초록 ▼

IV. 연구개발 결과
년차별 연구개발을 통해 개발된 주요 연구개발 내용은 다음과 같다.

(1) 1차년도 (2007년)
○ FAR Part 23 감항기준 분석을 통한 비행시험 항목 추출
- 국내외 비행시험 현황 조사, 감항기준 및 관련 인증절차 분석 (FAR 기준, Advisory Circular, 국내항공법 기술기준 자료 분석)
- 각 감항기준별 적합성 체크리스트(CCL) 도출 및 이를 활용한 FAR 23 기준 인증비행시험 항목 도출
○ 텔레메트리를 활용한 Test-bed 운용시스템 구축 및

IV. 연구개발 결과
년차별 연구개발을 통해 개발된 주요 연구개발 내용은 다음과 같다.

(1) 1차년도 (2007년)
○ FAR Part 23 감항기준 분석을 통한 비행시험 항목 추출
- 국내외 비행시험 현황 조사, 감항기준 및 관련 인증절차 분석 (FAR 기준, Advisory Circular, 국내항공법 기술기준 자료 분석)
- 각 감항기준별 적합성 체크리스트(CCL) 도출 및 이를 활용한 FAR 23 기준 인증비행시험 항목 도출
○ 텔레메트리를 활용한 Test-bed 운용시스템 구축 및 장거리 비행시험 수행
- 텔레메트리를 이용한 Analog 10채널 및 Serial 통신 4채널 이상의 탑재 시스템 개발 및 텔레메트리 지상 시험 수행
- Test-bed 항공기를 선정하고 이에 대한 속도영역 확장 및 장거리 비행시험 수행 (비행시간 100분 이상)

(2) 2차년도 (2008년)
○ 인증비행시험 계획/절차 수립
- 속도/고도 보정 비행시험, 이륙/착륙 비행시험, 텔레메트리 성능평가 비행시험 등 총 3종 비행시험 계획 수립(총 37개 항목, 111분 소요 예상)
- 최적 비행패턴 및 Sortie 설계(총 2Sortie, 81분으로 단축)
- 인증비행시험 문서체계 수립 및 관련 문서 작성 (비행시험 계획서, 기준서, 해석서, Flight Test Card, 브리핑/디브리핑 자료)
○ Test-bed 운용시스템 구축
- 텔레메트리 활용한 모듈화 탑재시스템 구축
- DGPS(RTK) 탑재 시스템 구축
- 텔레메트리 활용 지상 실시간 데이터 처리 시스템 구축 (실시간 도시 프로그램 및 전송 비행데이터 저장 및 추출 프로그램 개발)
○ Test-bed 비행시험 수행
- 지상 DGPS(RTK) 성능시험 수행(정적오차 < 10cm, 동적오차 < 30cm)
- 총 5회 200분 비행시험 수행 (운영 유지 비행 포함)
: 이륙 및 착륙 성능 비행시험
: 속도/고도 보정 비행시험
: 텔레메트리 성능 검증 비행시험
- DGPS(RTK)를 이용한 최신 비행시험 기법 적용 (데이터 정확도 향상)
○ 인증비행시험 결과 분석
- 속도/고도 보정 비행시험
: 속도 및 고도 오차 계산 및 FAR Part 23 규정 충족 확인
- 이륙 및 착륙 성능 비행시험
: 이착륙 성능에 대한 FAR Part 23 규정 충족 확인
: DGPS를 이용한 정밀도 향상

