KR101050424B1 - Instrumentation pod system for testing the flying of an aircraft - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항공기 비행시험용 계측 포드(pod:연료·엔진 등이 든 날개 밑의 유선형 용기) 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 연구/개발 중이거나 국외에서 도입한 무기체계(공대공, 공대지)를 공군에서 운용중인 항공기(예컨대, 전투기)에 장착하여 비행시험을 수행하는 경우, 무기체계 장착에 따른 항공기의 안정성, 조종성 및 기타 항공기의 공력특성과 무기체계의 발사 또는 투하 시점의 항공기 비행특성에 대한 계측 자료를 획득할 수 있는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a measurement pod system for aircraft flight testing (pod-type vessel under the wing of fuel, engine, etc.), and more specifically, to an air force using a weapon system (air-to-air, air-to-air) under research / development or introduced overseas. Measurement of aircraft stability, maneuverability, and other aerodynamic characteristics of the aircraft and its flight characteristics at the time of launch or release of the weapon system, when the flight test is carried out on an aircraft (e.g., fighter aircraft) operating in A measurement pod system for aircraft flight testing from which data can be obtained.
비행 계측시스템은 모든 여러 가지 비행시험 단계에서 해당 무기체계의 성능을 검증할 수 있는 자료를 얻는 유일한 수단으로서 매우 중요하다. 일반적으로 비행 계측시스템은 연구 개발하는 무기체계의 설계, 제작 단계와 동일하게 이루어진다. 즉, 무기체계의 제작과 함께 계측시스템을 구성하여 지상시험과 비행시험을 수행하면서 모든 시험자료를 계측시스템을 통하여 얻게 된다. 그러나 개발 체계가 아닌 기존의 체계에 추가로 계측시스템을 구성하는 경우에, 시스템 장착 공간 확보, 부시스템 간 신호 인터페이스를 위한 케이블 통로 확보, 신규 장착에 따른 기존 시스템의 개조 등의 문제가 발생하며, 특히 국외에서 도입한 항공기의 경우 사실상 구조적 수정이 불가능하다. 왜냐하면, 항공기의 경우 사소한 부분적 수정이라 하여도 항공기의 안전과 직결되고, 개조에 따른 안전성 검토는 원제작사의 설계자들에 의해서만 가능하기 때문이다.Flight measurement systems are very important as the only means of obtaining data to verify the performance of the weapon system at all different flight test stages. In general, flight measurement systems are the same as the design and fabrication stages of research and development of weapon systems. In other words, all the test data are obtained through the measurement system while the ground test and the flight test are performed by constructing the measurement system together with the production of the weapon system. However, when the measurement system is configured in addition to the existing system other than the development system, problems such as securing the space for mounting the system, securing the cable passage for the signal interface between the sub-systems, and modifying the existing system due to the new installation, In particular, in case of aircraft introduced from abroad, structural modifications are virtually impossible. This is because, even in the case of an aircraft, even minor modifications are directly related to the safety of the aircraft, and the safety review according to the modification is possible only by the designers of the original manufacturer.
또한, 공군에서 운용중인 항공기에 개발중인 또는 국외에서 도입한 무기체계를 장착하여 비행시험을 수행하는 경우, 무기체계 장착에 따른 항공기의 안정성, 조종성 및 기타 항공기의 공력특성과 발사 또는 투하 시점의 항공기의 비행특성에 대하여 실시간으로 정량적인 계측자료를 획득하는 것은 불가능하다. 이러한 계측자료의 획득은 임무를 수행한 조종사의 정성적인 보고를 바탕으로 이루어지고 있는 실정이다.In addition, when conducting flight tests with weapon systems under development or introduced into the aircraft operating by the Air Force, the stability, maneuverability, and aerodynamic characteristics of the aircraft following the installation of the weapon system and the aircraft at the time of launch or release It is not possible to obtain quantitative measurement data in real time for the flight characteristics of. The acquisition of such measurement data is based on the qualitative reporting of the pilot who performed the mission.
본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 연구/개발 중이거나 국외에서 도입한 무기체계(공대공, 공대지)를 공군에서 운용중인 항공기(예컨대, 전투기)에 장착하여 비행시험을 수행하는 경우, 무기체계 장착에 따른 항공기의 안정성, 조종성 및 기타 항공기의 공력특성과 무기체계의 발사 또는 투하 시점의 항공기 비행특성에 대한 정량적인 계측 자료를 획득할 수 있는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in consideration of the above matters, and when performing a flight test by attaching a weapon system (air-to-air, air-to-air) under research / development or introduced overseas to an aircraft (eg, a fighter) operating in the Air Force In addition, it provides a measurement pod system for aircraft flight testing that can acquire quantitative measurement data on the aircraft's stability, maneuverability, and other aircraft's aerodynamics with the weapon system and the aircraft's flight characteristics when the weapon system is launched or dropped. There is a purpose.
