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헬리콥터 시뮬레이터용 엔진 제어 및 성능 모델링 기법 연구
전향식,전대근,최형식,최영규,Jun, Hyang-Sig,Jeon, Dae-Keun,Choi, Hyoung-Sik,Choi, Young-Kiu 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.12
헬리콥터 시뮬레이터용 엔진 제어/성능 모델은 비행 성능과 조종성에 직접적인 영향을 주는 핵심 모델 중 하나로서, 헬리콥터 엔진 설계/제작사로부터 원천 및 모델을 확보하여 개발하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 통상적인 개발 방법을 따르지 않고, 가용한 자원을 활용하여 기본 모델을 구성하고 이를 지상/비행시험 결과와 비교 튜닝하여 검증하는 방법을 채택하였다. 대상 헬리콥터인 KA-32T의 장착 엔진인 TB3-117 엔진의 엔진 제어 모델을 위해 TB3-117 정비교범에 기술되어 있는 엔진의 기능을 검토하여, 모의 대상요소를 분류한 후 모델링을 수행하였다. 엔진 성능 모델은 Piece-wise Linear Model 방법을 사용하였으며, TB3-117 정비 교범에 포함된 엔진 성능 데이터를 활용하여 정상상태 엔진 성능 테이블을 구축한 후 이를 변환 함수를 기반으로 한 동적 모델에 통합하였다. 개발된 엔진 제어 모델 및 성능 모델은 지상/비행 시험 결과와 비교 튜닝하여, 개발 모델이 FAA AC120-63 규격에 적합한 충실도를 보유함을 검증하였다. Engine control/performance model for helicopter simulator if one of the most important models which affect flight performance and handling quality. It is typical to develop the model based on the raw data and models from the engine designers/manufacturers. The approaches in this study were to develop the basic model bated on the available resources and to tune and verify it based on the ground/flight test results. The maintenance manuals of TB3-117 which is installed in KA-327 were reviewed and the components to be simulated for the engine control model were categorized and modeled. Piece-wise linear modeling method was used for the engine performance model. The engine performance data in the engine maintenance manuals were incorporated into the engine steady state performance tablet, which were incorporated with the transfer functions for the dynamic performance. Engine control/performance model was compared and tuned with the round/flight test results. It was verified that the fidelity of the model was within the tolerances in FAA AC120-63.
황재준 ( Jae-jun Hwang ),이규영 ( Kyu-young Lee ),전향식 ( Hyang-sik Jun ),전대근 ( Dae-gun Jun ),최형식 ( Hyung-sik Choi ) 한국정보처리학회 2008 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.15 No.1
현대는 시뮬레이션을 통하여 많은 모의 훈련을 대체하고 있다. 시뮬레이터는 고유의 훈련 임무를 수행하기 위하여 기획, 제작 되어진다. 하지만 현대와 같은 종합적인 입체훈련 체계는 고유의 훈련 임무 이외에 개개의 시뮬레이터의 임무가 가상의 종합 시뮬레이션 환경에 참가한 통합 훈련 체계의 필요성을 야기하게 되었다. 또한 각각의 시뮬레이터의 기능은 보다 세분화 되었으며 높은 성능을 요구하게 되었다. 현재 KA-32 헬기 시뮬레이터 영상 프로그램을 제작하고 있는 한국소프트스페이스㈜는 독립적인 시뮬레이터들에 HLA(High Level Arichitecture)를 적용하여 하나의 종합 훈련 시스템을 구축하였다. 고유의 임무를 지닌 시뮬레이테는 각각의 임무를 가상의 종합 훈련 환경에 참가하여 서로간의 훈련 효과를 극대화 시켜화 시켜준다. HLA 기반의 종합 훈련 시스템의 RTI(Run-Time Infrastructure)는 Pitch 사의 pRTI 를 사용하였으며, 가상의 종합 시뮬레이션 환경의 핵심이 되는 FOM(Federation Object Model)은 호환성을 및 모든 객체의 표현을 위하여 RPR FOM(Real-time Reference FOM)을 사용하였다. 본 종합 훈련 시스템에서는 각각의 시뮬레이션간에 최고의 성능을 내기 위하여, 기능 세부화 하여 구성하였다. Terrion 사의 FLAMES 는 종합 훈련 시스템의 시뮬레이션 진행/설정 및 분석을 담당하며, Mantis 는 훈련 상황을 사실감 있는 3 차원 영상으로 참가자에게 전달하여 준다.
