보드별부품배치및회로상세설계 DFCC는무인비행체의머리에해당하는부분으로서고성능및고신뢰성을요구하는장비이다. 또한, 무인기탑재를위하여소형화개발하여야한다. 따라서, DFCC는다중화설계를통하여장비의신뢰성을증가시켰으며고성능고집적의 CPU를사용하며알고리즘을처리할수있게하였으며, 외부인

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수현 소봉
6 years ago
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본 DFCC의목적은스마트무인기의자세조종및비행제어를수행하는디지털컴퓨터로서스마트무인기에탑재되는센서및전자장비들의입출력을제어하고이들외부장비들이송수신하는데이터에대하여관리및처리를담당하고이렇게획득된데이터를기반으로비행및임무제어알고리즘을수행하게된다.

1 본 DFCC의목적은스마트무인기의자세조종및비행제어를수행하는디지털컴퓨터로서스마트무인기에탑재되는센서및전자장비들의입출력을제어하고이들외부장비들이송수신하는데이터에대하여관리및처리를담당하고이렇게획득된데이터를기반으로비행및임무제어알고리즘을수행하게된다. 따라서, DFCC와연결되는외부장비에대한해당장비별로 ICD(Interface Control Document) 를작성하여각각의장비에대해서원활한데이터송수신을하도록하였다. 주요특성및제원 내용 Redundancy 2 중 (1LRU 2Channel) Processor PPC755 Input Out Controller( IOC) TI-2407 Processor/IOC Interface Dual Port Memory Internal Bus PCI 33MHZ Main Menory size Flach(8MB), SDRAM (128 Mbyte) 크기 361A(W) 306(L) 1552(H) mm 중량 10.6Kg( 목표중량 12KG) 소비전력 / 냉각방식 100W 이내 / 강제공냉식 동작온도 -20 c ~ +55 c 저장온도 -32 c ~ +63 c 운용고도 5Km 진동 MIL-STD-810F, Method 514.5

보드별부품배치및회로상세설계 DFCC는무인비행체의머리에해당하는부분으로서고성능및고신뢰성을요구하는장비이다. 또한, 무인기탑재를위하여소형화개발하여야한다. 따라서, DFCC는다중화설계를통하여장비의신뢰성을증가시켰으며고성능고집적의 CPU를사용하며알고리즘을처리할수있게하였으며, 외부인터페이스장비에대한데이터를전담하여처리하는보드를제작하여고성능을발휘할수있게설계하였다.

2 보드별부품배치및회로상세설계 DFCC는무인비행체의머리에해당하는부분으로서고성능및고신뢰성을요구하는장비이다. 또한, 무인기탑재를위하여소형화개발하여야한다. 따라서, DFCC는다중화설계를통하여장비의신뢰성을증가시켰으며고성능고집적의 CPU를사용하며알고리즘을처리할수있게하였으며, 외부인터페이스장비에대한데이터를전담하여처리하는보드를제작하여고성능을발휘할수있게설계하였다. 사용된다수의 CPU 및전자소자들은소형화를위해작은크기의보드에고집적화를이루어야하였고이를위해소형보드한장에필요한부품을모두배치하였고이를조립하였다 운용소프트웨어상세설계스마트무인기에탑재되는소프트웨어 OFP(Operating Flight Program) 는크게임무제어소프트웨어와운용소프트웨어로나누어진다. 그중운용소프트웨어는임무제어소프트웨어가원활하게동작할수있도록하드웨어제어및인터페이스와관련된작업을주로수행하게되지만, 결국이러한하드웨어를활용하여주어진임무를수행하기위해서는임무제어소프트웨어와의인터페이스를고려한설계가필요하다. 이를위하여임무제어소프트웨어개발담당자와수차례의사전협의를통하여소프트웨어인터페이스를확정하고설계하였다.

3 DFCC 구성품시험 DFCC 전용시험장비설계 / 제작 : 제작된 DFCC는기능및성능에대한이상이없음을보이기위하여전용시험장비를설계하고제작하였다. 전용시험장비는 DFCC에인터페이스되는모든입출력을테스트할수있도록설계되었으며이렇게제작된전용시험장비를사용하여 DFCC는기능시험절차서에따라 DFCC 기본기능시험을수행함으로써 DFCC 규격서에정의된성능규격에만족함을입증하였다. DFCC 환경시험 : DFCC 기능시험으로입증된장비의성능을바탕으로진동, 온도, 고도, 습도의환경시험과전자기적합성 시험을수행하였다. 진동시험은 MIL-STD-810F Method 규격에따라시험하였고스마트무인기의운용모드에따라프로펠러모드와헬리콥터모드각각에대한진동규격을적용하여시험을실시하여만족함을입증하였고온도시험은 MIL-STD-810F Method 501.4, Method 와규격서에정의된비행체탑재장비를위한내부온도인 -20 ~ 50 를적용하여저장및작동시험을실시하여만족함을입증하였으며습도시험은 MIL- STD-810F Method 규격을적용하여장비의내부혹은외부에응축이발생하는것을포함하여최대 95% 습도환경에서저장및작동시험을실시하여만족함을입증하였다. 또한, 고도시험은 MIL-STD- 810F Method 규격에따라시험하였고스마트무인기의최대운용고도인 5Km에서작동시험을실시하여만족함을입증하였다. 마지막으로전자기적합성시험은 MIL-STD-461E의 Aircraft, Airforce에규정된전도방사 (CE) 의 CE102, 전도내성 (CS) 의 CS101, CS114, CS115, CS116, 복사방사 (RE) 의 RE102, 복사내성 (RS) 의 RS103을실시하여 DFCC에서방사되는전자파가규정한계치에만족하는지와 DFCC에전자파간섭신호를인가하여 DFCC와인터페이스되는모든신호의이상유무를 DFCC전용시험장비를통해검증하였다. 외국기술수준현디지털비행조종컴퓨터의경우이스라엘 Elbit사를비롯하여 BAE( 미 ), Thales Avionics( 프 ) 등이개발하여시장을주도하고있으며기술수준은안정화되어실용화되고있다. 소형무인기의경우에는 DFCC 내에관성센서, GPS 수신기를내장한형태의소형 DFCC가적용개발되고있으며, 고성능, 고신뢰성, 환경적응형의고가의장비는군용시장을통하여활성화되어개발되고있다. 또한, 근래에들어와서프로세서들은급속히진보하고있으며항공용전자장비에사용되는프로세서들도예외는아니다. 최근추세를보면신예기종인 NH-90, RAH-66에 PowerPC 603이사용되었으며, 이제품도단종되어서 3세대급이상의 PowerPC 계열로옮겨지고있다. 우리기술수준 현재우리나라에서의무인기의국산화개발과관련된기술은 ' 비조 ' 를개발및생산하여국산무인기