본 발명의 다른 목적은 공군 항공기들에서 공통으로 운용하는 훈련체계인 ACMI(Air Combat Maneuvering Instrumentation) 포드와 유사하게 개발함으로써, 계측 포드 운용을 위한 항공기의 비행 검증절차를 생략할 수 있는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to develop similar to the Air Combat Maneuvering Instrumentation (ACMI) pod, which is a common training system for air force aircraft, to measure the flight flight test of the aircraft, which can omit the flight verification procedure for the measurement pod operation. To provide a Ford system.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템은,In order to achieve the above object, the aircraft flight test measurement pod system according to the present invention,
새로운 무기체계나 외장형상물을 장착하여 비행시험을 하는 항공기의 일측 날개에 장착되어 무기체계의 발사나 투하시의 항공기 비행특성에 대한 계측 자료를 획득하기 위한 시스템으로서,It is a system for acquiring measurement data about the flight characteristics of the aircraft during launch or release of the weapon system by being mounted on one wing of an aircraft that is equipped with a new weapon system or an external shape.
상기 항공기의 타측 날개에 장착된 영상 포드 시스템으로부터 전송된 항공기의 비행 영상신호와 영상 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)를 수신하는 영상신호 수신부; An image signal receiver configured to receive flight image signals of the aircraft transmitted from the image pod system mounted on the other wing of the aircraft and status information (BIT information) in the image pod system;
GPS(Global Positioning System)로부터 항공기의 위치정보와 AHRS(Attitude and Heading Reference System)로부터 항공기의 비행자세 정보를 각각 수신하는 GPS/AHRS 수신부; A GPS / AHRS receiver configured to receive position information of the aircraft from a global positioning system (GPS) and flight position information of the aircraft from an attitude and heading reference system (AHRS);
계측 포드 시스템의 하우징 내에 설치되며, 하우징 내에 설치된 장치요소들이 정상적으로 동작할 수 있도록 하우징 내의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지하기 위한 온도 제어장치;A temperature control device installed in the housing of the metrology pod system, the temperature control device for maintaining a temperature in the housing within a preset temperature range so that device elements installed in the housing can operate normally;
상기 영상신호 수신부로부터 수신된 영상 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)와, 상기 GPS/AHRS 수신부를 통해 수신된 항공기의 위치정보 및 비행자세 정보를 입력받아 계측 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)와 합쳐 하나의 계측자료로서 지상 통제소로의 전송을 위해 출력하는 한편 메모리에 저장하고, 상기 온도 제어장치를 제어하는 제어부;Receives status information (BIT information) in the video pod system received from the video signal receiver, position information and flight position information of the aircraft received through the GPS / AHRS receiver, A control unit for outputting the data as a single measurement data for transmission to the ground control station, storing the result in a memory, and controlling the temperature control device;
상기 제어부에 의해 합쳐진, 영상 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)와, 항공기의 위치정보 및 비행자세 정보와, 계측 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)를 저장하는 메모리부; A memory unit for storing the state information (BIT information) of the video pod system, the position information and the flight position information of the aircraft, and the state information (BIT information) of the measurement pod system, which are combined by the control unit;
상기 영상신호 수신부를 통해 수신된 영상신호와 상기 제어부로부터 출력된 계측자료를 각각 수신하여 두 신호를 합성하고, 합성된 영상/계측자료 합성신호를 지상 통제소로 전송하는 송신부; 및A transmitter which receives the video signal received through the video signal receiver and measurement data output from the controller, synthesizes the two signals, and transmits the synthesized video / measurement data synthesized signal to a ground control station; And
계측 포드 시스템이 장착되는 항공기로부터 교류 전압을 제공받아 소정 크기의 직류 전압으로 변환하여, 상기 제 구성요소들에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 점에 그 특징이 있다. It is characterized in that it comprises a power supply for receiving the AC voltage from the aircraft equipped with the instrumentation pod system is converted into a DC voltage of a predetermined size, and supplies the necessary power to the components.
여기서, 상기 영상신호 수신부는 안테나를 통해 수신한 영상 포드 시스템으로부터의 전송 신호를 두 개의 서로 다른 주파수의 비행 영상신호와 영상 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)로 분리시켜주는 듀플렉서(duplexer)와, 그 듀플렉서에 의해 분리된 영상신호를 입력받아 원래의 신호로 복원하는 FM 수신기와, 상기 듀플렉서에 의해 분리된 영상 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)를 입력받아 원래의 신호로 복원하는 무선통신망부를 포함한다. The video signal receiver may include a duplexer that separates a transmission signal from an image pod system received through an antenna into two different frequency flight image signals and state information (BIT information) of the image pod system; The FM receiver receives the video signal separated by the duplexer and restores the original signal, and the wireless communication network unit receives the state information (BIT information) of the video pod system separated by the duplexer and restores the original signal. do.
또한, 상기 온도 제어장치는 계측 포드 하우징 내의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 온도 센서를 통한 온도 검출에 따른 상기 제어부의 제어 신호에 따라 온/오프(ON/OFF) 동작하여 발열하거나 발열을 중지하는 발열 패드를 포함한다.In addition, the temperature control device generates a heat or stops heating by operating on / off (ON / OFF) in accordance with a temperature sensor for detecting a temperature in the measurement pod housing and a control signal of the controller according to the temperature detection through the temperature sensor. It includes a heating pad.
또한, 바람직하게는 상기 제어부는 상기 전원공급부에 의해 변환된 전압과 상기 제 구성요소들에 공급되는 전압을 모니터링(monitoring)하는 기능을 더 갖는다.Preferably, the controller further has a function of monitoring the voltage converted by the power supply and the voltage supplied to the components.
