KR20230120023A - 대기질 측정기를 탑재한 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정장치 및 결정방법 - Google Patents

대기질 측정기를 탑재한 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정장치 및 결정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대기질 측정기를 탑재한 채로 프로펠러(propeller)의 회전에 의해 비행하는 회전익 무인항공기에서 프로펠러로부터 발생하는 대기 이류(air advection, 移流)로 인한 대기질 측정기에서의 대기질 측정값 오차를 최소화하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

대기질 측정기를 탑재한 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정장치 및 결정방법{Method and Apparatus for Determining Velocity of Unmanned Aerial Vehicles Required to Prevent Effect of Advection by Propeller}
본 발명은 대기질 측정기를 탑재한 채로 프로펠러(propeller)의 회전에 의해 비행하는 회전익 무인항공기에서 프로펠러로부터 발생하는 대기 이류(air advection, 移流)로 인한 대기질 측정기에서의 대기질 측정값 오차를 최소화하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 미세먼지, 스모그 등 대기오염 문제들과 대기오염으로 인한 기후변화에 대한 관심과 우려가 커지고 있고, 그에 따라 대기질을 모니터링하기 위한 연구들 역시 다양한 방법으로 진행되고 있다. 대기질을 모니터링하는 방법 중에서도 소위 "드론"이라고 부르는 무인항공기에 대기질 측정기를 탑재한 채로 무인항공기를 대기질 측정이 필요한 지역의 상공으로 비행시켜서, 대기질 측정기에 의해 메탄 가스 농도 등의 대기질과 관련된 물리량을 측정하는 방법이 주목받고 있다. 무인항공기는 프로펠러의 회전에 의해 비행하게 되는 회전익 무인항공기와, 프로펠러의 회전이 아닌 다른 방식에 의해 비행하는 고정익 무인항공기로 구분할 수 있는데, 회전익 무인항공기는 고정익 무인항공기보다 정교한 고도조절이 가능하기 때문에 대기질 측정기가 탑재될 무인항공기로서 회전익 무인항공기가 더 유용하게 사용될 수 있다. 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0024300호에는 이와 관련된 종래 기술의 일예가 개시되어 있다.
그런데 회전익 무인항공기의 경우에는 비행하는 과정에서 프로펠러의 회전에 의해 대기 이류(air advection, 移流)가 발생하게 되고, 그에 따라 회전익 무인항공기에 탑재된 대기질 측정기에서의 대기질 측정값 안정성은 프로펠러로 인한 대기 이류(air advection, 移流)에 의해 영향을 받게 된다. 일반적으로 주변 대기보다 높을 밀도를 가지는 대기 이류가 발생할 경우 대기질 측정기에서 측정된 대기질 관련 물리량의 측정값 즉, 예를 들면, 메탄의 농도 값 등과 같은 대기질 측정값에 오차가 유발될 수 있다.
이와 같이 회전익 무인항공기의 프로펠러 회전에 의해 대기 이류가 발생하고, 이러한 대기 이류에 의해 대기질 측정기 주변에서 순간적인 압력의 변화가 발생하면서 대기질 측정기에서 측정된 대기질 측정값의 정확도 저하가 유발되는 바, 이를 방지할 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0024300호(2017. 03. 07. 공개).
