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[한국항공우주연구원] 대기자료 측정장치를 구비한 멀티콥터

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

멀티콥터용 대기자료 측정장치, 이를 구비한 멀티콥터 및 그 제어 방법

보유기관 및 연구자 : 한국항공우주연구원 항공기체계부 박영민 책임

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발배경: ·차세대 드론 산업은 제조·서비스 융합 모델로 주목받고 있음
- 드론을 구성하는 부품 산업, 카메라 및 센서 기술과의 결합, 가상현실, 자율주행, V2X 기술 등 첨단기술과의 접목을 통해 다양하게 기술이 발전하고 있음

기술 구현: · 대기자료 측정장치를 구비한 멀티콥터 제어방법
- 대기자료 측정장치로 부터 바람의 세기 방향 등 데이터 수신 하는 단계
- 수신된 데이터를 기반으로 바람으로 인해 멀티콥터가 변화될 위치나 자세를 미리 예측하는 단계
- 예측된 위치나 자세를 기초로 멀티콥터의 이동을 최소화 하는 방향으로 프로펠러의 추력을 변화시키는 단계

· 예시
- 상승풍 감지 -> 기체하강 예상 -> 프로펠러 추력 증가
- 하강풍 감지 -> 기체상승 예상 -> 프로펠러 추력 감소
- 측풍 감지 -> 유동의 반대편으로 이동예상 -> 유동방향으로 프로펠러 추력증가

[대기자료 측정장치를 구비한 멀티콥터]

시장동향: · 세계 드론 시장 규모는 연평균 14% 성장해 2025년에는 522억 9,800만 달러에 이를 것으로 추정되며, 국내 드론 시장은 2025년 13억 8,8830만 달러 규모로 추정됨
· 국내에서는 2016년부터 지속적인 드론 관련 내, 외부 R&D가 진행 중에 있으며, 2019년 드론 활용의 촉진 및 기반조성에 관한 법률을 제정 → 드론 산업을 지속 가능한 경제 성장 동력으로 육성하고자 함

새걔 드론 시장 규모(좌), 국내 드론 시장 규모(우)

특장점

기존기술 한계: · 기존 멀티콥터는 바람이 없는 경우, 안정적인 제어가 가능하나 갑작스런 돌풍이나 하강기류 등 돌발상황이 발생할 경우 대처할 시간적, 공간적 여유가 없어 빈번한 사고 발생

개발기술 특성: · 멀티콥터 주변의 유동 방향과 속도를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 대기자료 측정장치 장착
· 멀티콥터용 대기자료 측정 장치를 통해 불안정한 대기 조건이 발생할 경우 바람의 세기와 방향 미리 측정 → 멀티콥터의 위치나 자세가 변화되기 전에 프로펠러의 추력을 미리 변화시켜 멀티콥터의 이동을 최소화하여 안정적인 비행이 가능
· 돌풍이나 전단류가 심한 산악지대, 도심지대 등에서 신속하게 대응함으로써 멀티콥터의 추락 및 충돌을 사전에 방지