초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용 본 연구는 비행제어장치를 비행 시뮬레이터와 연동하여 작동시키는 Hardware-in-the-Loop Test 방법을 사용하여 실제 비행 시험조건과 비슷한 여건에서 비행제어장치의 성능을 평가 분석하고 개선시킴으로써 개발 비행 제어 장치의 신뢰도를 높이는 기법 개발을 목표로 한다. 제어시스템의 설계 대상 항공기로서 본 연구소에서 개발 중인 8인승 쌍발 항공기를 선택하였고 본 연구소에서 개발한 연구용 시뮬레이터의 소프트웨어를 대상 항공기에 맞도록 수정하였으며, 빠른 계산 속도를 요하는 제어시스템의 시뮬레이

□ 연구개발 목표 및 내용 본 연구는 비행제어장치를 비행 시뮬레이터와 연동하여 작동시키는 Hardware-in-the-Loop Test 방법을 사용하여 실제 비행 시험조건과 비슷한 여건에서 비행제어장치의 성능을 평가 분석하고 개선시킴으로써 개발 비행 제어 장치의 신뢰도를 높이는 기법 개발을 목표로 한다. 제어시스템의 설계 대상 항공기로서 본 연구소에서 개발 중인 8인승 쌍발 항공기를 선택하였고 본 연구소에서 개발한 연구용 시뮬레이터의 소프트웨어를 대상 항공기에 맞도록 수정하였으며, 빠른 계산 속도를 요하는 제어시스템의 시뮬레이션을 위하여 컴퓨터 하드웨어를 교체하여 시스템의 성능을 향상시켰다. 또한 Hardware-in-the-Loop 테스트에 효과적으로 사용하기 위하여 항공기 성능결과를 쉽게 확인 할 수 있는 운용 콘솔을 제작하였다. 시뮬레이션에 필요한 모든 데이터를 이론적으로 계산하였으며, 이 결과를 바탕으로 대상항공기의 비행성 평가를 수행하였고 자동비행제어장치를 설계하였으며, 설계된 자동비행장치를 소프트웨어상에서 시뮬레이션하여 설계시의 성능과 비교 평가 하였다.□ 연구개발 결과 연구대상 항공기인 비행성 평가를 수행한 결과 항상 Level 1에 속하는 것을 확인하였다. 따라서 안정성증감장치는 요구되지 않으므로 조종사의 부담을 덜어주는 Autopilot 중의 하나인 고도유지장치를 설계하였고, 이 설계된 제어시스템을 항공기 운동과 연결한 폐회로 시스템을 소프트웨어 상에서 시뮬레이션한 결과 그 성능이 설계시의 성능과 거의 유사하게 나오는 만족한 결과를 보여주었다. 본 연구를 통해 축적한 기술은 본 연구소에서 개발중인 쌍발 복합재료 항공기의 비행성능 예측에 활용하고, 개발후 항공기 성능향상을 위한 자동제어장치의 개발 및 시험 평가에 적용할 수 있다. 또한 Hardware-in-the-Loop 테스트 기술에서 파생되는 시스템 모델링 기술, 실시간 시뮬레이션 기술 및 제어기술, 컴퓨터간의 통신 및 Interface 기술 등은 항공기, 미사일, 인공위성과 같은 비행체에 필요한 시스템의 개발에 적극 활용될 수 있다.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...15
• 제 2 장 비행 운동 시뮬레이터 모델...41
• 제 1 절 비행운동 방정식...41
• 제 2 절 시뮬레이션 모델...48
• 제 3 장 비행 시뮬레이터...77
• 제 1 절 컴퓨터 시스템...77
• 제 2 절 Control Force Loader...87
• 제 3 절 시뮬레이션 소프트웨어 모듈...93
• 제 4 장 시뮬레이션 데이타 추출...117
• 제 1 절 공력 해석...117
• 제 2 절 안정미계수 및 조종미계수...156
• 제 3 절 힌지모멘트 계수...199
• 제 5 장 대상 항공기의 비행성 예측...211
• 제 1 절 운동 방정식 및 전달 함수...212
• 제 2 절 비행 조건 및 미계수...216
• 제 3 절 비행성 평가...221
• 제 6 장 자동조종장치 설계 및 시뮬레이션...239
• 제 1 절 조종면구동장치 및 센서...240
• 제 2 절 피치자세유지장치...243
• 제 3 절 고도유지장치...259
• 제 4 절 고도유지장치 시뮬레이션...265
• 제 7 장 결론...273
• 참고문헌...275