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 위에서 언급한 것처럼 프로펠러(propeller)의 회전에 의해 비행하는 회전익 무인항공기에 대기질 측정기를 탑재하여 대기질의 상태 즉, 메탄의 농도 값 등과 같은 대기질 관련 물리량을 측정함에 있어서, 프로펠러의 회전 과정에서 발생하는 대기 이류(air advection, 移流)로 인한 대기질 측정기에서의 대기질 측정 오차를 최소화할 수 있는 회전익 무인항공기의 수평방향 이동속도 즉, 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 결정할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명에서는 회전익 무인항공기의 질량, 프로펠러와 대기질 측정기 사이의 높이 차, 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리, 프로펠러의 개수, 프로펠러의 회전 반경 넓이 등의 회전익 무인항공기의 제원과, 대기 밀도, 온도, 중력 가속도 등의 대기환경 요소를 기준으로 하여, 프로펠러 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정에서의 불확실성을 제거할 수 있게 되는 회전익 무인항공기의 임계비행속도의 결정 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 대기질 측정기가 탑재된 회전익 무인항공기에서 프로펠러 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정값의 오차를 제거하거나 최소화시킬 수 있는 회전익 무인항공기의 수평방향으로의 최저 비행속도에 해당하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 결정하는 장치로서, 회전익 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)를 포함하는 회전익 무인항공기 제원과, 대기 밀도(ρ), 대기 온도(T) 및 중력가속도(g)의 대기환경 요소를 연산입력 데이터로서 제공받는 데이터 입력모듈; 제공받은 연산입력 데이터에 기초하여 회전익 무인항공기의 임계비행속도
Figure pat00001
를 연산하는 연산모듈; 및 연산된 회전익 무인항공기의 임계비행속도
Figure pat00002
를 사용자에게 제공하도록 출력하는 연산 데이터 출력모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정장치가 제공된다.
또한 본 발명에서는 대기질 측정기가 탑재된 회전익 무인항공기에서 프로펠러 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정값의 오차를 제거하거나 최소화시킬 수 있는 회전익 무인항공기의 수평방향으로의 최저 비행속도에 해당하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 결정하는 방법으로서, 회전익 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)를 포함하는 회전익 무인항공기 제원과, 대기 밀도(ρ), 대기 온도(T) 및 중력가속도(g)의 대기환경 요소를 연산입력 데이터로서 제공받는 단계(단계 S1); 제공받은 연산입력 데이터에 기초하여 회전익 무인항공기의 임계비행속도
Figure pat00003
를 연산하는 단계(단계 S2); 및 연산된 회전익 무인항공기의 임계비행속도
Figure pat00004
를 사용자에게 제공하도록 출력하는 단계(단계 S3)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 프로펠러(propeller)의 회전에 의해 비행하는 회전익 무인항공기에 대기질 측정기를 탑재하여 대기질의 상태 즉, 메탄의 농도 값 등과 같은 대기질 관련 물리량을 측정함에 있어서, 프로펠러의 회전 과정에서 발생하는 대기 이류(air advection, 移流)로 인한 대기질 측정기에서의 대기질 측정 오차를 최소화할 수 있는 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 결정할 수 있게 되고, 그에 따라 사용자는 결정된 임계비행속도 이상으로 회전익 무인항공기를 비행시켜서 더욱 신뢰성 높고 안정적인 대기질 측정값을 획득할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 회전익 무인항공기의 수평방향 비행 상태를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 프로펠러의 회전에 의해 하향으로 발생하는 풍속과 프로펠러의 회전 반경 넓이 관계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 임계비행속도 결정장치의 구성에 대한 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 임계비행속도 결정방법의 구체적인 과정을 보여주는 개략적인 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 참고로 본 발명에 있어서 회전익 무인항공기에 탑재된 대기질 측정기에서 측정하게 되는 대기질의 상태와 관련된 물리량의 측정값 즉, 오염물질의 농도값, 메탄의 농도 값 등과 같은 대기질 상태 관련 물리량의 측정값을 "대기질 측정값"이라고 약칭한다.
본 발명에 의하면, 프로펠러 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정에서의 불확실성을 제거할 수 있게 되는 회전익 무인항공기의 수평방향으로의 최저 비행속도가 결정되는데, 이렇게 결정된 속도가 바로 "회전익 무인항공기의 임계비행속도"에 해당한다. 그리고 본 명세서에서 개시하고 있는 속도, 유량, 밀도의 단위는 각각 m/s, m3/s, kg/m3이다. 편의상 청구범위를 포함한 본 명세서에서는 본 발명에 따른 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정장치는 "임계비행속도 결정장치"라고 약칭하며, 본 발명에 따른 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정방법은 "임계비행속도 결정방법"이라고 약칭한다.
