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표제지

2단계 최종보고서의 구성 및 내용

제출문

보고서 초록

요약문

SUMMARY

CONTENTS

목차

제1장 연구개발과제의 개요 11

제2장 국내외 기술개발 현황 14

제1절 무인기 시스템 개발 14

1. 국내·외 관련기술의 현황 14

2. 국내 기술개발 동향 25

제2절 임무장비 30

제3절 무인기 품질인증 34

1. 개요 34

2. 국내외 기술개발 현황 34

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 42

제1절 시스템 엔지니어링 42

1. 체계 상세설계 42

2. 형상 관리 46

3. 시험평가 46

제2절 임무장비 52

1. 임무장비 일반 52

2. 임무장비 선정 54

제3절 무인기 품질인증 56

1. 연구개발 수행 내용 56

2. 2단계 연구내용 및 연구결과 56

3. 2단계 주요 연구 실적 56

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 60

1. 목표달성도 60

2. 기여도 62

제5장 연구개발결과의 활용계획 64

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 65

제7장 참고문헌 66

초록보기

I. 제목

스마트 무인기 체계종합 기술개발

II. 연구개발의 목적 및 필요성

스마트 무인기 체계종합 기술개발 과제는,

- 비행체, 통신장비, 관제장비, 지원장비 등의 개개 부체계 요소를 통합하여 최적의 임무를 수행할 수 있는 시스템 수준의 물리적/기능적 아키텍처를 설계하고, 예산/일정/성능 목표를 동시에 충족시킬 수 있는 효율적인 개발프로세스를 정의하고 적용하며, 전체 시스템 개발을 총괄하는 시스템 엔지니어링과,

- 시스템의 활용도를 결정하는 임무장비의 확보 및

- 무인기 시스템의 유인 공역 진입을 준비하기 위한 품질인증 업무를 수행하는 과제이다.

III. 연구개발의 내용 및 범위

시스템 엔지니어링 : 복잡한 체계를 효율적으로 개발하는 데 없어서는 안 될 필수적인 분야로써 체계 개념 연구를 통해 체계의 개발 가능성 및 적합성을 확인하고 일정 및 비용관리 등의 사업관리를 통해 최종 개발체계의 성능 수준이 충족되도록 개발사업을 관장하는 분야이다.

시스템 엔지니어링 프로세스를 이용하여 체계개발을 수행함으로써 체계 성능 요구조건 및 이로부터 유도되는 부체계 성능 요구조건을 도출하며, 형상관리 및 체계 성능 분석을 통해 사업 수행기간 동안 합리적이고 일관된 시스템 개발이 가능토록 개발기술 체계를 관리하게 된다.

체계 개발을 위한 요건이 도출되고 이를 충족시키기 위한 설계가 완료되면 요건 충족성 확인을 위한 시험평가 활동이 이루어지는데 본 과제를 통하여 효율적인 시험계획이 수립되고 시험결과로부터 분석된 기술적 미비사항이 수정설계에 반영되어 전체 체계성능이 충족될 수 있도록 관리된다.

임무장비 : 체계의 운용개념 및 활용성 연구를 통해 필요한 임무장비의 종류와 특성을 분석하여 최적의 임무장비를 확보할 수 있도록 하는 분야이다. 탑재 가능한 임무장비의 종류 및 가격 수준이 다양하므로 본 과제가 수용 가능한 예산 범위 내에서 획득 가능한 임무장비를 선정하여 그 운용기술을 연구하고, 비행체와의 기계적 인터페이스와 데이터 처리 인터페이스를 구성하는 업무를 수행한다.

품질인증 : 무인기와 관련된 국내외 운항법규의 요구조건 비교/분석을 통하여 그 결과를 체계설계에 반영시키며 개발 무인항공기의 형식증명 및 감항증명 획득방안을 연구하는 분야이다. 유인기와는 달리 무인기 분야에서는 인증체제 및 운항법규가 미비한 실정으로 세계적으로도 이를 구체화하고 법제화함으로써 유인기와 공역을 공유하려는 연구가 한창 진행 중이다. 개발된 무인기 체계의 운용성을 확보하고 세계시장 진출을 도모하기 위해 국내 운항법규를 정비하고 국제적으로 통용 가능한 인증체계를 구축하며 이에 필요한 요소들을 체계설계에 반영할 수 있도록 하는 분야이다.