또한, 바람직하게는 상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 정보를 이더넷 (ethernet)을 통해 외부의 점검장비 PC로 다운로딩하는 기능과, 계측 포드 시스템의 운용 프로그램에 대한 디버깅(debugging)을 수행하는 기능을 더 갖는다.In addition, preferably, the control unit has a function of downloading information stored in the memory unit to an external inspection equipment PC through Ethernet, and a function of debugging the operation program of the measurement pod system. Have more.
또한, 상기 송신부는 상기 영상신호 수신부의 FM 수신기에 의해 원래의 신호로 복원된 영상신호(아날로그 영상신호)를 입력받아 디지털 영상신호로 변환하는 엔코더(encoder)와, 그 엔코더에 의해 변환된 디지털 영상신호와 상기 제어부로부터 출력된 계측자료를 각각 입력받아 두 신호를 디지털 신호(영상/계측자료 합성신호)로 합성하는 멀티플렉서(multiplexer)와, 그 멀티플렉서에 의해 합성된 디지털 신호(영상/계측자료 합성신호)를 안테나를 통해 고속 전송하는 송신기를 포함한다. The transmitter may include an encoder that receives a video signal (analog video signal) restored to an original signal by an FM receiver of the video signal receiver, and converts the video signal into a digital video signal, and the digital video converted by the encoder. A multiplexer which receives a signal and measurement data output from the control unit, and combines the two signals into a digital signal (video / measured data composite signal), and a digital signal (video / measured data composite signal) synthesized by the multiplexer. And a transmitter for high speed transmission via the antenna.
또한, 바람직하게는 상기 송신기와 안테나 사이에 상기 송신기로부터 전송되는 신호의 출력을 높이기 위한 고출력 증폭기가 더 설치된다.In addition, a high power amplifier is further provided between the transmitter and the antenna to increase the output of the signal transmitted from the transmitter.
또한, 상기 엔코더로는 바람직하게는 MPEG-2 엔코더가 사용되고, 상기 송신기로는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:직교 위상 편이 변조) 방식 송신기가 사용된다.In addition, an MPEG-2 encoder is preferably used as the encoder, and a quadrature phase shift keying (QPSK) transmitter is used as the transmitter.
또한, 상기 전원공급부는 항공기로부터 제공받은 교류 전압을 소정 크기의 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터와, 상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 직류 전압을 다시 다른 크기의 직류 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 포함한다.In addition, the power supply unit AC-DC converter for converting the AC voltage provided from the aircraft to a DC voltage of a predetermined size, and DC- for converting the DC voltage converted by the AC-DC converter back to a DC voltage of a different size It includes a DC converter.
또한, 바람직하게는 상기 계측 포드 하우징의 소정 부위에는 계측 포드 시스템으로부터 발생된 전자파가 계측 포드 시스템이 장착된 항공기에 미치는 전자파 장해(간섭)를 차단하기 위한 EMI(electromagnetic interference) 필터가 더 설치된다.Further, preferably, a predetermined portion of the measurement pod housing is further provided with an electromagnetic interference (EMI) filter for blocking electromagnetic interference (interference) from the electromagnetic waves generated from the measurement pod system to the aircraft equipped with the measurement pod system.
또한, 바람직하게는 상기 계측 포드 하우징의 소정 부위에는 계측 포드 하우징의 전체적인 무게 중심을 잡아주기 위한 더미 웨이트(dummy weight)가 더 설치된다.In addition, preferably, a predetermined weight of the measuring pod housing is further provided with a dummy weight for holding the overall center of gravity of the measuring pod housing.
이와 같은 본 발명에 의하면, 항공기에 새로운 무기체계나 외장형상물을 장착하여 항공기의 비행특성을 시험하는 경우, 본 발명의 계측 포드 시스템을 장착하여 비행시험을 수행함으로써 무기체계 장착에 따른 항공기의 안정성, 조종성 및 기타 항공기의 공력특성과 무기체계의 발사 또는 투하 시점의 항공기 비행특성에 대한 정량적인 계측 자료를 획득할 수 있다. 따라서, 지상에서의 실시간 모니터링을 통한 비행안전 통제와 정량적 자료에 의한 체계적인 분석이 가능하며, 이에 따라 비행시험의 효율성을 한층 증대시킬 수 있다.According to the present invention, when testing the flight characteristics of the aircraft equipped with a new weapon system or an external shape to the aircraft, by mounting the measurement pod system of the present invention to perform the flight test stability of the aircraft according to the weapon system, Quantitative measurements of maneuverability and other aircraft aerodynamics and aircraft flight characteristics at the time of launch or release of the weapon system can be obtained. Thus, flight safety control and quantitative data can be systematically analyzed through real-time monitoring on the ground, thereby increasing the efficiency of flight testing.
도 1은 본 발명에 따른 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템의 전체적인 시스템 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템의 외관을 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 계측 포드 시스템의 부분 단면 상태에서의 평면도 및 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템이 항공기에 장착된 상태를 보여주는 도면.1 is a view schematically showing the overall system configuration of the measurement pod system for aircraft flight test according to the present invention.