본 발명에서는 회전익 무인항공기의 제원(specification)과 대기환경 요소를 이용하여 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 산출하여 결정하게 되는데, 여기서 회전익 무인항공기의 제원에는 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)가 포함된다. 그리고 대기환경 요소에는 대기 밀도(ρ), 온도(T) 및 중력가속도(g)가 포함된다.
따라서 본 발명에 따라 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 산출하여 결정하기 위해서는 실물 측정이나 권위 있는 기관(예를 들면, 기상청 등)으로부터 제공되는 정보 등을 통해서 상기한 회전익 무인항공기의 제원과 대기환경 요소를 미리 파악해둔다.
도 1에는 회전익 무인항공기(100)의 수평방향 비행 상태를 설명하기 위한 개략도가 도시되어 있다. 도 1에서 회전익 무인항공기(100)를 점선으로 도시한 것은 시간
Figure pat00005
일 때의 상태를 나타내고, 실선으로 도시한 것은 일정 시간(
Figure pat00006
)이 경과된 후 즉, 시간
Figure pat00007
일 때의 상태를 나타낸다.
회전익 무인항공기(100)의 수평방향 비행에 있어서, 일정 시간(
Figure pat00008
) 동안 회전익 무인항공기가 수평으로 이동한 거리(
Figure pat00009
)가 프로펠러(1)와 대기질 측정기(2) 사이 높이 차(H)보다 큰 경우에는, 프로펠러(1)가 회전하면서 발생한 바람으로 인한 높은 밀도의 대기층이 아직 대기질 측정기에 도달하기 전에 회전익 무인항공기가 이동한 것이 되므로, 프로펠러 회전에 따른 대기 이류가 대기질 측정기에서의 대기질 측정에 주는 영향을 무시할 수 있게 된다. 즉, 프로펠러의 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정기에서의 대기질 측정 오차가 무시할 수 있을 정도로 최소화되는 것이다.
따라서 본 발명에서는 일정 시간 동안 회전익 무인항공기가 수평으로 이동한 거리가 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차보다 크게 되게 하는 회전익 무인항공기의 수평방향 이동속도를 산출하여, 이를 프로펠러 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정에서의 불확실성을 제거할 수 있게 되는 "회전익 무인항공기의 임계비행속도"로서 결정하게 된다.
아래에서는 도 1을 참조하여 위에서 서술한 내용을 수학적으로 표현한다. 앞서 언급한 것처럼, 프로펠러(1)가 회전하면서 발생한 바람으로 인한 높은 밀도의 대기층이 아직 대기질 측정기에 도달하기 전에 대기질 측정기가 그 위치 즉, 높은 밀도의 대기층이 도달하게 될 위치로부터 벗어나 있을 정도로 회전익 무인항공기가 충분히 수평방향으로 이동한다면, 프로펠러 회전에 따른 대기 이류가 대기질 측정기에서의 대기질 측정에 주는 영향을 무시할 수 있게 된다. 이를 위해서는 수학식 1을 만족하여야 한다.
Figure pat00010
위 수학식 1에서 L은 회전익 무인항공기의 제원 중에서 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리를 의미하며,
Figure pat00011
은 일정 시간
Figure pat00012
동안 회전익 무인항공기가 수평방향으로 이동한 거리를 의미하고,
Figure pat00013
는 일정 시간
Figure pat00014
동안 회전익 무인항공기의 프로펠러 회전에 의해 연직 하향으로 이동한 공기의 이동거리를 의미하며, H는 프로펠러와 대기질 측정기 사이의 높이 차를 의미한다.
위의 수학식 1을 프로펠러에 의해 발생한 풍속
Figure pat00015
과 회전익 무인항공기의 비행속도
Figure pat00016
를 이용하여 표현하면, 아래의 수학식 2의 형태로 나타낼 수 있다.
Figure pat00017
위 수학식 2에 표시된 각 기호의 의미는 수학식 1과 관련하여 설명한 내용과 동일하다.