(3) 당해연도 3차년도 (2009년)
○ 인증비행시험 계획/절차 수립
- 실속 비행시험, 세로운동 동안정성 비행시험, 가로/방향운동 동안정성 비행시험 등 총 3종의 비행시험 계획 수립
: 실속 비행시험 2개 항목
: 종축 동안정성 비행시험 8개 항목
: 횡방향축 동안정성 비행시험 6개 항목 등 총 16개 항목으로 구성
- 비행시험계획서, Flight Test Card, Flight Test Data Log, 브리핑/디브리핑 자료 및 비행시험 결과서 등 문서체계 수립 및 작성
○ Test-bed 운용시스템 구축 및 성능개선
- GPS를 이용한 지상 Telemetry Tracking Antenna 추적기능 성능향상
: 항공기 위치 GPS 데이터 및 신호 강도 활용
: 지형지물에 의한 Multipath 환경 및 근거리 통신에서 안테나 방향 오류 완화
: 비행데이터 수신율 향상 : 91.5% (2차년도) - 97.5% (당해년도)
- Telemetry 데이터 전송 속도 향상 시험
: RN15 데이터에 대해 BER 테스트 수행(10-5 BER 측정치)
: 1~20Mbps 데이터 전송 시험 수행(1, 2, 5, 10, 20 Mbps)
: 평가지표인 5Mbps에 대해 LOS에서 60Km의 전송 거리 확보
- 지상 Telemetry 데이터 분석 소프트웨어 개선
: 시리얼 통신 인터페이스 기능 추가 및 Event 발생 로그 저장 기능 추가
: Telemetry 데이터 분석 소프트웨어 버전 Upgrade (Visual Studio 2005)
: 데이터 수신, 도시 기능과 데이터 분석 기능 분리
○ Test-bed 비행시험 수행
- 실속 시험 및 종축 동안정성 시험, 횡방향축 동안정성 시험 등 16개 항목에 대해 총 445분 (7시간 25분) 비행시험 수행 및 비행데이터 확보
○ Test-bed 비행시험 결과분석
- 비행데이터 처리 및 분석 통합 소프트웨어 개발
: GUI 기반의 K-FDAP (KARI-Flight Data Analysis Program) 개발
- 실속 비행시험
: Power-on, Power-off 실속 비행시험 수행
: 평가지표인 실속속도 측정 정확도 ( < ±1 kts ) 만족 확인
: FAR Part 23 규정 (§23.201) 충족 확인(실속진입속도 bleed rate<1 kts/sec)
- 종축 동안정성 비행시험
: 단주기(Short Period) 모드 및 장주기(Phugoid) 모드 시험을 통한 항공기 세로운동의 공력미계수 추정 및 비행성 평가 수행 (Chirp, 3211, Doublet 입력)
: Chirp, 3211, Doublet 입력에 대한 비교평가 수행
- 횡방향축 동안정성 비행시험
: 더치-롤(Dutch-roll) 모드 시험을 통한 항공기 가로/방향운동의 공력미계수 추정 및 비행성 평가 수행 (Chirp, 3211, Doublet 입력)

(출처 : 요약문)

Abstract ▼

IV. Research Results
In this research, several special research areas have been studied to develop the flight test technologies. The contents and scope for this research which were done are following as :

(1) 1st year (2007)
○ List the flight test items through analysis of the standard

IV. Research Results
In this research, several special research areas have been studied to develop the flight test technologies. The contents and scope for this research which were done are following as :

(1) 1st year (2007)
○ List the flight test items through analysis of the standard for the airworthiness
- Survey for internal and external status of flight test
- List the type certification compliance checklist
- List the flight test items of flight test for FAR 23 class aircraft
○ Development of on-board test-bed system using telemetry and performing accomplishment the flight test of expansion speed and distance
- Development of on-board DAQ system with more than analog 10 channels and serial 4 channels.
- Ground test for the telemetry system
- Selection for the test-bed aircraft
- Performing the flight test for expansion of speed and distance

(2) 2nd year (2008)
○ Establishment of certification plan and procedures for flight test
- Planning and making procedures for take-off/landing performance test, position error test, and telemetry evaluation test
- Total 37 items and expecting the 111 minutes of flight test time
- Optimizing the flight patterns and designing the sortie
- Setting up the document archives (flight test plan, flight test card, briefing and debriefing document, and etc.)
○ Development of test-bed system
- Designing the on-board DAQ system using real-time telemetry
- Constructing DGPS(RTK) positioing system
- Designing and developing the ground system using real-time telemetry
- Designing and developing telemetry data processing/saving/displaying software
○ Performing the certification flight tests using test-bed system
- Evaluation the performance of DGPS(RTK) (static error < 10cm, dynamic error < 30cm)
- Total 5 sorties and flight time of 200 minutes
: Take-off and landing performance flight test
: Airspeed and altitude calibration flight test
: Telemetry performance evaluation flight test
- Application of new flight test methods using DGPS(RTK)
○ Analysis of flight test data
- Analysis of flight data form take-off and landing performance flight test
: Compliance check for FAR Part 23 airworthiness standards
- Analysis of flight data form airspeed and altitude calibration flight test
: Compliance check for FAR Part 23 airworthiness standards

