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전기동력 무인항공기의 추진시스템 효율 추정에 관한 연구
Efficiency Estimation on Propulsion System of an Electric Powered UAV 원문보기

한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics, v.23 no.3, 2015년, pp.1 - 7  

안일영 (한국항공대학교 대학원) ,  양용만 (한국항공대학교 대학원) ,  주영철 (한국에너지기술연구원) ,  박상혁 (한국항공대학교 대학원) ,  배재성 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the present study, we conducted the research on the high efficiency propulsion system for the development of long-endurance UAV with an electric propulsion system. For the long endurance UAV, fair aerodynamic characteristics with the high efficiency of the propulsion system is required because th...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 장기체공 무인항공기 개발을 위한 추진시스템 성능해석 프로그램을 개발하고, 비행시험 기록으로부터 정확성을 확인하였으며, 최적의 추진시스템 선정을 위해서 각 요소들이 가장 높은 효율에서 작동할 수 있도록 인가전압, 기어비와 프로펠러의 형상을 결정하고자 한다.
  • 본 연구에서는 전기 동력을 사용하는 무인항공기 동력시스템의 효율 추정을 위한 연구를 수행하였다. 이에 따라 모터의 등가회로를 이용하여 모터의 성능을 추정하였고, Hybrid Blade Element Theory를 이용하여 프로펠러의 성능을 추정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무인항공기가 제한된 동력을 이용하여 장기체공을 하려면 무엇이 이루어져야 하는가 무인항공기가 제한된 동력을 이용하여 장기체공을 하려면 결정된 형상의 항공기가 가장 적은 동력을 사용하도록 비행하는 것과 추진시스템의 효율을 높여 손실되는 전력을 감소 시켜야 한다.
대체에너지를 무인항공기에 적용하는 연구는 어떠한 것들이 이루어졌는가 따라서 무인항공기의 동력원으로 화석연료가 아닌 대체에너지를 이용하는 연구가 활발히 진행 중이다. 대체에너지를 무인항공기에 적용하는 연구는 태양광 발전시스템을 이용하거나 연료전지를 이용하는 등의 화석 연료를 대체하는 동력원을 개발하는 연구가 대부분이다. 그러나 무인항공기가 대체에너지라는 제한된 동력원을 이용하여 비행하므로 동력원으로부터 항공기가 추진력을 얻어 비행하는 추진시스템에 대한 연구도 반드시 함께 진행되어야 한다.
무인항공기의 동력원으로 화석연료가 아닌 대체에너지를 이용하는 연구가 활발히 진행된 배경은 무엇인가 현재의 무인항공기는 주로 화석연료를 이용하여 비행을 하지만 화석연료의 연소에서 발생하는 탄소 가스는 지구온난화의 주요한 원인중의 하나로 환경파괴를 유발한다. 따라서 무인항공기의 동력원으로 화석연료가 아닌 대체에너지를 이용하는 연구가 활발히 진행 중이다.
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참고문헌 (12)

  1. Obaid Rehman Alvi, "Development of Solar-Powered Aircraft for Multipurpose Application", 51st AIAA/ASME/ASCE/AHS/ ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, 2010, 10.2514/6.2010-3061 

  2. Craig L. Nickol and Mark D. Stone, A. R., and Shandor, M., "High Altitude Long Endurance UAV Analysis of Alternatives and Technology Requirements Development" NASA/TP-2007-214861 

  3. Romeo, G., G. Frulla, and E. Cestino. "Design of a High-Altitude Long-Endurance Solar-Powered Unmanned Air Vehicle for Multi-Payload and Operations." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers 221.G2 2007, pp. 199-216. 

  4. Ahn, I.Y., Bae, J.S., and Park, S.H, "Study on Flight Test of Small Solar-Powered UAV", KSES, Proceeding of the KSES 2012 Spring Annual Conference, 2012.3, 313-318 (6 pages) 

  5. Gur, O., Rosen, A., "Optimizing Electric Propulsion Systems", AIAA, Journal of Aircraft, 2009, Vol.46: 1340-1353, 10.2514/1.41027 

  6. Gur, O., Rosen, A., "Optimizing Electric Propulsion Systems for UAV's." 12th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, 2008, 10.2514/6.2008-5916 

  7. Giorgio Rizzon, "Principles and applications of electrical engineering", McGraw -Hill, 2006 

  8. R. Krishnan, "Electric Motor Drives: Modeling, Analysis, and Control", Prentice-Hall , 2001 

  9. Adkins, C. N. and Liebeck, R. H., \Design of Optimum Propellers," Journal of Propulsion and Power, Vol. 10, No. 5, Sept.-Oct 1994. 

  10. Adkins, C. N. and Liebeck, R. H., \Design of Optimum Propellers," AIAA Paper 83-0190, AIAA 21st Aerospace Sciences Meeting, 1983. 

  11. Sydney Goldstein, "On the Vortex Theory of Screw Propellers", Proc. R. Soc. Lond. A 1929 123, doi: 10.1098/rspa.1929.0078, published online 6 April 1929 

  12. Ahn, I.Y., Bae, J.S., and Park, S.H., "Study on 24 Hour-Continuous Flight of a Solar Powered UAV", KSAS, 2012 KSAS Spring Conference, 2012.4, pp.744-749 

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