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태양 일조량 변화에 따른 HALE UAV의 동력 수집/분배/제어 특성 연구
남윤광(Yoonkwang Nam),박토순(To soon Park),류태규(Tae kyu Reu) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
최근 친환경적인 항공 추진시스템에 대한 요구가 확대되고 있는 가운데 여러 에너지원을 조합하여 장기 체공하는 무인기용 복합추진시스템을 개발하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 임의의 임무형상에 따른 비행체의 에너지 균형 매커니즘을 최적화하기 위하여 태양전지로부터 수집 가능한 에너지와 비행체의 요구에너지 그리고 연료전지 구동에 필요한 에너지간의 효율적인 분배 및 관리기법을 분석하였다. 아울러, 비행체에 부착해야 하는 태양전지의 필요 면적을 예측하고 고고도 장기체공 무인비행체의 형상설계를 위한 기본 자료를 제공하고자 하였다. Recently, as the needs for eco-friendly aero propulsion system increase gradually, many study works have been conducted to develop the hybrid propulsion system for High Altitude Long Endurance (HALE) UAV. In this study, we analyzed both suitable energy distribution and the effective management methodology among the total energy collected from solar cell array and the total required energy of aerial vehicle and required energy of the regenerative fuel cell(RFC) for driving in the night time and optimized the energy balance mechanism based on the ascribed mission profile. Furthermore, we predicted the optimal area to allocate in main wing surface for attaching the solar modules and aim to supplying the basic configuration design data for HALE UAV.
송지한(Ji-Han Song),남윤광(Yoonkwang Nam) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12
HALE 무인기가 고고도에서 장시간 체공하기 위해서는 태양전지, 2차전지 등을 사용하여 지속적으로 비행에 필요한 에너지를 공급한다. 이중 태양전지 성능은 온도에 민감하게 반응하는데 일반적으로 주변 온도가 하강하면 태양전지 성능이 증가한다. 따라서 극저온에서 비행하는 무인기의 태양전지모듈의 성능은 지상보다 증가할 것으로 판단되나 변화량을 예측하기 어렵다. 고고도에서 열적 특성을 예측하기 위해서 무인기에 부착된 태양전지모듈에 대해 복합열전달 해석을 수행하고, 연구결과는 장기체공무인기 설계의 기초자료가 될 것으로 판단된다. HALE(High Altitude Long Endurance) UAV needs enough energy for long endurance in high altitude. It generally uses energy source such as solar energy, rechargeable batteries. Temperature plays an important role to determine both power output and electrical efficiency of solar arrays. Performance of Solar cell commonly is enhanced by decreasing module temperature. Therefore, it is anticipated that efficiency and power of solar arrays in high altitude field are more than ground. For predicting thermal characteristics of solar arrays, conjugate heat transfer analysis is performed with solar arrays on main wing. This result provides guidance for designing energy balance and flight profile of HALE UAV.