• 안정적 비행을 위한 메인 로터 틸트 기술 및 모터의 동력을 최소화 할 수 있는 메인
로터 제어 시스템에 관한 기술
기술개요
KARI Sales Material Kit
한국항공우주연구원 기술소개자료
기술분류 : 항공 분야
거래유형 : 추후 협의 기술 가격 : 별도 협의
연구자 정보 : 강영신 / UAM연구부
기술활용분야
TRL6
기술완성도
※ TRL 6 : Pilot 단계 시작품 성능평가 완료
TRL1
TRL2
TRL3
TRL4
TRL5
TRL7
TRL8
TRL9
기초이론/
실험
실용목적
아이디어/
특허 등
개념 정립
연구실
규모의
성능 검증
연구실
규모의
부품/시스템
성능평가
시제품 제작
/성능평가
Pilot 단계
시작품
성능평가
Pilot 단계
시작품
신뢰성 평가
시작품 인증
/표준화
사업화
시장동향
• 항공우주분야 : 신 항공기 몸체(하드웨어) 개발, 항공기 설계 및 해석용 소프트
웨어 개발, 항공기용 전자장비(항전장비, Avionics) 등
기술이전 상담 및 문의 : 기술사업화실 | 원유선 선임 | 042-870-3639 | yswon@kari.re.kr
• 세계 항공우주 산업은 2020년 6,469억 달러 규모에서 연평균 3.4%로 성
장하여 2025년 7,641억 달러 규모에 이를 전망
• IBIS World 자료에 따르 면, 2017 년 기준 미국의 항공 기 시장 규모는 총
2,404억 달러로 이 중 항공기가 60.7%, 기타 항공기 부품이 20%, 항공기
엔진 및 엔진 부품이 19.3%를 차지
• 현재 정부 는 민수 수출 확대 를 위한 국제 공동 개발 참여 핵심기 술개 발 및
해외 시장 진출 지원 중이며, 드론 PAV* 등 미래항공 시장을 선점을 위한
기술개발 추진 중
* PAV( Per son al air veh icle) : 개인용 비행체
6470 6689
6915 7149
7391 7641
2020 2021 2022 2023 2024 2025
CAGR
3.4 %
(단위 : 억 달러)
항공기, 60.70%
기타 항공기 부품,
20.00%
항공기 엔진 및
엔진부품, 19.30%
(출처 : 한국은행 경남본부, 2019 )
(출처 : IBIS World, 2017)
세계항공우주산업시장규모및전망
미국항공기시장구성(2017)
기술구현
No.
특허명
특허 (등록/출원)번호
1
저속비행상태에서 세로 자세 제어 신호에 기초하여 메인로터의 틸트 각도를
제어하는 방법 및 컴퓨터 프로그램과 수직 이착륙 비행체
10-2010424
2
다중 동력장치를 갖는 비행체의 프로펠러 및 로터 회전수 제어시스템
10-2019-0171832
KARI Sales Material Kit
한국항공우주연구원 기술소개자료
항공기의 프로펠러 및 메인로터 제어 시스템
지식재산권 현황
개발기술 특성
기존기술 한계
(메인로터를 틸트시키는 방법)
비행 컨트롤러는 기수가 내려가는 방향으로 변경되는
피치 자세각이 클수록 메인로터 회전축이 지면과 평
행에 가깝도록 메인로터를 틸트 시킬 수 있음
•
대기 속도에 따라 메인 로터의 방향을 제어하는 기존 방법 → 대기 속도를
측정하기 어려운 구간은 GPS 관성속도를 사용할 수 밖에 없는데, 바람의 세
기에 따라 실제 대기속도와 관성속도 사이 큰 차이 발생
•
분산추진 전기동력을 갖는 기존 비행체 → 분리된 복수개의 모터가 개별적
으로 발생하는 동력이 모여 하나의 동력을 발생시키기 때문에 로터의 추력
을 균일하게 유지가 어려움
→ 비행체 탑재 전 각 모터의 출력을 보정하여야 할 뿐 아니라 독립된 모터가
균일한 출력을 발생시키기 위해 많은 보상 작업이 필요
개발기술 특성
•
세로 자세 제어 신호 기초한 메인로터 틸트각도 제어 가능
- 기수가 내려가는 방향으로 변경되는 피치 자세각을 변경시키는 명령에 메인
로터의 틸트 제어를 연동시킴으로써 수직 이착륙 비행체의 안정적인 호버링
및 저속비행이 가능
- 세로 자세 제어 신호에 기초해 자동적으로 메인로터의 틸트명령을 발생시킴
으로써 바람에 의한 대기속도 변화에 따라 메인로터 틸트각의 능동적 보상
•
전기모터가 발생시키는 동력의 차이 최소화하여 안정적인 비행가능
- 외란요소 보상부를 통해 외부 요인으로 인한 모터간의 RPM 차이를 보정
가능해, 복수개의 프로펠러 및 로터의 추력을 균일하게 유지 가능
- 시스템 내 콜렉티브-ESC 명령 전환부에 콜렉티브 스케줄이 입력되어 비행
속도에 따라 깃각을 보다 정확하게 조절 가능하여 외란요소 보상부의 보상
명령 크기를 최적화 가능
(비행체 프로펠러 및 로터 회전수 제어시스템)
외란요소 보상부에서 목표 RPM과 측정된 RPM의 오
차로부터 제한기를 통과한 신호를 비례적분 제어기
에 입력하여 RPM 오차를 최소화 가능한 ESC 명령을
발생시킴
외란요소 보상부