2 is a view showing the appearance of a measurement pod system for aircraft flight test according to the present invention.
3 is a plan view and a side view in a partial cross-sectional view of the metrology pod system of FIG. 2.
Figure 4 is a view showing a state equipped with the aircraft aircraft flight test instrumentation pod system according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템을 나타낸 것으로서, 도 1은 전체적인 시스템 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 계측 포드의 외관을 보여주는 도면이며, 도 3은 도 2의 계측 포드의 부분 단면 상태에서의 평면도 및 측면도이고, 도 4는 계측 포드 시스템이 항공기에 장착된 상태를 보여주는 도면이다.1 to 4 show a measurement flight pod system for aircraft flight test according to the present invention, Figure 1 is a view showing the overall system configuration, Figure 2 is a view showing the appearance of the measurement pod, Figure 3 is Figure 2 Is a plan view and a side view in a partial cross-sectional state of a metrology pod of FIG. 4, and FIG. 4 is a view showing a state where the metrology pod system is mounted on an aircraft.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템은 새로운 무기체계나 외장형상물을 장착하여 비행시험을 하는 항공기의 일측 날개에 장착되어 무기체계의 발사나 투하시의 항공기 비행특성에 대한 계측 자료를 획득하기 위한 시스템으로서, 영상신호 수신부(110), GPS/AHRS 수신부(120), 온도 제어장치, 제어부(130), 메모리부(140), 송신부(150), 전원공급부(160)를 포함한다.Referring to Figures 1 to 4, the aircraft flight test measurement pod system according to the present invention is mounted on one wing of the aircraft to perform a flight test equipped with a new weapon system or an external shape aircraft flight of the weapon system during launch or release As a system for acquiring measurement data on a characteristic, an
상기 영상신호 수신부(110)는 상기 항공기의 타측 날개에 장착된 영상 포드 시스템(이에 대해서는 본 출원인과 동일 출원인에 의해 출원된 "항공기 비행시험용 영상 포드 시스템", 출원번호:10-2010-0016941 참조)으로부터 전송된 항공기의 비행 영상신호와 영상 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)(예를 들면, 영상 포드 시스템의 각 구성요소들의 정상 작동 여부에 대한 정보, 영상 포드 하우징 내의 온도 정보 등)를 수신한다.The video
상기 GPS/AHRS 수신부(120)는 GPS(Global Positioning System)로부터 항공기의 위치정보와 AHRS(Attitude and Heading Reference System)로부터 항공기의 비행자세 정보를 각각 수신한다.The GPS /
상기 온도 제어장치는 계측 포드 시스템의 하우징(100h)(도 2 참조) 내에 설치되며, 하우징(100h) 내에 설치된 장치요소들이 정상적으로 동작할 수 있도록 하우징(100h) 내의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지하기 위한 것이다.The temperature control device is installed in the
상기 제어부(130)는 상기 영상신호 수신부(110)로부터 수신된 영상 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)와, 상기 GPS/AHRS 수신부(120)를 통해 수신된 항공기의 위치정보 및 비행자세 정보를 입력받아 계측 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)(예를 들면, 계측 포드 시스템의 각 구성요소들의 정상 작동 여부에 대한 정보, 계측 포드 하우징 내의 온도 정보 등)와 합쳐 하나의 계측자료로서 지상 통제소로의 전송을 위해 출력하는 한편 메모리에 저장하고, 상기 온도 제어장치를 제어한다. 여기서, 이와 같은 제어부(130)로는 MCU(Micro Computer Unit)가 사용될 수 있다.The
상기 메모리부(140)는 상기 제어부(130)에 의해 합쳐진, 영상 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)와, 항공기의 위치정보 및 비행자세 정보와, 계측 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)를 저장한다. 여기서, 이와 같은 메모리부(140)로는 NAND Flash 메모리가 사용될 수 있다. The
