미래무인회전익체계국내외현황및발전전략 2016. 8. 30 국방과학연구소제 7 기술연구본부 3 항공체계개발실
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국방여건변화및대응 통일에따른주권수호영역확대 잠재적위협국가와의분쟁가능성증대 테러, 국제범죄등비군사적위협영역확대 수직이 착륙 ( 육상 / 해상 ), 고속 장거리 비행가능한신개념비행체 (UCCR 등 ) 를 통한작전영역확대필요 BLOS 를고려한유 무인협동체계를통하 여국부적정밀감시체계및효율적작전운 용능력확보필요 * BLOS : Beyond Line of Sight 3
회전익기특 장점 장점 용도 제자리비행 (Hovering) 측방 후진비행및수직이 착륙가능 엔진정지시자동회전 (Auto-rotation) 특성 넓은공간을차지하는활주공간불필요 커다란수목이나건축물과같은장애물지역에서도운용가능 산불진화, 인명구조 제한된장소에병력 / 물자운송, 근접항공지원, 정찰활동, 대테러작전, 시가지작전등특수작전에적합 제한사항 : 최대속도제한 고정익기의제한사항극복가능한매우유용한기체 4
회전익기의비행속도한계점 (Speed Limit) 로터를통하여양력과추진력을동시에얻는전통적회전익기는로터블레이드의충격파, 실속등물리적한계에따른비행속도제약으로약 300 kph 이상의수평비행속도유지곤란, 항속거리제한 헬기최고속도 : 216.45 kts, 400.87 kph [Lynx 헬기, BERP 로터 ] 비행속도의제약은작전범위가넓어질수록큰부담으로작용하므로, 위험을감수하고작전지역에가깝게많은지점에전개불가피 미국, 유럽등선진국은한계속도극복을위한신기술개발착수 5
아프가니스탄의의무후송헬기배치기준으로본속도의효용성 13 개기지 8 개기지 6 개기지 UH-60 vs SB-1 Defiant ( 고속화를통한작전영역증가 ) SB-1 Defiant 250 kts Sikorsky-Boeing 6
V/STOL 개발역사 (1950~2015) Tilt Rotor AW609 2015 V-22 AV-8B F-35 V/STOL 개발번성기 (30years) V/STOL 개발침체기 (20years) V/STOL 개발 (65years) V/STOL 개발번성 7
과거 미래 8 관련요소 / 핵심기술의성숙으로신개념회전익기개발이가능해짐.
DoD FVL/JMR-TD Program Future Vertical Lift 목표 : OH-58(Light), UH-60/AH-64(Medium), CH-47(Heavy) 를대체하는차세대회전익기플랫품개발 : JMR- Light/Medium/Heavy/Ultra 개발기간 : 2010~2050 Joint-Multi-Role-TD 목표 : 2 대기술시험기개발 (only Medium) 일정 : 2010~2020(TD) *EMD : ~2028 요구조건 : 순항속도 230 kts 이상, 작전반경 430km 이상 ( 승무원 4/ 병력 12), 기동 / 공격형공용성 (Commonality) 고려 현황 : 2 개개발사업자선정 (14.10) 및상세설계진행중 SB-1 Defiant (250kts) (Sikorsky-Boeing) CCH (250kts) (AVX) V-280 (280kts) (Bell-Lockheed Martin) TR36D (360kts) (Karem) 9
DARPA Program ( 계속 ) UCAR(Unmanned Combat Armed Rotorcrat) Program 목표 : AH-64대비 40% 수준이하운용유지비의무인 / 무장회전익기개발 요구조건 : 160 kts/2,000 km/10 hrs이상, 탑재하중 ~450 kg, 자율운용 / 협업 일정 : 2002~2004(* 당초 4단계 ~2009, 예산부족으로사업중단 ) Lockheed Martin 사 Northrop Grumman 사 Sikorsky 사 [ 탈락 ] Boeing 사 [ 탈락 ] Disk-Rotor Compound Helicopter Program 목표 : 신개념형상 (Disk-Rotor) 설계, 핵심기술식별 일정 / 업체 : 2008~2011 / Boeing사 요구조건 : 350~450 kts / 750 km 임무 : 탐색 / 구조, 공중강습, 무장호위 10
DARPA Program ( 계속 ) ARES Program 목표 : 다목적모듈방식의수직이착륙기개발 일정 : 2010년착수 2016년비행시험예정 11 ARES : Aerial Reconfigurable Embedded System
DARPA Program ( 계속 ) VTOL X-Plane Program 목표 : 기존회전익기성능 ( 순항속도, Hover 시간, 항속거리, 유용하중 ) 향상 일정 : 2014~2018, 3단계 : Phase1A(6M)/B(16M), 2(18M), 3(12M) 요구도항목 VTOL X-Plane UH-60M RADIER V-22 순항속도 300~400 kts 155 238(max) 275(max) 제자리비행효율 (FM) 75% 이상 62% 72% 67% 양항비 (L/D) 10 이상 3.5~4.6 3.5~5.5 7.6 중량 10,000 ~ 12,000 lbs 22,000 11,400 60,500 유용하중비 40% 이상 37% 31% 31% 12
AHS Student Design Competition(2014) DARPA VTOL X-Plane 요구도와동일 Emperor UAV(Rensselaer) XV-58(Georgia Tech.) 13 HammerHead(Georgia Tech.) Raven(Georgia Tech.) NIBBIO(POLITECNICO DI MILANO)
