• 본 특허는 고속/장거리 비행과 수직이착륙이 가능한 팬 인 바디 타입 복합형 회전익기의 설계 및 제어방법에 관한 기술임

• 본 특허는 저속 비행의 안정성 확보와 고속 비행의 항력 극복이 필요한 드론 분야에 적용이 가능함

∨비행 택시, 무인 항공 시스템     ∨기상 관측 및 환경 오염 정도 감시용 드론

∨PAV 개인용 무인 비행체          ∨재해 발생 지역 모니터링용 드론

    < PAV 및 환경 감시용 드론 >

• 안정적인 고속비행을 위해서는 복합형 회전익기의 추가 추력을 확보하고, 정지 및 저속 비행의 제어와 고속 비행에서의 항력을 극복하는 기술의 개발이 필요함

• 유선형 동체에 전후 간격을 두고 배치된 덕티드 팬의 블레이드 및 베인의 각도를 조종하여 수직이착륙 및 저속 전진비행 시 기체 자세를 제어할 수 있음

• 본 특허는 제자리 비행과 저속비행 시 자세제어와 고속 비행이 가능한 복합형 회전익기에 대한 것으로 아래 그림과 같이 복합형 회전익기의 유선형 동체와 전후 방향으로 간격을 두고 배치된 전방 덕티드 팬과 후방 덕티드 팬, 동체 자세를 제어하는 제어부와 푸셔 프로펠러, 속도 감지 센서, 입력부 등으로 구성됨

• 제어부는 블레이드와 베인의 받음각을 조정함으로써 비행체의 피치, 롤, 요 운동을 제어할 수 있음

• 또한, 푸셔 프로펠러는 동체의 후방 단부에 설치되어 동체에 전진 방향의 추력을 제공할 수 있고, 덕티드 팬은 동체에 설치되어 수직 이착륙이 가능하고 정지 및 저속 비행의 안정성을 확보할 수 있게 함

• 고속 비행의 경우 덕트 상하부를 커버와 베인의 각도 조절을 통해 차폐하여 유선형 동체로 인한 항력을 최소화 할 수 있음. 속도 감지 센서는 비행체의 비행 속도를 감지하는 센서로, 비행시 기류의 동압과 정압을 측정하는 역할을 수행함

< 복합형 회전익기의 사시도 >

• 회전익기의 경우 고속 장거리 비행이 가능하면서 헬기의 전통적인 장점인 수직 이착륙과 제자리 비행까지 가능한 신개념 복합형 회전익기의 구현을 위해 중량 대비 효율이 중요한 개발요소로 작용하고 있음

• 고속 비행이 가능한 복합형 회전익기는 형상에 따라 틸트로터형, 동축반전 로터/ 푸셔형과 신개념 형상으로 분류할 수 있으며, 틸트로터 형은 미국의 XV-15 (NASA), V-22(Bell/Boeing), 그리고 개발이 진행중인 V-280(Bell/Lockheed)이 대표적인 사례임

• 동축반전/푸셔형은 X-2 (Sikorsky), S-97 (Sikorsky)가 있으며, 신개념 형상은 다수의 덕티드 팬이 틸트윙과 틸트 카나드에 설치되어 추진력을 얻는 Lightening Strike (Aurora Flight Science)기종이 확인됨

• 국내의 경우 고속·장거리 성능을 보유하면서 국내환경 및 군요구도를 충족하는 무인 복합형 전투회전익기의 형상을 결정하는 선행연구가 수행되고 있으며, 고속화를 위한 기술적 분석 및 핵심기술 확보를 위한 개발전략도 추진되고 있음

< 국내 무인기 시장 전망 >

• 전 세계적으로 무인기가 이슈화되고 있으며 선진국을 포함하여 무인기를 운용하고자 하는 국가들은 모두 무인기 운용에 대한 규정 및 개발 지원 정책을 제시하고 있음

• 국내 무인기 시장은 2015년 1699억원 규모에서 2025년 1조2995억원까지 큰 성장이 전망되고 있으며, 군사정찰임무, 산업시설 점검·정비, 재난재해 구호, 상업분야 활용

등 다양한 분야와의 융·복합을 통해 기술 활용도가 다양해지고 있음

• 또한 드론 시장은 향후 IoT·빅데이터·무인모빌리티 등과도 연계되어 신시장 창출을 선도하며, 지속적인 성장을 보일것으로 예상되며, 본 특허의 비행체 제어 기술 적용을 통해 교통, 농업, 소방 방재 등 다양한 임무 수행하는데 기여할 것으로 기대됨

• 특히, 회전익기의 경우 최근 급부상하고 있는 도시간, 도심 내 등 무인 공중(항공) 이동체 (Unmanned Air Mobility)로서 수직 이착륙기(eVTOL) 또는 자가용 비행기 (ePAV)에 활발하게 적용되고 있어 활용성이 더욱 높을 것으로 기대됨