상기 송신부(150)는 상기 영상신호 수신부(110)를 통해 수신된 영상신호와 상기 제어부(130)로부터 출력된 계측자료(영상 포드 BIT 정보+계측 포드 BIT 정보+GPS/AHRS 정보)를 각각 수신하여 두 신호를 합성하고, 합성된 영상/계측자료 합성신호를 지상 통제소로 전송한다.The
상기 전원공급부(160)는 상기 계측 포드 시스템이 장착되는 항공기로부터 교류 전압(예를 들면, AC 115V, 400Hz)을 제공받아 소정 크기의 직류 전압(예를 들면, DC 24V, DC 12V)으로 변환하여, 상기 제 구성요소들에 필요한 전원을 공급한다.The
여기서, 상기 영상신호 수신부(110)는 안테나(예를 들면, ISM(Industrial, Scientific and Medical)-band 안테나)를 통해 수신한 영상 포드 시스템으로부터의 전송 신호를 두 개의 서로 다른 주파수의 비행 영상신호와 영상 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)로 분리시켜주는 듀플렉서(duplexer)(111)와, 그 듀플렉서(111)에 의해 분리된 영상신호를 입력받아 원래의 신호로 복원하는 FM 수신기(112)와, 상기 듀플렉서(111)에 의해 분리된 영상 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)를 입력받아 원래의 신호로 복원하는 무선통신망부(113)를 포함한다. 여기서, 무선통신망부(113)로는 ZigBee가 사용될 수 있다.Here, the
또한, 상기 온도 제어장치는 계측 포드 하우징(100h) 내의 온도를 검출하는 온도 센서(301)와, 그 온도 센서(301)를 통한 온도 검출에 따른 상기 제어부(130)의 제어 신호에 따라 온/오프(ON/OFF) 동작하여 발열하거나 발열을 중지하는 발열 패드(미도시)를 포함한다.In addition, the temperature control device is turned on / off in accordance with a temperature sensor 301 for detecting a temperature in the
또한, 바람직하게는 상기 제어부(130)는 상기 전원공급부(160)에 의해 변환된 전압과 상기 제 구성요소들에 공급되는 전압을 모니터링(monitoring)하는 기능을 더 갖는다. 이를 위해, 제어부(130)에는 각 구성요소들(영상신호 수신부, GPS/AHRS 수신부, 송신부, 메모리부 및 제어부 자신)에 공급되는 전압을 모니터링하는 기능을 수행하는 소프트웨어 프로그램이 탑재된다. In addition, preferably, the
또한, 바람직하게는 상기 제어부(130)는 상기 메모리부(140)에 저장된 정보를 이더넷(ethernet)을 통해 외부의 점검장비 PC(미도시)로 다운로딩하는 기능과, 계측 포드 시스템의 운용 프로그램에 대한 디버깅(debugging)을 수행하는 기능을 더 갖는다.In addition, the
또한, 상기 송신부(150)는 상기 영상신호 수신부(110)의 FM 수신기(112)에 의해 원래의 신호로 복원된 영상신호(아날로그 영상신호)를 입력받아 디지털 영상신호로 변환하는 엔코더(encoder)(151)와, 그 엔코더(151)에 의해 변환된 디지털 영상신호와 상기 제어부(130)로부터 출력된 계측자료를 각각 입력받아 두 신호를 디지털 신호(영상/계측자료 합성신호)로 합성하는 멀티플렉서(multiplexer)(152)와, 그 멀티플렉서(152)에 의해 합성된 디지털 신호(영상/계측자료 합성신호)를 안테나를 통해 고속 전송하는 송신기(153)를 포함한다. In addition, the
또한, 바람직하게는 상기 송신기(153)와 안테나 사이에 상기 송신기(153)로부터 전송되는 신호의 출력을 높이기 위한 고출력 증폭기(154)가 더 설치된다.In addition, a
또한, 상기 엔코더(151)로는 바람직하게는 MPEG-2 엔코더가 사용되고, 상기 송신기(153)로는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:직교 위상 편이 변조) 방식 송신기가 사용된다.In addition, the
또한, 상기 전원공급부(160)는 항공기로부터 제공받은 교류 전압(예를 들면, AC 115V, 400Hz)을 소정 크기의 직류 전압(예를 들면, DC 24V)으로 변환하는 AC-DC 컨버터와, 상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 직류 전압을 다시 다른 크기의 직류 전압(예를 들면, DC 12V)으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 포함한다.In addition, the
또한, 바람직하게는 상기 계측 포드 하우징(100h)의 소정 부위에는 계측 포드 시스템으로부터 발생된 전자파가 계측 포드 시스템이 장착된 항공기에 미치는 전자파 장해(간섭)를 차단하기 위한 EMI(electromagnetic interference) 필터(302)가 더 설치된다.In addition, preferably, a predetermined portion of the
또한, 바람직하게는 상기 계측 포드 하우징(100h)의 소정 부위에는 계측 포드 하우징(100h)의 전체적인 무게 중심을 잡아주기 위한 더미 웨이트(dummy weight)(303)가 더 설치된다.In addition, preferably, a predetermined weight of the
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템의 동작에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.Then, the operation of the aircraft flight test instrumentation pod system according to the present invention having the above configuration will be briefly described.
