초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 특정 고도에서 주어진 임무를 수행하기 위한 극초음속 우주비행체에 대한 스킵궤적을 온보드상에서 최적화하고, 이를 검증하기 위하여
1. 저궤도 극초음속(hypersonic) 우주비행체의 스킵궤적(skip trajectory) 최적화 고속 알고리즘 개발
2. 다목적 최적화(multi-objective optimization)를 위한 고속계산 알고리즘 개발
3. 설계된 스킵궤적을 추종하는 추종제어 알고리즘 개발
4. 재진입에서부터 목표지점에 도달하기까지의 PILS 환경 구축을 연구한

□ 연구개요
본 연구는 특정 고도에서 주어진 임무를 수행하기 위한 극초음속 우주비행체에 대한 스킵궤적을 온보드상에서 최적화하고, 이를 검증하기 위하여
1. 저궤도 극초음속(hypersonic) 우주비행체의 스킵궤적(skip trajectory) 최적화 고속 알고리즘 개발
2. 다목적 최적화(multi-objective optimization)를 위한 고속계산 알고리즘 개발
3. 설계된 스킵궤적을 추종하는 추종제어 알고리즘 개발
4. 재진입에서부터 목표지점에 도달하기까지의 PILS 환경 구축을 연구한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 대상 우주비행체 모델 확립
대상 우주비행체로는 공력 데이터가 공개된 Common Aero Vehicle(CAV)를 이용하고, 질점 모델에 비행체의 속도를 지시하는 방향벡터를 포함하는 5자유도 모델로 구성.
2. 스킵궤적 최적화 문제 확립
스킵궤적 최적화 문제를 4개의 phase로 구성. phase1은 재진입 시작단계, phase 2는 특정 고도까지의 하강단계, phase 3는 상승단계, phase 4는 스킵단계.
3. 스킵궤적 최적화 고속 알고리즘 개발
상용 소프트웨어 GPOPS를 대체하는 매트랩 기반의 Pseudospectral Method 코드 개발
4. 경로 추종제어 알고리즘 개발
순수비례항법과 추종항법을 합성한 경로추종 유도 및 제어 알고리즘 개발
5. PILS환경 구축: x-plane을 이용한 기본 환경 구축

□ 연구개발결과의 중요성
- 우주비행체의 발사부터 재진입, 귀환으로 이어지는 일관된 기술 확보에 기여
- 스킵궤적 최적화 기술을 응용한 글로벌 스트라이크의 최적 설계와 제어기술로의 활용에 기여
- 최적화 솔루션은 준 실시간성을 보장하기 때문에 항공기, 미사일, 로봇 등의 실시간 경로설계 및 제어에 활용 가능
- 최적화 솔루션은 최적경로 계획, 비용절감 계획, 연료 절약계획 등의 다방면의 타 산업으로의 활용 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9