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Conceptual Study on Coaxial Rotorcraft UAV for teaming operation with UGV

무인지상차량과의 합동운용을 위한 동축반전 회전익형 무인항공기 개념연구

  • 변영섭 (부산대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 송준범 (부산대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 송우진 (부산대학교 부품소재산학협력연구소) ;
  • 김정 (부산대학교 항공우주공학과) ;
  • 강범수 (부산대학교 항공우주공학과)
  • Received : 2011.01.26
  • Accepted : 2011.04.07
  • Published : 2011.05.01

Abstract

UAV-UGV teaming concept has been proposed that can compensate for weak points of each platform by providing carrying, launching, recovery and recharging capability for the VTOL-UAV through the host UGV. The teaming concept can expand the observation envelop of the UGV and extend the operational capability of the UAV through mechanical combination of each system. The spherical-shaped coaxial rotorcraft UAV is suggested to provide flexible and precise interface between two systems. Hybrid navigation solution that included vision-based target tracking method for precision landing is investigated and its experimental study is performed. Feasibility study on length-variable rotor to provide the compact configuration of the loaded rotorcraft platform is also described.

무인지상차량을 통해 수직이착륙 무인항공기의 운반, 발사, 귀환 및 재충전 기능을 제공함으로서 두 체계의 단점을 보완할 수 있는 무인항공기-무인지상차량 합동운용 개념이 제시되었다. 합동운용 개념은 두 체계의 물리적 결합을 통해 무인지상차량의 감시정찰 범위를 확대하고, 수직이착륙 무인항공기의 운용능력을 확장할 수 있는 개념이다. 체계간의 유연하고 정확한 인터페이스를 제공하기 위해 구형 동체를 가지는 동축반전 회전익형 무인항공기의 형상이 제안되었다. 무인항공기의 정밀착륙을 위해 영상기반 목표추적 기법이 포함된 복합항법 기술이 검토되었고, 실험적 연구가 수행되었다. 또한, 탑재된 회전익형 비행체에 콤팩트한 형상을 제공하기 위한 길이-가변 로터의 구현 가능성에 대해서도 기술하였다.

Keywords

References

  1. Katherine, D. M., Aaron, B. B., Mike, W., Travis, N., Thomas, D., "Development of a UGV-Mounted Automated Refueling System for VTOL UAVs", SPIE Unmanned Systems Technology Conference VIII, 2006.
  2. Steve, M., Bill, H., "Straight Up, A History of Vertical Flight", Schiffer Publishing, 2000, pp. 4-10.
  3. 김상덕, 변영섭, 송준범, 이병언, 송우진, 김정, 강범수, “동축반전 헬리콥터형 소형 무인항공기 설계 및 제작”, 한국항공우주학회지, 제37권, 제3호, 2009, pp. 293-300. https://doi.org/10.5139/JKSAS.2009.37.3.293
  4. 변영섭, 송준범, 송우진, 김정, 강범수, “PNU 동축반전 무인항공기 개발이력”, 한국항공우주학회 추계학술발표회 논문집(II), 2010, pp. 1438-1441.
  5. Colin P. C., “A Survey of Theoretical and Experimental Coaxial Rotor Aerodynamic Research”, NASA Technical Paper 3675, 1997.
  6. Kim, H, W., Brown, E. R., "A Rational Approach to Comparing the Performance of Coaxial and Conventional Rotors", Journal of the AHS, 55, 012003, 2010. https://doi.org/10.4050/JAHS.55.012003
  7. Kim, H, W., Brown, E. R., "A Comparison of Coaxial and Conventional Rotor Performance", Journal of the AHS, 55, 012004, 2010. https://doi.org/10.4050/JAHS.55.012004
  8. Pedro J. G., Gaurav S. S., James F. M., "Towards vision-based safe landing for an autonomous helicopter", Robotics and Autonomous System, vol. 38, Issue. 1, 2002, pp.19-29. https://doi.org/10.1016/S0921-8890(01)00166-X
  9. 김덕렬, 김도명, 석진영, “무인헬기의 정밀자동 착륙을 위한 영상정보 처리”, 한국항공우주학회 춘계학술발표회 논문집, 2008, pp. 363-366.
  10. Rodriguez, A. R., "Morphing Aircraft Technology Survey", 45th AIAA Aerospace Science Meeting and Exhibit, Paper No. AIAA 2007-1258, 2007.
  11. Fradenburgh, E. A., Matuska, D. G., "Advancing Tiltrotor State-of-the-art with Variable Diameter Rotors", AHS 48th Annual Forum, 1992.
  12. Prabhakar, T., Gandhi, F., McLaughlin, D., "A Centrifugal Force Actuated Variable Span Morphing Helicopter Rotor", 63rd Annual Forum of AHS, 2007.
  13. 이병언, 서진우, 변영섭, 김정, 이관중, 강범수, “소형 로터 불레이드의 제자리 비행 성능시험장치 개발 및 검증”, 한국항공우주학회지, 제37권, 제10호, 2009, pp. 975-983.