비행시험 대상 항공기(예컨대, 전투기)의 일측 날개에는 본 발명의 계측 포드 시스템이 장착되고, 항공기의 타측 날개에는 영상 포드 시스템이 장착된 상태에서 비행시험을 하는 경우, 영상 포드 시스템측으로부터 신호가 전송되면, 영상신호 수신부(110)는 영상 포드 시스템측으로부터 전송된 항공기의 비행 영상신호와 영상 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)(예를 들면, 영상 포드 시스템의 각 구성요소들의 정상 작동 여부에 대한 정보, 영상 포드 하우징 내의 온도 정보 등)를 안테나(ISM-band 안테나)를 통해 수신한다. When the flight test is performed with the measurement pod system of the present invention mounted on one wing of an aircraft (for example, a fighter jet) and an image pod system mounted on the other wing of the aircraft, a signal is transmitted from the image pod system. Then, the video
이렇게 하여 영상신호 수신부(110)를 통해 영상 포드 시스템측으로부터의 전송 신호가 수신되면, 영상신호 수신부(110)의 듀플렉서(duplexer)(111)는 수신한 신호를 두 개의 서로 다른 주파수의 비행 영상신호와 영상 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)로 분리시켜 준다. 그러면, FM 수신기(112)는 듀플렉서(111)에 의해 분리된 영상신호를 입력받아 원래의 신호로 복원하고, 무선통신망부(ZigBee)(113)는 듀플렉서(111)에 의해 분리된 영상 포드 시스템의 상태 정보(BIT 정보)를 입력받아 원래의 신호로 복원한다.When the transmission signal from the video pod system is received through the
또한, GPS/AHRS 수신부(120)는 GPS(Global Positioning System)로부터 항공기의 위치정보와 AHRS(Attitude and Heading Reference System)로부터 항공기의 비행자세 정보를 각각 수신한다.In addition, the GPS /
이상에 의해 영상신호 수신부(110)와 GPS/AHRS 수신부(120)가 각각 신호를 수신하여 전송하면, 제어부(130)는 영상신호 수신부(110)로부터 수신된 영상 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)와, GPS/AHRS 수신부(120)를 통해 수신된 항공기의 위치정보 및 비행자세 정보를 입력받아 계측 포드 시스템 내의 상태 정보(BIT 정보)(예를 들면, 계측 포드 시스템의 각 구성요소들의 정상 작동 여부에 대한 정보, 계측 포드 하우징 내의 온도 정보 등)와 합쳐 하나의 계측자료로서 지상 통제소로의 전송을 위해 출력하는 한편, 그 계측자료를 메모리부(140)에 저장한다.As described above, when the
이상에 의해 제어부(130)에 의해 계측자료(영상 포드 BIT 정보+계측 포드 BIT 정보+GPS/AHRS 정보)가 출력되면, 송신부(150)는 그 계측자료와 영상신호 수신부(110)의 FM 수신기(112)를 거친 영상신호를 각각 수신하여 두 신호를 합성하고, 합성된 영상/계측자료 합성신호를 지상 통제소로 전송한다. 즉, 송신부(150)의 엔코더(encoder)(151)는 영상신호 수신부(110)의 FM 수신기(112)에 의해 원래의 신호로 복원된 영상신호(아날로그 영상신호)를 입력받아 디지털 영상신호로 변환하고, 멀티플렉서(multiplexer)(152)는 엔코더(151)에 의해 변환된 디지털 영상신호와 상기 제어부(130)로부터 출력된 계측자료를 각각 입력받아 두 신호를 디지털 신호(영상/계측자료 합성신호)로 합성하며, 송신기(153)기는 멀티플렉서(152)에 의해 합성된 디지털 신호(영상/계측자료 합성신호)를 안테나를 통해 지상 통제소로 고속 전송한다. 이에 따라 지상 통제소(지상 기지국)에서는 무기체계 장착에 따른 항공기의 안정성, 조종성 및 기타 항공기의 공력특성과 무기체계의 발사 또는 투하 시점의 항공기 비행특성에 대한 정량적인 계측 자료를 획득할 수 있게 된다. 따라서, 지상에서의 실시간 모니터링을 통한 비행안전 통제와 정량적 자료에 의한 체계적인 분석이 가능하며, 이에 따라 비행시험의 효율성을 한층 증대시킬 수 있게 된다.When the measurement data (video pod BIT information + measurement pod BIT information + GPS / AHRS information) is output by the
이상과 같은 본 발명에 따른 계측 포드 시스템은 현재 공군에서 운용중인 항공기에 새로운 무기체계(공대공, 공대지)나 외장형상물을 장착하는 경우, 이와 관련한 항공기의 비행특성을 측정하기 위한 것으로서, 항공기에 어떠한 수정도 가하지 않으면서 비행시험 시 항공기의 비행자료를 얻을 수 있는 시스템이다. Measurement pod system according to the present invention as described above is to measure the flight characteristics of the aircraft in connection with the new weapons system (air-to-air, air-to-air ground) or external shape on the aircraft currently operating in the air force, any modification to the aircraft It is a system that can obtain flight data of an aircraft during flight test without adding.
본 발명의 계측 포드 시스템의 포드 하우징의 형상은 공군 항공기들에서 공통으로 운용하는 훈련체계인 ACMI(Air Combat Maneuvering Instrumentation) 포드와 유사하게 설계 및 제작되며, 따라서 계측 포드 시스템 운용을 위한 항공기 비행 검증절차를 생략할 수 있다. 본 발명의 계측 포드 시스템은 항공기의 Wing Tip Launcher나 Pylon Launcher 등에 장착 가능하며, 항공기에서 일반 무기체계 운용을 위해 공급하는 115V AC, 400㎐ 전원을 사용가능하도록 설계되었다. 본 발명의 계측 포드 시스템은 전술한 바와 같이, 항공기 비행자세와 위치자료 측정을 위한 GPS/AHRS 수신부, 비행자료와 영상신호의 합성을 위한 멀티플렉서, 계측자료 전송용 송신부, 영상신호 수신부, 그리고 항공기의 비행시의 온도 변화(-54℃∼50℃)에 따른 시스템 보호를 위해 계측 포드 하우징 내 온도 제어를 위한 온도 제어수단 등을 구비한다. 이와 같은 본 발명의 계측 포드 시스템은 환경시험과 전자파시험, 지상시험 그리고 비행시험을 통하여 그 성능을 입증하였다.The shape of the pod housing of the instrumentation pod system of the present invention is designed and manufactured similarly to the Air Combat Maneuvering Instrumentation (ACMI) pod, which is a common training system for air force aircrafts, and thus the aircraft flight verification procedure for operating the instrumentation pod system. Can be omitted. The measurement pod system of the present invention can be mounted on a wing tip launcher or a pylon launcher of an aircraft, and is designed to use a 115V AC, 400 kW power supply for general weapon system operation in an aircraft. As described above, the measurement pod system of the present invention is a GPS / AHRS receiver for measuring aircraft flight position and position data, a multiplexer for synthesizing flight data and video signals, a transmitter for transmitting measurement data, an image signal receiver, and an aircraft. Temperature control means for temperature control in the measuring pod housing are provided to protect the system according to the temperature change (-54 ° C to 50 ° C) during flight. The measurement pod system of the present invention proved its performance through environmental tests, electromagnetic tests, ground tests and flight tests.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.