IV. 연구개발결과

본 과제의 목표는 시스템엔지니어링 기법을 도입하여 무인기 체계를 설계 및 관리하는 부분과 임무장비를 확보하는 부분 및 무인기 품질인증 연구의 3 부분으로 대별할 수 있으며, 각 부분별로 다음과 같이 연구목표가 달성되었다.

시스템엔지니어링 기법을 도입하여 전 연구개발 영역에 적용함으로써 체계적이면서도 효율적인 연구개발이 수행될 수 있도록 하였다. 즉,

- 체계 상세설계 완료 및 객관적 검증

- 사업규모에 적합한 형상관리 체계 구축 및 적용

- 시스템엔지니어링 전산지원도구를 활용한 시험계획서/절차서 및 검증현황 자동 출력 시스템 구축

- TRR(Test Readiness Review) 수행을 통하여 체계시험 준비상태를 객관적으로 검증

- 지상통합시험 중 유선 및 무선통신을 이용한 시스템 인터페이스 시험 수행 완료

스마트 무인기 시스템에 가장 적합한 임무장비를 비교 조사하여 대상 후보를 선정하고 2조를 확보함으로써 비행시험에 가장 적합한 임무장비가 장착될 수 있도록 하였다.

아직까지 국내외적으로 정립되어 있지 않은 무인기의 인증제도에 대하여 사전 연구를 통하여 향후 상용화에 대응할 수 있도록 현재의 제도분석과 해외 연구동향을 검토하였다. 무인기의 비행체, 무인시스템에 관한 감항기준 연구와 운영기준 및 종사자에 대한 자격기준을 연구하여 그 결과를 제시하였다.

이상의 결과로 본 과제는 스마트 무인기 기술개발 사업의 3단계 수행을 위한 체계 수준에서의 기술적 기반을 탄탄히 구축한 것으로 판단한다.

V. 연구개발결과의 활용계획

본 과제의 2단계 개발성과는 시스템 수준에서 스마트 무인기 시스템의 개발에 특화된 것인 동시에 이후 개발 단계를 목표로 얻어진 것이므로 원칙적으로 스마트 무인기 기술개발 사업의 3단계에 활용될 것이다. 1, 2단계 연구 성과를 기반으로 3단계 연구가 성공적으로 마무리됨으로써 얻어질 스마트 무인기 시스템은 현존하는 기술적 한계를 스마트 기술을 이용하여 극복함으로써 폭발적인 수요가 기대되는 시스템으로 거듭날 것이다.

민수/공공 분야에서 막대한 활용 분야를 가진 무인기 시스템이 현재까지 주로 군수용으로 개발되어 온 것은 그 민수 실용화에 다음과 같은 몇 가지 장벽이 존재하기 때문이다.

ㆍ유인 항공기의 약 40배 이상의 높은 사고율

ㆍ유인 항공기와의 충돌 사고 위험으로 인한 비행 영역의 제한

ㆍ군수용도 위주 개발로 인한 기체구입/운용 비용이 매우 고가

ㆍ활주로 등의 이착륙 시설 요구에 의한 운용 영역 제한

이러한 장벽은 아래와 같은 본 사업을 통해 스마트 기술의 개발로 극복이 가능하다.

ㆍ자동/자율비행 기술 및 다중화 기술 개발로 사고율 및 운용비용 감소

ㆍ충돌 감지/회피 기술 개발로 비행 영역 확장

ㆍ이착륙 장소 제약 없는 고속 수직이착륙 무인기 개발

따라서 향후 이러한 기능의 지능형 스마트 무인기가 개발되면, 폭발적인 민수 수요와 함께 한 차원 높은 정보화 시대가 열릴 것으로 전망되며 다음과 같은 분야에서 활용될 수 있을 것이다.

ㆍ해안/선박/산불/산림/환경감시

ㆍ기상/재해/작황 관측

ㆍ원격탐사

ㆍ범죄색출/추적/재난구조

ㆍ지형/시설물/방송 촬영

. 항공방제/파종

ㆍ통신중계

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