항공우주시스템공학회 2019년도 추계학술대회 SASE 2019 Fall Conference

유인헬기 무인화를 위한 비행제어시스템 설계

조상욱1,†· 박지호1, 차민준1, 이민우1, 이철1· 김재철1 1대한항공 기술연구원

Developement of Flight Control System for the Convertion Mannded to

Unmmaned Helicopter

Sangook Cho1,†, Jeeho Park1, Minjun Cha, Minwoo Lee, Chul Lee and Jeachul Kim1 1R&D Center, KoreanAir, Deajeon, Korea

Abstract : 본 논문에서는 유인 500MD 헬리콥터를 무인화시키기 위한 비행제어시스템 설계에 관한 내

용을 기술한다. 무인화 500MD의 체계 요구사항 분석 후, 비행제어시스템의 요구사항 도출, 상세설계

및 시스템 구성품의 기능/성능시험을 수행하였다. 시스템 통합 수행 후, 체계통합, 지상시험을 수행하였

으며, 최종적으로 비행시험을 통해 시스템의 기능을 검증하였다..

Key Words : Manned to Unmanned(유인헬기 무인화), Flight Control System(비행제어시스템),

Ground Test(지상시험), Flight Test(비행시험), 500MD Conversion(500MD 개조)

1. 서 론

고위험 임무수행을 위한 민수/군수용 다양한 소요가

존재하지만, 안정적인 무인기 플랫폼 개발은 많은 시

간과 비용이 소요된다. 이에 대한 현실적인 접근 방법

으로 퇴역한 유인기 플랫폼을 개조하여 무인화 하는

것이 있다. 해외 사례로는 미국에서 운용 중인 QF-

16(퇴역 F-16 비행체를 개조하여 무인 표적기로 운용)

가 있다.[1] 국내에서는 한국군에선 운용 중인

500MD(대한항공 생산)가 2014년도부터 순차적으로

도태 중에 있으며, 해당 비행체는 약 60%의 잔여 수

명이 남아있는 상태이다.

대한항공은 퇴역한 유인 500MD 플랫폼을 무인화 개

조하는 사업을 자체적으로 진행 중에 있으며, 본 연구

에서는 개조 내용 중, 비행제어시스템에 대한 설계 및

검증 과정에 대해 기술하였다.

†교신저자 ( Corresponding Author )

E-mail: sangookcho@koreanair.com Copyright Ⓒ The Society for Aerospace System

Engineering

2. 비행제어시스템 설계

비행제어시스템의 요구사항[2]은 시스템 정의, 기능

및 성능 그리고 내/외부 연동의 총 00 항목으로 구성

된다.

2.1 시스템 정의

시스템 정의는 500MD의 무인화 개조를 위한 비행

제어시스템의 아키텍처 및 구성품 관련 내용을 기술하

였다. 비행제어시스템 구성품에 대한 종류 및 기능은

다음과 같다.

장비명 기능

비행제어컴퓨터

(자체개발) 비행제 장비 운용, 자동비행 등

통합항법장치 GPS/INS 기반 항법정보 출력

레이더고도계 지면고도정보 출력

Fig. 1 요구사항 구성

Table. 1 구성품 종류 및 기능

FB1-5

1

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로터구동장치

(자체개발)

가로/세로방향 싸이클릭, 콜렉티

브, 페달 구동

2.2 기능 및 성능

기능 및 성능에서는 비행 안정성을 고려한 비행제어

운용범위 제한, 체계 운용을 위한 상태 및 모드 정의,

제어성능 그리고 시스템 고장 시의 대처를 위한 정상/

비정상 운용기능 등의 내용을 명시하였다.

2.2 내/외부 연동

내/외부 연동은 체계 아키텍처에 따른 비행제어시스

템 내부 장비(비행제어컴퓨터, 통합항법장치, 레이더고

도계, 로터구동장치) 및 외부 장비(지상통제장비 등)

연동에 관련된 내용을 기술하였다.

3. 비행제어시스템 검증

비행제어시스템은 총 4단계의 과정을 통해 검증을

수행하였다.

• 비행제어통합시험 : HILS(hardware-In-the-Loop-

Simulation) 환경에서 비행제어시스템의 H/W 및

S/W 기능/성능 검증

• 체계통합시험 : 체계통합 환경에서 비행제어 구성품

간 연동기능 검증

• 지상시험 : (Engine Run 시험) 엔진시동 환경에서의

비행제어 구성품 기능/성능 검증

(안전줄시험) 모의 비행환경에서의 비행

제어 S/W 기능 검증 및 성능 튜닝

• 비행시험 : 실 비행환경에서의 비행제어시스템(H/W,

S/W) 기능/성능 검증

4. 결 론

본 논문에서는 대한항공에서 자체적으로 수행한 유

인헬기 무인화 1단계 개발의 비행제어시스템 설계 및

검증에 대해 기술하였다. 현재 운용 영역을 확장한 2

단계 개발을 진행 중에 있으며, 확보된 시험데이터를

기반으로 1단계 결과물(H/W 및 S/W)에 대해 기능 보

완 및 확장을 진행할 예정이다.

참 고 문 헌

[1] Boeing, www.boeing.com/defense/support/qf-

16/index.page

[2] Department of Defense, “Vehicle Control and

Management System(VCMS) JSSG-2008”,

October 1998

Fig. 2 비상절차 운용 기능

Fig. 3 시스템 검증 단계

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