110...영상신호 수신부 111...듀플렉서(duplexer)
112...FM 수신기 113...무선통신망부
120...GPS/AHRS 수신부 130...제어부
140...메모리부 150...송신부
151...엔코더(encoder) 152...멀티플렉서(multiplexer)
153...QPSK 송신기 154...고전력 증폭기
160...전원공급부 301...온도 센서
302...EMI 필터 303...더미 웨이트(dummy weight)110 ...
112
120 ... GPS /
140
151 ... encoder 152 ... multiplexer
153 ...
160.Power supply unit 301 ... Temperature sensor
302 ...
Claims (12)
상기 항공기의 타측 날개에 장착된 영상 포드 시스템으로부터 전송된 항공기의 비행 영상신호와 영상 포드 시스템 내의 상태 정보를 수신하는 영상신호 수신부;
GPS(Global Positioning System)로부터 항공기의 위치정보와 AHRS(Attitude and Heading Reference System)로부터 항공기의 비행자세 정보를 각각 수신하는 GPS/AHRS 수신부;
계측 포드 시스템의 하우징 내에 설치되며, 하우징 내에 설치된 장치요소들이 정상적으로 동작할 수 있도록 하우징 내의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지하기 위한 온도 제어장치;
상기 영상신호 수신부로부터 수신된 영상 포드 시스템 내의 상태 정보와, 상기 GPS/AHRS 수신부를 통해 수신된 항공기의 위치정보 및 비행자세 정보를 입력받아 계측 포드 시스템 내의 상태 정보와 합쳐 하나의 계측자료로서 지상 통제소로의 전송을 위해 출력하는 한편 메모리에 저장하고, 상기 온도 제어장치를 제어하는 제어부;
상기 제어부에 의해 합쳐진, 영상 포드 시스템의 상태 정보와, 항공기의 위치정보 및 비행자세 정보와, 계측 포드 시스템의 상태 정보를 저장하는 메모리부;
상기 영상신호 수신부를 통해 수신된 영상신호와 상기 제어부로부터 출력된 계측자료를 각각 수신하여 두 신호를 합성하고, 합성된 영상/계측자료 합성신호를 지상 통제소로 전송하는 송신부; 및
계측 포드 시스템이 장착되는 항공기로부터 교류 전압을 제공받아 소정 크기의 직류 전압으로 변환하여, 상기 영상신호 수신부, 상기 GPS/AHRS 수신부, 상기 온도 제어장치, 상기 제어부, 상기 메모리부 및 상기 송신부에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.It is a measurement pod system for aircraft test flight, which is mounted on one wing of an aircraft that is equipped with a new weapon system or an external shape to acquire measurement data about the aircraft flight characteristics during the launch or release of the weapon system.
An image signal receiver configured to receive flight image signals of the aircraft and state information in the image pod system transmitted from the image pod system mounted on the other wing of the aircraft;
A GPS / AHRS receiver configured to receive position information of the aircraft from a global positioning system (GPS) and flight position information of the aircraft from an attitude and heading reference system (AHRS);
A temperature control device installed in the housing of the metrology pod system, the temperature control device for maintaining a temperature in the housing within a preset temperature range so that device elements installed in the housing can operate normally;
The ground control station receives the status information in the video pod system received from the video signal receiver, the position information and flight attitude information of the aircraft received through the GPS / AHRS receiver, and combines the status information in the measurement pod system as one measurement data. A control unit which outputs for transmission to a furnace and stores it in a memory and controls the temperature control device;
A memory unit for storing the state information of the image pod system, the position information and the flight position information of the aircraft, and the state information of the measurement pod system, which are combined by the control unit;
A transmitter which receives the video signal received through the video signal receiver and measurement data output from the controller, synthesizes the two signals, and transmits the synthesized video / measurement data synthesized signal to a ground control station; And
Power supply required for the video signal receiver, the GPS / AHRS receiver, the temperature controller, the controller, the memory and the transmitter to receive an AC voltage from an aircraft equipped with a measurement pod system and convert the AC voltage into a DC voltage having a predetermined size. Aircraft flight test instrumentation pod system, characterized in that it comprises a power supply for supplying.