신대식(Dae Sik Shin),조종철(Jong Chul Cho),김용현(Yong Hyun Kim),신미영(Mi Young Shin),한상설(Sang Sul Han),박찬식(Chansik Park),전향식(Hyang-Sig Jun),남기욱(Gi-Wook Nam),이상정(Sang Jeong Lee) 한국항공우주학회 2007 韓國航空宇宙學會誌 Vol.35 No.12
본 논문에서는 GPS, GPS 현대화, Galileo, SBAS 및 GBAS등의 항법 시스템을 모두 고려하여 한국 지역에서의 GNSS 무결성 감시의 가용성을 분석하였다. 현대화된 GPS, Galileo 및 SBAS를 사용하면 Cat. Ⅰ에 근접한 성능을 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통해 확인 하였다. 그러나 여전히 수직오차의 영향으로 Cat. Ⅱ 및 Ⅲ를 만족시키지 못하므로 GBAS와 같은 보다 개선효과가 큰 보강 항법 시스템이 필요함을 확인하였다. 본 논문의 연구 결과는 보강 시스템의 구축뿐 아니라 지역 위성항법시스템 구축을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다. In this paper, integrity analysis in Korean region using GPS, modernized GPS, Galileo, SBAS and GBAS is given. The simulation results show that Cat. Ⅰ requirement can be met using modernized GPS and Galileo alone, however, Cat. Ⅱ and Ⅲ are not met even augmenting SBAS because of VPL. A more efficient augmentation such as GBAS reduces VPL to meet Cat. Ⅱ and Ⅲ requirements in Korean region. This result will be used to design and implement not only an augmentation system but also regional satellite navigation system.
최형식(Hyoung-Sik Choi),장재원(Jae-Won Jang),전대근(Dae-Keun Jeon),전향식(Hyang-Sig Jun) 한국항공우주연구원 2008 항공우주기술 Vol.7 No.1
국토해양부 지원을 통해 수행되는 KA-32 훈련용 헬기시뮬레이터 개발 프로그램의 목적 은, FAA AC 120-63의 레벨 C 요구규격을 충족하는 헬기 시뮬레이터를 개발하는 것이다. 한국항공우주연구원(KARI)은 개발 총괄 프로그램을 주관하고 있으며, 또한 비행 역학 모델을 개발하고 시뮬레이터 설계 데이터와 비행 시험 데이터에 기초를 충실도를 검증하는 업무를 담당하고 있다. 대상 헬기는 산림항공관리소에서 운용되고 있는 Kamov KA32T 이다. 비행시험은 7월 30일에서 8월 31일까지 익산 산림항공관리소에서 수행되었다. 본 논문은 시뮬레이터 검증을 위한 비행시험데이터 획득에 필요한 장비장착 및 비행시험에 대한 내용을 기술하고 있다. The objective of the KA-32 Helicopter Training Simulator Development Program, executed by the Republic of Korea Government, is to acquire a helicopter simulator which meets level C requirements in accordance with the FAA AC 120-63. The Korea Aerospace Research Institute (KARI) manages the development program and is supposed to develop and validate the flight dynamics model based on simulator design data and flight test data. The helicopter chosen for this project is the Kamov KA32T, operated by the Korean Forest Aviation Office. This paper presents the test program and information about the installation and execution of the flight tests. The program consist of tests for the simulator qualification, additional tests for model data and additional tests for model validation. The flight trials were performed from 30 July to 31 August at the Iksan airbase of the Forest Aviation Office (FAO).
