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과제기본정보

소형 무인비행기 인증기술개발4년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 소형무인비행기 인증기술 개발 과제번호 22CAUV-B151724-04
국가과학표준분류 1순위 기계 | 항공시스템 | 고정익 회전익 항공기 기체 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 기계 | 항공시스템 | 고정익 회전익 항공기 기계시스템 실용화대상여부 비실용화
3순위 기계 | 항공시스템 | 고정익 회전익 항공기 전기전자시스템 과제유형 개발
과제명 소형 무인비행기 인증기술개발
주관연구기관 (재)한국항공우주연구원
총괄연구 책임자 성명 유창선
소속 (재)한국항공우주연구원 직위 책임연구원
전화번호 042-860-2351 FAX 042-860-2789
총 연구기간 2019-04-30 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
4차년도 8,031,000,000 320,567,000 2,258,762,000 2,579,329,000 10,610,329,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 O 세계적으로 무인항공기 인증을 위한 기술기준과 적합성 확인 방안이 아직 정립되지 않아 국내 무인기 인증체계 구축에 적지 않은 기간이 소요될 것으로 예상됨
O 공공, 산업용 무인기 용도는 해양감시, 하천감시, 산불감시, 산림병충해 감시, 불법어로 감시, 접경지역 감시 등 장기체공 감시 중심이며 국내 전지역을 효과적으로 감시하기 위해서는 소형 무인비행기 수준의 비행성능이 요구됨
O 공공, 산업용 무인기의 활용시장에서 요구되는 비행시간, 항속거리, 운용고도, 임무중량 등을 고려할 때 탑재공간 300L 이상 소형비행기의 무인화 개발 필요
O 국내 항공산업 육성을 위해서도 국내 개발 2~4인승 소형비행기를 무인화함으로써 세계시장 진출 기반 확보 필요
O 국내에서는 KC-100 인증 과정을 통하여 무인항공기 기체에 해당하는 Part 23급 소형 비행기에 대한 인증체계는 구축되었으며 무인항공기 기체 분야의 인증은 기존 유인항공기 인증과 유사하므로 소형 비행기 기체 인증 기술은 국내에서 다수 확보됨
O 기체 안전성이 기확보된 비행기 플랫폼을 기반으로 무인화 탑재시스템과 지상 통제장비 등 미확보된 무인항공기 인증기술에 집중함으로 비용 및 기간 등 사업 위험도 감소할 수 있음
O 소형 무인비행기는 비행시간 5시간, 비행속도 200km/hr, 임무중량 100kg, 운용고도 3km 이상으로서 활용도가 높아 본 과제를 통해 인증체계가 구축되고 이후 무인항공기 인증 및 운항 체계가 완성되면, 정식 인증절차를 통해 형식증명, 제작증명, 감항증명 취득이 가능하며 이를 기반으로 국내외 시장 진입 가능성이 높음
최종목표 소형 무인비행기 인증 체계 기반 구축을 통해 정부 정책에 부응하는 4차 산업혁명 선도, 고부가 가치 창출의 미래형 신산업 발굴 및 육성을 비전으로 다음을 최종 연구개발 목표로 함
O 형식인증이 완료되어 안전성이 기확보된 국내 소형비행기를 활용하여 무인화 개조한 무인비행기 시스템의 표준감항 인증을 위한 기준(안) 개발
O 고중량 임무장비 탑재 및 장시간 비행 임무 수행 등이 가능하고 특별감항인증을 획득한 무인비행기 시스템 개발
· - 최대적재중량(임무용 탑재장비) : 100 kg 이상
- 최대속도 : 200 km/hr 이상
- 비행시간 : 5 시간 이상
- 운항고도 : 3 km 이상
연구내용 및 범위 연구개발 목표를 달성하기 위하여 다음의 3개의 세부 과제로 구성됨

