Abstract
Air-breathing engines used in aircraft have a performance limit as the altitude increases, and this determines the service and absolute ceiling altitude. The method of maintaining altitude and speed in a fixed-wing aircraft in level flight using classical control method is generally using thrust for speed increase/deceleration and pitch attitude for altitude increase/decrease. If this method is used near the service ceiling altitude, increasing the pitch to reduce the altitude error results in a speed reduction. Therefore, it is necessary to use a control method that maintains the speed first using the pitch attitude. Especially in the case of unmanned aerial vehicles, these two methods should be automatically available at the right time. In this paper, we propose a method of switching the speed and altitude maintenance algorithm near service ceiling altitude.
항공기에 사용되는 공기 흡입식 엔진은 고도가 높아질수록 성능의 한계를 가지며, 이는 실용상승한도(Service Ceiling)와 절대상승한도(Absolute Ceiling) 고도로 나타나게 된다. 고정익 항공기가 순항비행(Level Flight) 상태에서 고전제어기법(Classical Control)을 사용하여 고도 및 속도 유지를 하는 방법은 일반적으로 속도 증/감속을 위해 추력을 사용하고, 고도 증/감을 위해 피치 자세를 사용한다. 실용 상승 한도 고도 부근에서 이 방법을 사용하는 경우 고도 오차를 줄이기 위해 피치를 증가시키면 속도 감속으로 나타나게 된다. 따라서 피치 자세를 사용하여 속도를 먼저 유지하는 방법을 사용해야 한다. 특히 무인기의 경우 이 두 가지의 방법을 자동으로 적절한 시점에 사용할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 고도 상승률이 둔화되는 실용상승한도 부근에서 속도와 고도유지 알고리즘의 전환 방법을 제안하고, 비행시험을 통해 개선된 효과를 확인하였다.