도 2에는 프로펠러의 회전에 의해 하향으로 발생하는 풍속
Figure pat00018
과 프로펠러(1)의 회전 반경 넓이(A) 관계를 설명하기 위한 개략도가 도시되어 있다. 도 2에서
Figure pat00019
는 프로펠러 상부 대기층의 풍속을 의미하며,
Figure pat00020
는 프로펠러 상부 대기층의 유량을 의미하고,
Figure pat00021
는 프로펠러(1) 하부 대기층의 풍속 즉, 프로펠러에 의해 발생한 풍속을 의미하며,
Figure pat00022
는 프로펠러 하부 대기층의 유량을 의미한다. 그리고
Figure pat00023
는 대기의 밀도(air density)를 의미한다.
회전익 무인항공기가 공중에 정지하고 있을 경우, 회전익 무인항공기에 가해지는 "알짜힘 F"은 아래의 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure pat00024
위 수학식 3에서 Q는 유량을 의미하며,
Figure pat00025
는 대기의 밀도를 의미하고,
Figure pat00026
는 풍속을 의미한다.
회전익 무인항공기의 프로펠러 상부의 풍속
Figure pat00027
을 0(zero)이라고 가정하면, 위 수학식 3은 아래의 수학식 4를 만족시킨다.
Figure pat00028
위 수학식 4에서도 도 다른 수학식과 마찬가지로 m은 회전익 무인항공기의 질량을 나타내며, g는 중력가속도(9.81m/s2)를 나타낸다. 수학식 4의 다른 기호들은 앞서 설명한 내용과 동일하다.
회전익 무인항공기의 프로펠러에서 발생하는 대기 이류를 프로펠러에 대하여 수학적으로 표현하게 되면 아래의 수학식 5를 도출할 수 있다.
Figure pat00029
위 수학식 5에서 A는 프로펠러의 회전 반경 넓이를 의미하며, N은 회전익 무인항공기에 구비된 프로펠러의 개수를 의미한다. 수학식 5의 다른 기호들은 앞서 설명한 내용과 동일하다.
위 수학식 5를 프로펠러의 회전에 의해 하향으로 발생하는 풍속
Figure pat00030
에 대하여 정리하면 아래의 수학식 6을 도출할 수 있으며, 수학식 6과 수학식 2를 이용하여 회전익 무인항공기의 비행속도
Figure pat00031
에 대한 수학식 7을 도출하게 된다.
Figure pat00032
Figure pat00033
기본적으로 회전익 무인항공기의 비행속도
Figure pat00034
가 위 수학식 7을 만족하게 되면, 회전익 무인항공기의 프로펠러가 회전함으로 인하여 발생하는 대기 이류가 대기질 측정지의 대기질 측정에 주는 영향이 무시할 정도가 된다. 즉, 기본적으로는 수학식 7을 만족하는 비행속도
Figure pat00035
의 최소값이 "회전익 무인항공기의 임계비행속도"에 해당하는 것이다.
본 발명에서는 이와 같이 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 산출하여 결정함에 있어서, 추가적인 대기환경 요소로서 대기의 온도를 더 고려할 수 있다. 즉, 대기의 온도 T를 고려하여 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 산출할 경우에는, 위 수학식 7을 아래의 수학식 8의 형태로 변환시킬 수 있다.
Figure pat00036
대기의 온도 T를 고려할 경우에는, 수학식 8을 만족하는 비행속도
Figure pat00037
의 최소값이 "회전익 무인항공기의 임계비행속도"에 해당하게 된다. 따라서 프로펠러 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정에서의 불확실성을 제거할 수 있게 되는 회전익 무인항공기의 수평방향 최저 비행속도, 즉 "회전익 무인항공기의 임계비행속도
Figure pat00038
"는 아래의 수학식 9 (대기 온도 T를 고려하지 않을 경우) 또는 수학식 10 (대기 온도 T를 고려할 경우)에 의해 산출된다.
Figure pat00039
Figure pat00040
위 수학식 6 내지 수학식 10에 기재된 기호 각각의 의미는 앞서 수학식 1 내지 5와 관련하여 설명한 내용과 동일하다.
