기술명(국문)

QTP 전기동력 수직이착륙기 설계/해석 기술

기술명(영문)

Design/Analysis Technology of Electric QTP(Quad Tilt Prop) Vertical Take-Off and Landing(VTOL) Aircraft

기술분야

항공‧우주

기술개요

본 기술은 QTP 전기동력 수직이착륙 항공기의 설계/해석 관련한 전반적 기술로서, 무인기 체계종합, 비행체 사이징(sizing) 및 형상설계, QTP-UAV 성능해석, 프롭허브(prop hub) 및 조종계통 설계/해석, QTP-UAV 지상 및 비행시험의 체계종합 및 형상설계 기술, 제어법칙 설계, 비상모드 제어로직 설계, 제어 SW 코딩 및 지상통제시스템(GCS) SW 개발, 운동모델 구축, HILS(Hardware In the Loop Simulation)를 통한 제어기 검증의 비행제어 법칙 설계 및 검증 기술, 프롭 블레이드 설계/해석 방법의 프롭 블레이드 기술, QTP 프로펠러 및 전기체 공력해석 기술, 비행하중 해석, 구조해석 기준 및 절차수립 기술로 구성된다.

기술동향

국내

국내의 경우 미래형 수직이착륙 및 고속비행 회전익 무인기 관련하여 다음과 같은 기술을 보유하고 있다. 틸트로터 방식의 스마트 무인기 개발에 이어 다양한 축소기 파생형이 개발되었으며, 대한항공이 기술이전을 통한 산업화를 진행 중에 있다. 또한, 틸팅 가능한 ducted fan 형태의 무인기를 퍼스텍/항우연에서 개발하였다.

해외

- 4개의 프로펠러 또는 로터를 틸트시키는 쿼드틸트 항공기는 미국에서 1950년대 말부터 시연기를 개발하며 실용화 가능성을 검토한 바 있음. 미국의 Bell社는 1979년에 Quad Tilt Rotor(QTR) 개념 개발에 착수한 바 있으나 1999년에 미 육군의 미래 수직이착륙 항공기 수요에 대비한 C-130 수송기 급에 해당하는 수직이착륙 항공기 모델로서 V-44를 제시한 바 있다.

­ 오스트리아 다이아몬드社는 하이브리드-전기 쿼드 틸트로터 개발 계획을 발표함. 4개의 로터로 구성된 하이브리드 틸트로터 항공기는 두 개의 아스트로엔진社의 디젤엔진과 지멘스社의 고출력 전기모터의 조합으로 배터리를 충전하고 모터를 구동하게 되어 있으며, 6인승으로 최대이륙중량은 6,600lbs (2,994kg)임. 다이아몬드社의 하이브리드 틸트로터는 3단계 개발 계획으로, 먼저 중량 725 lbs (329kg)의 무인 시제기를 개발한 후, 이후 2,800lbs (1,270kg)를 시제기를, 최종적으로 Full fly-by-wire 양산기를 개발한다는 계획이며, 7년 내에 형식 승인을 득하는 것을 목표로 제시 한 바 있다.

시장동향

국내

미래 비행체는 점차 자동차를 대체할 수 있는 차세대 교통수단으로 부각될 것으로 예측되며, 선진국을 중심으로 안전성과 경제성을 기반으로 한 환경 친화적이고 에너지 효율이 높은 추진시스템 기술 개발에 지속적인 투자와 연구를 통해 항공분야 수요 증대 및 무인기를 중심으로 한 거대한 신규 시장이 형성되고 있다.

해외

현재 전기동력원을 이용한 항공기 시스템은 전 세계적으로 일부 국가의 특정회사 제품이 대부분의 시장을 점유하고 있으며, 전세계적으로 전기동력시스템 기술과 틸팅 방식을 갖는 유인항공기 기술은 향후 PAV 시장을 주도할 수 있는 기술로 성장하고 있다.

활용방안

본 기술은 QTP 전기동력 수직이착륙 항공기의 설계/해석 관련한 전반적 기술로서, 체계종합 및 형상설계, 비행제어 법칙 설계 및 검증, 프롭 블레이드, 공력해석, 구조해석 등의 QTP 전기동력 수직이착륙기 개발에 핵심기술로 활용될 수 있다.

특허정보

(등록) 엔빌로프 보호 제어기 및 이를 구비한 틸트로터 항공기,

10-0856688, 2018.08.29.

(등록) 좌우측 로터를 갖는 회전익 비행체의 고장회피 제어방법 및 틸트로터 항공기의 고정익 모드에서의 고장회피 제어방법, 10-0563931, 2006.03.17.

(등록) 터치패널을 이용한 회전익 항공기 자동조종장치 및 자동조종방법, 10-1506805, 2015.03.23.

(등록) 노브 다이얼을 이용한 엔진 추력 입력장치 및 입력방법, 10-1506395, 2015.03.20.

(출원) 저속비행상태에서 세로 자세 제어 신호에 기초하여 메인로터의 틸트 각도를 제어하는 방법 및 컴퓨터 프로그램과 수직 이착륙 비행체, 18-20738, 2018.02.21

기술이전 가능범위

- 쿼드틸트프롭(QTP) 무인기 체계종합 및 형상설계 기술

- 쿼드틸트프롭(QTP) 무인기 비행제어법칙 설계 및 검증 기술

- 쿼드틸트프롭(QTP) 무인기 프롭블레이드 설계/해석 방법

- 쿼드틸트프롭(QTP) 무인기 공력해석 기술

- 쿼드틸트프롭(QTP) 무인기 구조해석 기술

기술이전

조건

- 통상실시권(Non-Exclusive License)

- 계약기간 : 통상 5년 (협의에 따라 조정가능)

기술료

금액

협의필요