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드론의 외풍 환경 비행 안전성 평가 및 정밀 시뮬레이션
Risk Assessment of a Drone Under the Gust and its Precise Flight Simulation 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.50 no.3, 2022년, pp.173 - 180  

이동열 (Department of Aerospace Engineering, Seoul National University) ,  박선후 (Department of Aerospace Engineering, Seoul National University) ,  신상준 (Department of Aerospace Engineering, Seoul National University)

초록
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드론의 운항 방식 및 교통환경은 기존의 항공교통이나 지상교통과는 상이하다. 드론의 안전 운항을 위한 교통 관리 체계 정립의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 드론이 비행 중에 조우할 수 있는 위험 상황에 대하여 시뮬레이션에 의거하여 분석하고 대책을 수립하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 드론이 도심 환경에서 운항할 때 건물 사이로 발생하는 외풍에 영향을 받을 수 있으며, 이러한 외풍의 영향성을 예측하고 위험도를 분석하는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 외풍 환경에서 비행 임무의 안전도를 평가하는 방법을 제시하였다. 외풍 조건을 입력할 수 있는 정밀 6자유도 비행 시뮬레이션을 구현하여 비행 임무 수행 중 외풍으로 인한 경로의 이탈, 자세각의 변화 등 그 영향성을 예측하였다. 비행 임무 실패 확률에 대해 정량화하는 방법을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The operation and transportation environment for an unmanned aerial vehicle will be completely different from those for the conventional air and ground transportation. The requirement for a traffic management system for its safe operation has been emerging. Accordingly, investigation is being conduc...

주제어

참고문헌 (13)

  1. Ancel, E., Capristan, F. M. and Foster, J. V., "In-Time Non-Participant Casualty Risk Assessment to Support Onboard Decision Making for Autonomous Unmanned Aircraft," AIAA Aviation 2019 Forum, June 2019. 

  2. Barr, L. C., Newman, R. L., Ancel, E., Belcastro, C. M., Foster, J. V., Evans, J. K. and Klyde, D. H., "Preliminary Risk Assessment for Small Unmanned Aircraft Systems," Air Transportation Integration & Operations (ATIO)-Aerospace Traffic Management (ATM) Conference, AIAA Aviation Forum, June 2017. 

  3. Kwatny, H. G., Dongmo, J. E. T., Chang, B. C., Bajpai, G., Yasar, M. and Belcastro, C., "Nonlinear analysis of aircraft loss of control," Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 40, No. 4, 2017, pp. 149~162. 

  4. Hartman, D. C., "Identification of Hazardous Flight Conditions to Establish a Safe Flight Envelope for Autonomous Multirotor Aircraft," AIAA Aviation Sci-Tech 2019 Forum, June 2017. 

  5. Foster, J. V. and Hartman, D. C., "High-Fidelity Multi-Rotor Unmanned Aircraft System Simulation Development for Trajectory Prediction under Off-Nominal Flight Dynamics," Air Transportation Integration & Operations (ATIO) - Aerospace Traffic Management (ATM) Conference, AIAA Aviation Forum, June 2017. 

  6. Ancel, E., Shih, A. T., Jones, S. M., Reveley, M. S., Luxhoj, J. T. and Evans, J. K., "Predictive safety analytics: inferring aviation accident shaping factors and causation," Journal of Risk Research, Vol. 18, No. 4, 2015, pp. 428~451. 

  7. Davoudi, B. and Duraisamy, K., "A Hybrid Blade Element Momentum Model for Flight Simulation of Rotary Wing Unmanned Aerial Vehicles," AIAA Aviation 2019 Forum, June 2019. 

  8. Misiorowski, M., Gandhi, F. and Oberai, Assad, A., "A Computational Study on Rotor Interactional Effects for a Quadcopter in Edgewise Flight," American Helicopter Society 74th Annual Forum Proceedings, Phoenix, Arizona, May 2018. 

  9. Park, S., Yoo, J., Lee, S. and Shin, S., "Real-Time Flight Simulation for Multirotor UAV Integrated with the Dynamic Inflow Aerodynamics," Journal of the American Helicopter Society, Vol. 66, No. 4, 2021, pp. 1~14. 

  10. Sun, C., Liu, Y. C., Dai, R. and Grymin, D., "Two Approaches for Path Planning of Unmanned Aerial Vehicles with Avoidance Zones," Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 40, No. 8, 2017, pp. 2076~2083. 

  11. McWilliams, B., Newman, M. M. and Sprevak, D., "The Probability Distribution of Wind Velocity and Direction," Wind Engineering, Vol. 3, No. 4, 1979, pp. 269~273. 

  12. Nguyen, D. D., Rohacs, J. and Rohacs, D., "Autonomous Flight Trajectory Control System for Drones in Smart City Traffic Management," ISPRS International Journal of Geo-Information, Vol. 10, No. 5, p. 338. 

  13. Guo, S., Jing, Z. W., Li, H., Lei, W. T. and He, Y. Y., "Gust response and body freedom flutter of a flying-wing aircraft with a passive gust alleviation device," Aerospace Science and Technology, Vol. 70, 2017, pp. 277~285. 

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