FAA AC120-63 Level C급 KA-32T 비행 시뮬레이션 모델 개발
전대근(Dae-Keun Jeon),전향식(Hyang-Sig Jun),최형식(Hyoung-Sik Choi),최영규(Youngkiu Choi) 한국항공우주학회 2009 韓國航空宇宙學會誌 Vol.37 No.4
헬리콥터 시뮬레이터용 비행 시뮬레이션 모델은 비행 성능과 조종특성에 직접적인 영향을 주는 핵심 모델 중 하나로서, 헬리콥터 설계/제작사로부터 원천 자료 및 모델을 확보하여 개발하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 일반적인 개발 방식과는 다르게 헬리콥터 운용/정비 관련 가용한 자원을 활용하여 기본 모델을 구성하고 이를 비행시험 결과와 비교 튜닝하여 검증하는 방법을 채택하였다. 즉, 대상 헬리콥터인 KA-32T의 제작사로부터 헬리콥터 데이터를 확보할 수 없는 현실을 감안하여 정비교범, 비행교범, 해석, 실측, 논문 등을 기준으로 비행 시뮬레이션 기본 모델을 개발하였다. 이후 기준 데이터 획득을 위해 KA-32T를 대상으로 비행시험을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과를 획득된 비행시험결과와 비교 튜닝하여, 개발된 비행 시뮬레이션 모델이 FAA AC120-63 Level C 규격에 적합한 충실도를 보유함을 검증하였다. Flight simulation model for helicopter simulator is one of the most important models which affect flight performance and handling quality. It is typical to develop the model based on the raw data and models from the helicopter designers/manufacturers. The approaches in this study were to develop the basic model based on the available resources regarding helicopter operation/maintenance and to tune and validate it based on the flight test results. The basic model was developed with maintenance manuals, flight manuals, analyses, measurements, papers and so on considering that KA-32T data could not be obtained from the manufacturer. The flight test for KA-32T was performed and the reference data for the simulation validation tests were acquired. The flight simulation model was validated to have the fidelity compatible with level C of FAA AC120-63 after comparison and tuning with flight test results.
헬리콥터 시뮬레이터용 6자유도 전기식 운동구현장치의 개발
한동주(Dong-Ju Han),김국재(Kuk-Jae Kim),김옥구(Ok-Gu Kim),전향식(Hyang-Sik Jun),남기욱(Ki-Wook Nam) 한국항공우주학회 2006 韓國航空宇宙學會誌 Vol.34 No.12
민간항공안전국 등급 2를 만족하는 헬리콥터 시뮬레이터에 사용되는 6자유도 운동구현 장치 개발에 관해 기술하였다. 운동판과 제어 구동장치의 기구학적 및 구조적 해석을 통해 설계 제작된 운동구현장치의 시험 평가로부터 규정에 만족하는 결과를 보였고 이로부터 실제 헬리콥터 시뮬레이터로의 적용 타당성을 확보하였다. 또한 동품의 개발 결과로 인해 그간 유압 구동체계를 사용한 운동구현장치의 단점을 전기식 구동장치 적용을 통해 새롭게 개선함과 동시에 국내 최초로 10 톤급의 적재하중 능력을 보유한 6자유도 운동구 현장치를 보급하게 되는 계기를 마련하였다. In this paper, the 6-dof electric motion platform system designed for the helicopter simulator satisfying the class of the CASA(Civil Aviation Safety Authority) level 2 is presented. From the kinematic, dynamic and structural analyses for motion base and electrical actuator systems, we show the feasibility of the developed motion platform system by producing the acceptable results of the test and evaluation according to the requirements specified in the CASA level 2. Furthermore through this development we suggest newly the adaptability of the electrical actuator system up to 10 ton class motion platform system, whose usage will be broaden rapidly, substituting with the advantage over the conventional hydraulic system.