안테나를 통해 수신한 영상 포드 시스템으로부터의 전송 신호를 두 개의 서로 다른 주파수의 비행 영상신호와 영상 포드 시스템의 상태 정보로 분리시켜주는 듀플렉서(duplexer)와,
상기 듀플렉서에 의해 분리된 영상신호를 입력받아 원래의 신호로 복원하는 FM 수신기와,
상기 듀플렉서에 의해 분리된 영상 포드 시스템의 상태 정보를 입력받아 원래의 신호로 복원하는 무선통신망부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 1, wherein the video signal receiver,
A duplexer that separates the transmission signal from the video pod system received through the antenna into two different frequency flying video signals and the status information of the video pod system;
An FM receiver for receiving an image signal separated by the duplexer and restoring the original signal;
Aircraft flight test measurement pod system, characterized in that it comprises a wireless communication network for receiving the state information of the image pod system separated by the duplexer to restore the original signal.
계측 포드 하우징 내의 온도를 검출하는 온도 센서와,
상기 온도 센서를 통한 온도 검출에 따른 상기 제어부의 제어 신호에 따라 온/오프(ON/OFF) 동작하여 발열하거나 발열을 중지하는 발열 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 1, wherein the temperature control device,
A temperature sensor for detecting a temperature in the measurement pod housing;
And a heating pad configured to generate heat or stop heating by an ON / OFF operation according to a control signal of the controller according to the temperature detection through the temperature sensor.
상기 제어부는 상기 전원공급부에 의해 변환된 전압과 상기 영상신호 수신부, 상기 GPS/AHRS 수신부, 상기 온도 제어장치, 상기 제어부, 상기 메모리부 및 상기 송신부에 공급되는 전압을 모니터링(monitoring)하는 기능을 더 갖는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 1,
The control unit may further monitor a voltage converted by the power supply unit and a voltage supplied to the image signal receiver, the GPS / AHRS receiver, the temperature controller, the controller, the memory unit, and the transmitter. Measurement pod system for aircraft flight test, characterized in that it has.
상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 정보를 이더넷(ethernet)을 통해 외부의 점검장비 PC로 다운로딩하는 기능과, 계측 포드 시스템의 운용 프로그램에 대한 디버깅(debugging)을 수행하는 기능을 더 갖는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 1,
The control unit may further have a function of downloading information stored in the memory unit to an external inspection equipment PC through Ethernet, and debugging of an operation program of a measurement pod system. Instrumented pod system for aircraft flight testing.
상기 영상신호 수신부의 FM 수신기에 의해 원래의 신호로 복원된 영상신호를 입력받아 디지털 영상신호로 변환하는 엔코더 (encoder)와,
상기 엔코더에 의해 변환된 디지털 영상신호와 상기 제어부로부터 출력된 계측자료를 각각 입력받아 두 신호를 디지털 신호로 합성하는 멀티플렉서 (multiplexer)와,
상기 멀티플렉서에 의해 합성된 디지털 신호를 안테나를 통해 고속 전송하는 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 1, wherein the transmitting unit,
An encoder for receiving a video signal restored to the original signal by the FM receiver of the video signal receiver and converting the video signal into a digital video signal;
A multiplexer configured to receive the digital video signal converted by the encoder and the measurement data output from the controller, and combine the two signals into digital signals;
And a transmitter for transmitting a high speed digital signal synthesized by the multiplexer through an antenna.
상기 송신기와 안테나 사이에 상기 송신기로부터 전송되는 신호의 출력을 높이기 위한 고출력 증폭기가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 6,
And a high power amplifier is further provided between the transmitter and the antenna to increase the output of the signal transmitted from the transmitter.
상기 엔코더는 MPEG-2 엔코더인 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 6,
And the encoder is an MPEG-2 encoder.
상기 송신기는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:직교 위상 편이 변조) 방식 송신기인 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 6,
The transmitter is a quadrature phase shift keying (QPSK) type transmitter transmitter for aircraft flight test, characterized in that.
항공기로부터 제공받은 교류 전압을 소정 크기의 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터와,
상기 AC-DC 컨버터에 의해 변환된 직류 전압을 다시 다른 크기의 직류 전압으로 변환하는 DC-DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 1, wherein the power supply unit,
An AC-DC converter for converting an AC voltage provided from an aircraft into a DC voltage having a predetermined size;
And a DC-DC converter for converting the DC voltage converted by the AC-DC converter back into a DC voltage having a different size.
상기 계측 포드 하우징의 소정 부위에는 계측 포드 시스템으로부터 발생된 전자파가 계측 포드 시스템이 장착된 항공기에 미치는 전자파 장해(간섭)를 차단하기 위한 EMI(electromagnetic interference) 필터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.The method of claim 1,
A predetermined portion of the measurement pod housing further includes an electromagnetic interference (EMI) filter for blocking electromagnetic interference (interference) from the electromagnetic waves generated from the measurement pod system on the aircraft equipped with the measurement pod system. Test instrumentation pod system.
상기 계측 포드 하우징의 소정 부위에는 계측 포드 하우징의 전체적인 무게 중심을 잡아주기 위한 더미 웨이트(dummy weight)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 항공기 비행시험용 계측 포드 시스템.
The method of claim 1,
The measurement pod system for aircraft flight test, characterized in that the dummy weight (dummy weight) for holding the entire center of gravity of the measurement pod housing is further installed in a predetermined portion of the measurement pod housing.
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