관리번호

2016-항공우주부품-품목지정-01

기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

원천기술형(  ), 혁신제품형(√)

항공/우주시스템

고정익/회전익 항공기 전기전자시스템

품목명

지능형 자율항법비행 및 SLAM(Simultaneous localization and mapping) 기술을 적용한 무인기 비행제어시스템 개발 (TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 범위

□ 개념

ㅇ 무인비행체의 활용 분야가 기존 개인취미, 방송촬영의 단순 목적에서 재난감시, 인명구조, 치안, 농업용, 배송 등의 다양하고 특수한 목적으로 확대됨에 따라 자율비행 제어기술 개발이 필요함

ㅇ 국내 비행제어 원천기술 수준이 매우 낮아 해외 기술에 의존도가 매우 높아 국산화를

위한 개발이 시급한 상황임

□ 개발내용

ㅇ 무인기 자율주행 비행 제어 기술 개발

- Flight Controller와 센서(GPS/INS, 대기센서, RALT 등) 데이터 퓨전 플랫폼을 통합한 모듈 개발

- Geo-Fencing 제어 기술, 고정밀 자세 제어 및 Fault-Tolerant 상황 제어 기술 개발

- 고정확도 장애물 및 객체 인식/추적 기술 및 SLAM 기술 개발

- 다중 센서융합 기반 자율비행 기술, GPS-free 상황 고정확도 자동회귀 기술 개발

- FPGA 기반 고속신호처리 엔진 개발

ㅇ 무인기 비행제어시스템 검증

- 품질인증 시험(환경시험, EMI/EMC) 및 비행시험을 통한 검증

ㅇ 목표 수준

성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	장애물 검출 정확도	%	> 90	-	90 (이스라엘, 모빌아이)
2	위치 정확도	meter	< 1	2 (카이스트)	1.5 (영국, 옥스포드대)
3	장애물 검출 속도	msec	< 30	-	50 (이스라엘, 모빌아이)
4	SLAM 동작 속도	msec	< 100(@FPGA)	75(@PC) (카이스트)	33(@PC) (영국, 임페리얼대)
5	환경시험	-	DO-160G 혹은 MIL-STD-810	좌동	DO-160G 혹은 MIL-STD-810
6	EMI/EMC 시험	-	DO-160G 혹은 MIL-STD-461	좌동	DO-160G 혹은 MIL-STD-461
7	비행시험	쏘티	2회 이상		-

2. 지원 필요성

ㅇ 무인기는 위험성 때문에 주로 군사용 위주로 사용되어 왔으나 비약적인 항공과학

기술의 발전 덕분에 방송 촬영, 재난감시, 인명구조, 치안, 농약 살포용, 택배용 등 다양한 분야에서 유인기를 대체 할 수 있는 용도로 활용성이 확대 되고 있음

ㅇ 무인기 활용 분야의 확대와 사람의 눈에 보이지 않는 원거리에 이격 된 지역까지

안전하고 효율적으로 운용하기 위해서는 자율비행제어 기술개발이 반드시 필요함

ㅇ 상기 기술의 개발이 완료되면 국내에서 점증되고 있는 모든 민수 상업용 무인기에 접목하여 활용 할 수 있어 외국기술 의존에 따른 외화 유출도 방지와 기술수출에 따른 외화 획득도 가능 하므로 개발지원이 반드시 필요함

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3개년 (1차년 13개월, 총 사업기간 37개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘16년 15억원 이내 (총 정부출연금 30억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중견·중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2016-항공우주부품-품목지정-02

기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

원천기술형(√), 혁신제품형(  )

항공/우주시스템

고정익/회전익 항공기 전기전자시스템

품목명

자동 공중급유를 위한 영상기반 상대항법시스템 개발

(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 범위

□ 개념

ㅇ 무인기의 활용도가 높아지면서 무인기의 작전 반경을 넓히기 위한 공중급유 기능이 요구될 것으로 기대됨

ㅇ 기존 유인기의 급유기 개조를 최소화하면서 무인기로 하여금 드로그(drogue)를 영상기반으로 자동 인식하여 자신의 기체에 있는 프로브(probe)와의 상대위치/속도 등을 계산할 수 있는 항법시스템 개발 필요

ㅇ 주/야간에 모두 사용가능하며, 주간에는 태양, 야간에는 외부 조명 등의 간섭에 대하여 강건한 영상기반 상대항법시스템 개발 필요

□ 개발내용

ㅇ 급유기의 드로그에는 패턴을 나타낼 수 있고 외부 간섭(태양, 외부 조명 등)에 강건할 수 있는 여러 개의 적외선 표지(beacon)를 장착

ㅇ 무인기에 장착될 드로그 인식 시스템에는 드로그에 장착된 적외선 표지를 인식하고 이를 기반으로 드로그와 프로브의 상대위치/속도를 추정

ㅇ 무인기 모사 공중급유 비행시험을 통한 검증

ㅇ 목표 수준

항 목	목표 수준
운용 환경	주야간 운용 가능
	태양 및 각종 외부 조명 등에 대하여 강건
	온도 : -40 ∼ 55℃
계산속도	200Hz 이상
인지 범위(거리)	0∼50m
인지 범위(각도)	급유기 드로그 후방 ±30deg 범위 내 (앙각 및 방위각)
상대거리 오차 범위	5m 이상 거리 : 2% 미만
	5m 미만 거리 : 0.1m 미만
상대속도 오차 범위	5m 이상 거리 : (실제 상대거리 × 0.02)m/s 미만
	5m 미만 거리 : 0.1m/s 미만
크기	15,000cm3 급 이하

그림  미국 X-47B의 공중급유 모습 (USNI 뉴스, 2015.04.23.)