4 (UAV) 개발의가능성을열었다고할수있다. 국내의경우 LIG 넥스원 ( 주 ) 이국내에서유일하게비행조종 컴퓨터개발경험이있으며, 국내최고의항공전자체계전문업체로서연구개발기반구축에최선을다 하고있다. 정찰용무인기 (UAV) 비조의비행조종컴퓨터를개발하였으며 3중화디지털비행조종컴퓨터 (DFCC) 응용연구, T-50 탐색개발에도참여한바가있다. 현재는 FTB기술시범기의 3중화 EDFLCC를개발하고있으며스마트무인기에탑재되는디지털비행조종컴퓨터 (DFCC) 를개발하고있다. 외국선진사의경우기술수준은안정화되어실용화에문제가없으나, 국내기술수준은응용단계로서실용화를위한기술적안정화가우선추진되어야한다. 국내에서 DFCC 분야의연구는미흡하지만무인항공기나헬기와같은사업을통하여기술력을확보하면경쟁력있는제품개발이가능한단계로파악된다. 응용분야기술에미치는효과본개발을통해 DFCC를설계및제작함으로서독자설계개발능력을확보하고 DFCC와 HILS의지상모의비행시험및평가 / 검증기술을확보할수있다. 또한선진국의기술인기피기술인비행제어분야기술확보를통하여향후무인기사업의기반기술로활용이가능하다. 그리고 DFCC 개발에필요한요소기술인 H/W, S/W 기술은비행제어컴퓨터뿐만아니라항공기탑재용컴퓨터개발에적용이가능하다. 비행제어용고성능컴퓨터설계기술은스마트무인기외에도중소형항공기와헬기제어용탑재컴퓨터로활용될수있다. 스마트무인기용비행제어컴퓨터개발기술과항법시스템연구는항공전자분야의핵심기술인디지털비행제어 (digital fly-by-wire) 분야에서높은시너지효과를거둘수있을것으로기대된다. 시장점유율본개발을통하여획득한기술등으로국내에서개발하는민간, 군항공기의경우에는국내기술로비행조종컴퓨터를개발할수있을것이다. 비행조종컴퓨터의특성상비행체체계와밀접한관계가있어다른비행체에그대로쓰이는경우는어렵고새로운비행체개발에따른비행조종컴퓨터의소요를국내기술로써개발할수있을것이다. 경제적효과항공전자분야중선진국과기술격차가가장큰컴퓨터분야에대한기술확보로무인기, 헬기, 고정익기에대한항공기용컴퓨터국내산업활성화가기대된다. 비행제어계통의핵심인 DFCC를생산할수있는전문업체육성으로관련산업의자립기반을구축할수있으며, 개발을통해확보한기술을기타유사한사업에활용하여관련산업의경쟁력향상을도모할수있다. 항공용컴퓨터는가격이고가이며적합한제품의확보를위한 Lead Time이길었다. 무인기의 DFCC 개발은저가의국내장비공급으로비행체의경쟁력을확보할수있으며수입대체효과는물론방산제품에적용시국방력증강에도움이될것으로판단된다.

5 미래항공사업에미치는영향본개발및이와관련된많은기술개발로미래에국내항공사업은선진국의기술이전기피분야인비행제어분야의국내독자개발로향후추진하는유, 무인기개발에서저가의국내장비공급으로비행체의경쟁력을확보할수있으며수입대체효과는물론방산제품에적용시국방력증강에많은도움이될것이다. 이와함께수직이착륙능력과고속비행능력을함께갖춘스마트무인기와같은항공기가실용화되면우리나라도세계에서두번째로틸트로터형항공기를개발하는나라가된다. 이항공기를무인항공기로활용할경우활주로가없는산간지역이나해양순찰선박의갑판위에서이착륙을하며목적지까지신속하게이동하여정찰이나감시, 또는군사적인임무를수행할수있는매우유용한무인항공기가될것이다. 사람이타는항공기로개발할경우활주로가없는지점간의신속한이동수단으로서헬리콥터보다 2 배정도의신속한이동및운반교통수단이될수있어서도시간교통이나교통이불편한지역의응급환자수송과구난등에활용도가높을것이다. 또한소형항공기로개발할경우개인용항공기로서현재의승용차와같은용도의미래형개인교통수단 ( 자가용항공기 ) 으로활용할가능성이매우높을것으로예상된다.

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