본 발명에 따른 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정장치 및 결정방법에서는, 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)의 회전익 무인항공기 제원과, 대기 밀도(ρ), 온도(T) 및 중력가속도(g)의 대기환경 요소를 입력자료로 하여, 상기한 수학식 9 또는 수학식 10을 이용하여 회전익 무인항공기의 임계비행속도
Figure pat00041
를 산출하여 결정하게 된다.
이를 위한 본 발명에 따른 임계비행속도 결정장치의 구성에 대한 개략적인 블록도가 도 3에 도시되어 있다. 도면에 예시된 것처럼 본 발명에 따른 임계비행속도 결정장치(200)는, 사용자의 입력 또는 관계기관으로부터의 전송에 의해 연산에 필요한 정보 즉, 상기한 회전익 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)를 포함하는 회전익 무인항공기 제원과, 대기 밀도(ρ), 온도(T) 및 중력가속도(g)의 대기환경 요소를 연산입력 데이터로서 제공받는 데이터 입력모듈(210), 제공받은 연산입력 데이터에 기초하여 상기 수학식 9 또는 수학식 10을 이용하여 회전익 무인항공기의 임계비행속도
Figure pat00042
를 연산하는 연산모듈(220), 및 연산된 회전익 무인항공기의 임계비행속도
Figure pat00043
를 사용자에게 제공하도록 출력하는 연산 데이터 출력모듈(230)을 포함하여 구성된다.
데이터 입력모듈(210)는, 사용자가 입력하여 제공하는 키보드나 기타 다양한 공지의 입력수단을 이용하여 회전익 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)의 회전익 무인항공기 제원과, 대기 밀도(ρ), 온도(T) 및 중력가속도(g)의 대기환경 요소의 값들을 "연산입력 데이터"로서 수신한다.
연산모듈(220)에서는, 데이터 입력모듈(210)을 통해서 수신한 "연산입력 데이터"를 이용하여 상기한 수학식 9 또는 수학식 10을 만족하는 비행속도
Figure pat00044
를 연산한다. 연산모듈(220)은 컴퓨터에서 구동되는 프로그램의 형태로 구현될 수 있다.
연산 데이터 출력모듈(230)에서는 연산모듈(220)을 통해서 연산된 비행속도
Figure pat00045
를 회전익 무인항공기의 "임계비행속도"로서 출력하여 사용자에게 제공하게 된다.
본 발명에 따른 임계비행속도 결정장치는 컴퓨터 등으로 구현될 수 있으며, 따라서 연산된 비행속도
Figure pat00046
를 회전익 무인항공기의 "임계비행속도"를 연산 데이터 출력모듈(230)에 의해 사용자에게 출력하여 제공하는 방식은, 컴퓨터의 모니터에 디스플레이하거나, 또는 유,무선 통신을 이용하여 사용자의 휴대단말기로 전송하는 방식이 될 수 있다.
도 4에는 본 발명에 따른 임계비행속도 결정방법의 구체적인 과정을 보여주는 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 도 4에 예시된 것처럼 본 발명에 따른 임계비행속도 결정방법은, 사용자의 입력 또는 관계기관으로부터의 전송에 의해 제공되는 상기한 회전익 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)를 포함하는 회전익 무인항공기 제원과, 대기 밀도(ρ), 온도(T) 및 중력가속도(g)의 대기환경 요소를 데이터 입력모듈(210)에서 "연산입력 데이터"로서 수신하는 단계(단계 S1); 수신된 연산 입력 데이터를 이용하여 연산모듈(220)에서 상기한 수학식 9 또는 수학식 10을 만족하는 비행속도
Figure pat00047
를 연산하는 단계(단계 S2); 및 연산된 비행속도
Figure pat00048
를 회전익 무인항공기의 "임계비행속도"로 삼아서 연산 데이터 출력모듈(230)을 통해서 출력하여 사용자에게 제공하는 단계(단계 S3)를 포함한다.