1) 1세부 : 소형무인비행기 무인화시스템 개발 및 인증기술개발
- 연구단 과제 총괄
. 연구단 총괄 및 사업 관리(일정, 예산, 위험도 등)
. 기술 관리(성능, 형상, 인증기술 등)
- 체계종합
. 소형무인비행기 시스템 운영요구사항 정의
. 무인화시스템 안전성 분석 및 신뢰성 검증
- 소형 비행기 무인화시스템 개발
. 무인화시스템 설계 및 인터페이스 정의
. 무인화시스템 제작 및 통합
. 비행체 운동모델링 개발
. 비행제어법칙 개발
. 무인기 자동이착륙 기술 개발
- 무인화시스템 인증기준(안) 개발
. JARUS와 ICAO기술 기준 권고안 및 지침을 복합적으로 반영한 시범인증 활용 위한 무인화시스템 인증기준(안) 개발
- 무인화시스템 적합성입증 기술개발을 위한 시범 인증
. 무인화시스템 HILS(Hardware-in-the-Loop simulation) 설계 구축 및 성능 검증
. 무인화시스템 적합성 입증을 위한 인증기술개발
. 지상통합시험 및 비행시험 지원

2) 2세부 : 소형 무인비행기 비행체 개발 및 인증기술개발
- 소형 비행기 무인화를 위한 비행체 개발 및 특별감항증명 획득
. 유인 비행기에 무인화 시스템 장착 및 무인 운용을 위한 비행체 개조
. 무인화시스템/비행체 연동 설계 및 비상안전장치 개발
. 무인화시스템 구성품 배치/장착 및 전기계통/배선 설계/검증
. 비행조종컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 설계/검증
. 소형 무인비행기 비행체 인증기준(안) 개발
. 소형 무인비행기 적합성 입증을 위한 인증기술개발
. 소형 무인비행기 특별감항증명 신청 및 획득
- 소형 비행기 무인화를 위한 안전성 인증체계 개발
. 소형비행기 무인화를 위한 입증기술, 문서체계, 품질체계 개발
. 무인항공기 인증을 입증 기술 연구
. 무인항공기 인증을 위한 문서 체계 개발
. 무인항공기 인증을 위한 설계, 시험 및 생산품질 시스템 개발

3) 3세부 : 소형 무인비행기 지상통제장비·통신장비 개발 및 인증기술개발
- 소형 무인비행기 제어 및 운용을 위한 지상통제장비 개발
. 지상통제시스템 통제 및 안전운용 개념 설계
. 지상시스템 H/W 및 S/W 인터페이스 설계
. STANAG 4671(NATO표준) 등을 준용한 시스템 설계기준에 따른 제작
. 장비 안전 및 신뢰성을 위한 다중화 기술 및 범위분석 설계
- 지상통제장비 인증 기준(안) 개발
. JARUS와 ICAO기술 기준 권고안 및 지침을 복합적으로 반영한 시범인증 활용 위한 지상통제장비 인증 기준(안) 연구
- 지상통제장비 소프트웨어 및 하드웨어 적합성입증 기술 연구 및 기술 검증
. 지상통합시험 연계를 통한 비행조종 알고리즘 검증 및 체계통합시험(운영모드 확인, 시스템 다중화 시험, 비상모드 등 확인)
. 지상통합시험 및 비행시험
- 소형 무인비행기 운용을 위한 제어명령(C2) 데이터링크 및 Payload 데이터링크 개발
. 비행체-지상통제소간 응용 프로토콜 개념 도출(STANAG 7085 테일러링 및 지기상간 ICD 정의)
. 통신 신뢰성 향상 개념 도출(주링크와 보조링크를 활용한 이중화 개념, 통신제어장치 이중화 개념 도출)
. Data Link 이중화에 따른 데이터 처리 기술 설계개발
. C2 데이터링크 및 Payload 데이터링크 성능분석
. C2 데이터링크 통신장비 설계/제작
. Payload 데이터링크 통신장비 설계/제작
- 데이터링크 기술기준, 적합성입증을 위한 인증기술개발
. 데이터링크 최소 운용요구도 설정
. 데이터링크 설계/제작 기술 기준 개발
. 데이터링크 운용 및 성능 적합성 인증기술 연구
. 데이터링크 통신장비 운용/성능 적합성 검사 시험평가
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
4차년도 - 주관연구기관 (한국항공우주연구원) : 무인화시스템 적합성 입증시험(I)
- 주관연구기관 (한국항공우주산업) : 지상통합시험 및 비행시험
- 주관연구기관 ((주)쎄트렉아이): 지상통제장비 적합성 입증시험(I) 및 데이터링크 체계요구도 적합성 입증
- 주관연구기관 (항공안전기술뤈) : 소형 무인비행기시스템 인증체계/방안 수립, 소형 무인비행기시스템 감항기술기준(안) 개발, 소형 무인비행기시스템 설계 적합성확인 방법 및 핵심인증기술(안) 연구
1) 주관연구기관 (한국항공우주연구원)
- 회의체 운영 및 위험도 관리
- 기술문서/형상/성능 관리
- 운영요구사항 검증 관리
- FMEA/ FTA/CCA 최신화
- 무인화시스템 지상통합시험 및 비행시험 지원
- 자동이착륙 HILS 및 비행시험 수행
- 인증기준(안) AMOC 및 Rationale 작성

