Aircraft Relative to the Tanker in Racetrack Maneuver", AIAA Guidance Navigation and Control Conference and Exhibit, Keystone, Colorado, Aug 2006 

  5. Venkataramanan, S., Dogan, A., "Dynamic Effects of Trailing Vortex with Turbulence & Time-varying Inertia in Aerial Refueling", AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference and Exhibit, Rhode Island, Aug 2004 

  6. Tucker, J., Dogan, A., "Derivation of the Dynamics Equations of Receiver Aircraft in Aerial Refueling", AIAA Aerospace Science Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, Jan 2007 

  7. Dogan, A., Sato, S., "Flight Control and Simulation for Aerial Refueling", AIAA Guidance Navigation and Control Conference and Exhibit, San Francisco, California, Aug 2005 

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