사용자는 본 발명에 따른 임계비행속도 결정장치 및 방법을 통해서 제공받은 회전익 무인항공기의 "임계비행속도
Figure pat00049
" 이상의 수평방향 속도로 회전익 무인항공기를 비행시키면서 대기질 관련 물리량을 측정하게 되며, 그에 따라 대기질 측정기에서는 프로펠러로부터 발생하는 대기 이류(air advection, 移流)에 의해 영향을 받지 않거나 또는 그 영향이 최소화되어 더욱 안정적이고 신뢰성 높은 대기질 측정값을 취득할 수 있게 된다.
1: 프로펠러
2: 대기질 측정기
100: 회전익 무인항공기

Claims (4)

  1. 대기질 측정기가 탑재된 회전익 무인항공기에서 프로펠러 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정값의 오차를 제거하거나 최소화시킬 수 있는 회전익 무인항공기의 수평방향으로의 최저 비행속도에 해당하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 결정하는 장치로서,
    회전익 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)를 포함하는 회전익 무인항공기 제원과, 대기 밀도(ρ), 대기 온도(T) 및 중력가속도(g)의 대기환경 요소를 연산입력 데이터로서 제공받는 데이터 입력모듈(210);
    제공받은 연산입력 데이터에 기초하여 수학식 9을 이용하여 회전익 무인항공기의 임계비행속도
    Figure pat00050
    를 연산하는 연산모듈(220); 및
    연산된 회전익 무인항공기의 임계비행속도
    Figure pat00051
    를 사용자에게 제공하도록 출력하는 연산 데이터 출력모듈(230)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정장치.
    (수학식 9)
    Figure pat00052
  2. 제1항에 있어서,
    연산모듈(220)에서는 입력받은 대기 온도 T를 이용하여 수학식 10에 따라 회전익 무인항공기의 임계비행속도
    Figure pat00053
    를 연산하는 것을 특징으로 하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정장치.
    (수학식 10)
    Figure pat00054
  3. 대기질 측정기가 탑재된 회전익 무인항공기에서 프로펠러 회전에 따른 대기 이류로 인한 대기질 측정값의 오차를 제거하거나 최소화시킬 수 있는 회전익 무인항공기의 수평방향으로의 최저 비행속도에 해당하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도를 결정하는 방법으로서,
    회전익 무인항공기의 질량(m), 프로펠러와 대기질 측정기 사이 높이 차(H), 대기질 측정기로부터 프로펠러의 단부까지의 수평거리(L), 프로펠러의 개수(N), 및 프로펠러 각각의 회전 반경 넓이(A)를 포함하는 회전익 무인항공기 제원과, 대기 밀도(ρ), 대기 온도(T) 및 중력가속도(g)의 대기환경 요소를 연산입력 데이터로서 제공받는 단계(단계 S1);
    제공받은 연산입력 데이터에 기초하여 수학식 9을 이용하여 회전익 무인항공기의 임계비행속도
    Figure pat00055
    를 연산하는 단계(단계 S2); 및
    연산된 회전익 무인항공기의 임계비행속도
    Figure pat00056
    를 사용자에게 제공하도록 출력하는 단계(단계 S3)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정방법.
    (수학식 9)
    Figure pat00057
  4. 제3항에 있어서,
    회전익 무인항공기의 임계비행속도
    Figure pat00058
    를 연산하는 단계 S2에서는 입력받은 대기 온도 T를 이용하여 수학식 10에 따라 회전익 무인항공기의 임계비행속도
    Figure pat00059
    를 연산하는 것을 특징으로 하는 회전익 무인항공기의 임계비행속도 결정방법.
    (수학식 10)
    Figure pat00060
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170024300A (ko) 2015-08-25 2017-03-07 한국종합환경산업(주) 드론을 이용한 이동식 다중 대기 측정장치 및 그의 측정방법
JP2017083318A (ja) * 2015-10-28 2017-05-18 オムロン株式会社 対気速度計測システム
JP2018144587A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 株式会社日本環境調査研究所 マルチコプターおよびマルチコプターを利用したセンシング方法またはサンプリング方法

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