2) 주관연구기관 (한국항공우주산업)
- 비행체 개조 초도비행 준비 및 특별감항증명 신청 지원 : 조종/항전계통, 작동기/조종 링키지
- 비행제어컴퓨터 지상통합/ 비행시험 지원
- 유무인전환장치 초도비행 준비
- 비행체 인증기준(안) 식별
- 특별감항증명 신청 및 획득업무 지원
- 지상통합시험 결과보고서 작성
- 비행시험 계획/절차서 작성

3) 주관연구기관 ((주)쎄트렉아이)
- 지상통제장비 및 데이터링크 추가제작
- 부체계 연동 및 통합시험
- 지상통합 및 비행 시험 지원

4) 주관연구기관 (항공안전기술원)
- 소형 무인비행기시스템 인증체계/방안 수립
- 소형 무인비행기시스템 핵심인증기술(안) 연구
- 소형 무인비행기시스템 설계적합성 확인 방법 연구
연구성과 기술적 기대성과 O 무인기 인증 인프라를 구축하고 국내 무인기의 인증을 위한 기반 확보
- 사전 시험 운용을 진행함으로 국내 무인항공기 인증체계 및 운항체계 구축 완료 후에는 본 형식증명 과정 시 인증 실패 또는 지연의 위험을 낮출 수 있음.
O 해외 선진국과 동등한 수준의 고정익 무인기 인증 체계를 구축하고 소형 무인항공기시스템의 인증 기술을 연구함으로 국내 무인기의 경쟁력을 확보
O 소형 무인항공기에 적합한 데이터링크 모뎀 설계 및 제작 기술 경쟁력 확보
사회 경제적 파급효과 O 각 공공 안전분야의 소형무인비행기 운용을 통한 국민 안전성 향상
- 재난/재해지역 조기탐지 및 실시간 대응을 통한 재난/재해 피해 최소화 및 국민 생명 구조
- 원격탐사, 통신중계, 환경감시, 기상관측 등 공공 인프라로써의 활용을 통해 사회적 효율성 증가 및 운용범위 확장
O 무인기 인증을 위한 기반 확보를 통해 국내 무인기 산업의 경쟁력 향상
- 현재 세계적으로 무인기 인증체계는 완비되지 않은 상태로 본 사업을 통해 고정익 무인기의 국내 인증 기반을 확보할 경우 무인기 인증분야에서 해외 선진국과 동등한 수준으로 성장 전망
- 국내 개발된 무인기의 안전성과 신뢰성을 검증할 수 있는 인증기술 및 인증체계를 확보함으로써 국내외 시장에서 국내 무인기의 제품 경쟁력이 크게 높아질 것으로 예상됨
O 무인화 개발된 소형 무인비행기를 활용하여 국내외 수요 충족 가능
활용방안 O 장시간/연속/장거리 임무를 통해 원격탐사, 통신중계, 환경감시, 기상관측, 국경감시, 산불감시, 위험지역 정찰, 재난구호 지원활동, 정부안전대책 지원 등 다양한 공공분야에 활용 가능
O고중량 탑재를 목표로 하여 고중량 물품 배송이나 고성능/다기능 임무장비를 필요로 하는 무인기 해외 시장 선점에 유리
O 각국 해안경비청, 유엔 조달청, 극지연구소 등에서 해안감시, 밀림순찰, 극지탐사 등을 목적으로 무인비행기 수요 증가
O 향후 군 감시정찰 및 수송용 무인기로 활용시 수입대체 효과 발생
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 소형비행기 무인화시스템 지상통제장비 데이터링크 특별감항증명
영문 General Aviation Unmanned System Ground Control System Data Link Special Airworthiness Certification
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