NASA Program GL-10 Greased Lightning 목표 : 장기체공및수직이착륙 틸트윙 ( 주날개, 꼬리날개 ) 전기추진방식 10개의모터로각프로펠러구동 미국업체 Joby Aviation Elytron Aircraft 14
유럽 Project Zero(Augusta Westland) 틸트덕티드팬 전기추진방식 X3(Airbus) 로터 + 프로펠러 Clean Sky 2 프로그램 Augusta Westland Airbus Helicopter 15
이스라엘 Airmule(Tactical robotics LTD) 동체덕티드팬 ( 양력 ) + 후방덕티드팬 ( 추력 ) 자세제어 : 덕트입출구베인 일본 (JAXA) Quad Tilt Wing 고속장거리수직이착륙기 Future type rotary-airfoil airplane 재해 / 산악구조, 섬지역긴급수송용 16
복합비행체 (ADD) 스마트무인기 (KARI) 덕트 - 틸트비행로봇 (KARI) 덕티드팬 ( 생기연 ) 틸트윙 ( 충남대 ) 덕티드팬 ( 충남대 ) 쿼드틸드프롭 ( 부산대 ) 17
필요성 유인기의제한적인운용영역으로부터상황인식개선 적위협으로자유로워작전영역증대 고품질데이터및영상제공 유인체계능력향상 현황 미국 MUM-T : 1998 년부터 14 개프로그램진행 18 MUM-T :Manned Unmanned Teaming
상호운용성단계 (LOI) : 유무인기협업수준에따라 5 단계로정의 LOI 1 : 무인기의영상신호와정보를간접수신 LOI 2 : 무인기의영상신호와정보를직접송, 수신 LOI 3 : 무인기의영상신호와정보를직접송 / 수신하고, 무인기의영상센서를직접통제 LOI 4 : 무인기의이착륙을제외한무인기영상센서및비행을직접통제 LOI 5 : 무인기의이착륙을포함한모든통제 19 LOI : Level of Interoperability
MUSIC(Manned Unmanned System Integration Capability) 2006 ~ 2011 년 : 유무인통합, 상호운용기술혁신 대상항공기 유인헬기 : AH-64D Apache Block II OH-58D Kiowa Warrior 무인기 : MG-1C Gray Eagle RQ-7B Shadow MQ-5B Hunter RQ-11B Raven Puma 무인기상호운용능력확인 다양한통제소간의무인기상호운용성확인 유 / 무인기협업 무인기영상정보의직접수신 :LOI 2 무인기영상센서및비행경로통제 :LOI 3 & 4 TCDL: Tactical Common Data Link DDL: Digital Data Link VUIT-2: Visual User Interface Tool-2 OSRVT: One System Remote Video Terminal 20
MUSIC 시험운용유인기 AH-64D Apache Block II 는 VUIT-2 를사용 OSRVT 및무인기와영상정보 / 관련 Data 를전송 VUIT-2 는무인기영상정보및 Apache 영상정보를 OSRVT 에전송하여목표정보제공. 결정에따라 Apache 는교전 LOI-2 수준 OH-58D Kiowa Warrior TCDL 을이용하여 Hunter 의영상정보를수신하여부조종석 MFD 에시현하고, 25km 거리 (Ku) 의 OSRVT 에재전송 자체획득영상및메타정보를 OSRVT 에전송 LOI-2 수준 무게 18 Kg ( 아파치 75 Kg) 유인헬기는모두 TCDL 를적용하여무인기와지상통제시스템과연동 TCDL: Tactical Common Data Link VUIT-2: Visual User Interface Tool-2 OSRVT: One System Remote Video Terminal 21
미육군의아파치와무인기협업개발방향 AH-64D (Block Ⅱ): LOI 2 MUMT-2 개발완료 15 Km 통달거리 (C, L, Ku 대역 ) 75 Kg 무게 Type 1, Type 2 AES 암호체계적용 AH-64E: LOI 4 UAV간 50 Km 통달거리 ( 지상 100 Km) Ku 대역 UTA 장착 : TCDL 최초로무인기 (Gray Eagle) 의무장제어 45 Mbit/s로정보전송 AH-64E Ver. 4 ( 16 ~ 18) Link-16 Air to Air to Ground video relay (AAG) MUMT-2: Manned Unmanned Teaming-2 UTA: UAS Tactical Common Datalinks Assembly AES: Advanced Encryption System 22
미육군의 UH-60 과무인기협업개발 조종사와 Main Cabin 에무인기의 FMV 및관련 Data 제공으로향상된상황인지 Moving Map 에헬기상대위치, 센서의 Field of View, 센서의지향각도를포함한 Remote Sensor 에의해수집된데이터시현필요 타유인기의 ISR 정보로부터 FMV 와데이터도연동가능 Ku-, C-, L-, S-Bands 를포함한미육군기존 Waveform 외최신 TCDL 과도연동기능 STANAG 4586 의 LOI-3/4 요구됨 UH-60 의유무인협업을위한 MUM-TK 개발 무인기 / 통제시스템상호운용및유무인협업은 STANAG 4586 의연동표준적용 23 MUM-TK FMV: Full-Motion Video MUM-TK: Manned/Unmanned Teaming KIT ISR: Intelligence, Surveillance and Reconnaissance
표준화 (STANAG 4586)? 국내고유형상 (E/L, 특허 ) 주파수 단계별균형있는기술획득 모험적인도전정신 산학연연계 어느한기관이나업체만으로는불가능 24
감사합니다.