(3) 3rd year (2009)
○ Establishment of certification plan and procedures for flight test
- Planning and making procedures for stall and dynamic stability test
- Total 16 items and expecting the 445 minutes of flight test time
- Optimizing the flight patterns and designing the sortie
- Setting up the document archives (flight test plan, flight test card, briefing and debriefing document, and etc.)
○ Enhancement of the Test-bed System
- Performance enhancement of the telemetry tracking antenna using GPS
: Combining the position data of GPS and signal strength of antenna
: Decresing th error due to the multipath and near communication environment
: Enhancement of receiving data transmission rate
91.5% (2nd year) - 97.5% (3rd year)
- Enhancement of the transmission speed of the telemetry
: > 1 Mbps (2nd year) - > 5 Mbps (3rd year)
- Enhancement of the software for data analysis of the telemetry
○ Performing the certification flight tests using test-bed system
- Evaluation the performance of stall characteristics
: Power-on and Power-off stall test
- Evaluation the logitudinal dynamic stability test
: Short-period mode and phugoid mode
: Chirp, 3211, and doublet input
- Evaluation the lateral/directional dynamic stability test
: Dutch-roll mode
: Chirp, 3211, and doublet input
○ Analysis of flight test data
- Developing the flight test data analysis program based on GUI
: K-FDAP (KARI-Flight Data Analysis Program)
- Analysis of flight data form stall flight test
: Compliance check for FAR Part 23 airworthiness standards
- Analysis of flight data form dynamic stability flight test

(출처 : SUMMARY)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 3요 약 문 ... 5SUMMARY ... 10CONTENTS ... 15목차 ... 20그림목차 ... 25표목차 ... 39제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 45제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 49 제 1 절 민수항공기 인증 기술기준 연구 ... 49 1. 소형항공기 개발 현황 ... 49 2. BASA 체결국 현황 ... 59 제 2 절 민수항공기 인증용 비행시험 연구 ... 69 1. 국내 개발 항공기 비행시험 현황 ... 69 2. 국외 개발 항공기 비행시험 현황 ... 74제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 77 제 1 절 민수항공기 비행시험 항목 도출 ... 77 1. 국내외 인증 기술기준 ... 77 2. 적합성 입증방법 ... 80 3. 적합성 체크 리스트 적용 대상 소형 항공기 ... 85 4. 비행시험 항목 도출 ... 87 제 2 절 Test-bed 비행시험 자료 측정 탑재시스템 ... 94 1. Test-bed 비행시험 자료 측정 탑재시스템의 구성 ... 94 2. DAQ & Transmitter ... 95 3. Power System ... 115 4. 비행시험용 센서 ... 129 5. 탑재 엔코더 및 프레임 구성 ... 151 6. 전기적 ICD ... 165 제 3 절 Test-bed 비행시험 자료 측정용 텔레메트리 시스템 ... 173 1. 텔레메트리 RF 시스템 ... 175 2. 텔레메트리 자료처리 시스템 ... 181 3. 지도현시 시스템 ... 192 4. HUD 현시 및 데이터 저장 및 추출 시스템 ... 197 5. 시험 평가 ... 201 6. 간이형 지상 모니터링 시스템 ... 209 7. 텔레메트리 시스템 성능 개선 ... 213 제 4 절 Test-bed 항공기 선정 및 운용 ... 220 1. Test-bed 항공기 선정 ... 220 2. Test-bed 항공기 안전 운용 절차 ... 221 3. Test-bed 항공기 운용 및 유지 ... 232 제 5 절 민수항공기 인증 비행시험 연구(I) ... 246 1. 적합성 체크 리스트 (CCL) ... 246 2. 속도 및 고도 보정 비행시험 ... 246 3. 이륙 및 착륙 성능 비행시험 ... 329 제 6 절 민수항공기 인증 비행시험 연구(II) ... 369 1. 실속 비행시험 ... 369 2. 종축 동안정성 비행시험 ... 410 3. 횡방향축 동안정성 비행시험 ... 449제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 476제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 484제 6 장 참고문헌 ... 485Appendix A Maximum Likelihood Estimation ... 488Appendix B Low Order Equivalent System ... 490끝페이지 ... 495