2. 지원 필요성

ㅇ 항공기의 공중급유 기능은 군용기 운용에 있어 매우 중요함. 공중급유를 통하여 군용기의 작전반경을 넓힐 수 있어 다양한 전술을 펼칠 수 있음.

ㅇ 특히 영유권 분쟁이 발생할 가능성이 높은 미래 전장을 대비하여 군용기의 작전반경 확장은 군의 영토방위 능력 향상에 크게 기여할 것으로 기대됨.

ㅇ 우리나라에서도 곧 유인기를 위한 공중급유기를 운용할 예정임. 획득된 급유기의 개조를 최소화하면서 무인기의 자동 공중급유를 위한 시스템에 대해 연구가 필요함.

ㅇ 미국에서는 이미 2000년도 중반부터 이러한 시스템에 대한 가시적인 성과가 나타났으며, 2010년대 중반에는 실제 무인기로 공중급유 시험을 하는데 성공함.

ㅇ 주야간에 모두 사용할 수 있는 상대항법시스템을 개발함으로써 향후 유인기에도 활용 가능할 것으로 기대됨.

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3개년 (1차년 13개월, 총 사업기간 37개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘16년 7억원 이내(총 정부출연금 14억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리기관, 중견·중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2016-항공우주부품-품목지정-03

기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

원천기술형(  ), 혁신제품형(√)

항공/우주시스템

고정익/회전익 항공기 전기전자시스템

품목명

악천후/야간 비행 중 안전 시야 확보를 위한 Stereo Type IR 카메라 기반 통합형 비행안전장치 개발 (TRL :  [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 범위

□ 개념

ㅇ 악천후 (강우, 눈, 안개, 연무 등) 및 주‧야간 환경에서도 지형 충돌 방지와 안전비행을

위해 항공기 조종사 및 지상 운용자에게 3차원 지형‧물체 탐지가 가능하도록 Stereo Type  IR Camera 기반 통합형 비행안전장치 개발

ㅇ Stereo Type의 IR Camera 개발하고 전파고도계, LRF(Laser Range Finder) 등 기존 상용

센서와 통합된 비행안전장치 및 시험장비 개발

□ 개발내용

ㅇ 단안 IR 카메라의 제한적인 시야각으로 기인한 피로감 해소를 위해 보다 넓은 시야각 확보가

가능한 Stereo Type IR Camera 및 시험 장비 개발

- 노이즈 제거 등 2/3차원 영상 인지 능력 강화를 위한 영상 개선(Restoration/Enhancement) 알고리즘 개발

- 좌/우 2대의 IR 카메라의 서로 다른 온도 특성을 고려하여 3차원 영상 최적화 알고리즘 개발

- 2개 카메라 중 1개 가용 시 2차원 영상이 제공될 수 있는 2차원 모드 전환 기술 개발

- 사용환경 온도에 최적화된 Camera의 온도 보상 알고리즘 개발

- 2/3차원 지형‧물체가 탐지된 Contour 등 공간정보 및 관심영역(ROI; Region of Interest) 정보 제공

ㅇ 전파고도계, LRF등 기존 상대거리 측적이 가능한 상용 센서와 연동 가능한 통합 모듈 개발

- 지형 및 장애물 이격 거리를 고려한 비행체 상대 안전거리 정보 제공

ㅇ Stereo Type  IR Camera 기반 통합형 비행안전장치 검증

- 품질인증 시험(환경시험, EMI/EMC), 지상시험 및 비행시험을 통한 검증

ㅇ 목표 수준

항 목	목표 수준
운용 환경	주야간 및 악천후 환경에서 운용 가능
	온도 : -40 ∼ 55℃
계산속도	5Hz 이상
지형/물체 탐지율	95% 이상
탐지 범위(거리)	2km 범위 이상
탐지 범위(각도)	동체 기준 좌우: ±60deg 범위 내 동체 기준 상하: -45deg ∼ 10deg 범위 내
상대거리 오차 범위	10% 미만
환경시험	MIL-STD-810
EMI/EMC 시험	MIL-STD-461
비행시험	2 쏘티 이상

※ 본 장비는 항공기 충돌회피를 위한 TCAS, Radar 등의 장비의 보조 장비로 장비 크기는 가능한 소형화, 양산 가격은 낮게 개발하는 것이 목표임.

2. 지원 필요성

ㅇ Stereo Type IR 카메라는 기존 단안 IR 카메라의 시야각 제한 단점을 보완하고 영상

품질 및 3차원 인지가 가능하여 전파고도계, LRF 등 기존 상용화된 고도 및 거리 측정이 가능한 센서와 통합 적용할 경우 비행안전 성능을 극대화하여 악천후 및 야간환경에서 지형/물체 인지 및 충돌 회피 운영으로 충돌 사고를 방지하고 긴급한 구난/구조 활동에 활용 가능함

ㅇ 개발된 제품에 최적화된 시험 장비 개발로 제품 양산 및 항공 사업 활용 시 장비

유지보수와 제공된 기능‧성능의 신뢰성 확보 가능함

ㅇ 다양한 분야(자동차 및 선박 자율 주행 등)로 파급 효과가 예상됨

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3개년(1차년 13개월, 총 사업기간 37개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘16년 11억원 이내(총 정부출연금 23억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중견·중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2016-항공부품-지정공모-01

기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형( ), 혁신제품형(√ )

항공/우주시스템

고정익/회전익 항공기 전기전자시스템

품목명

무인항공기 돌발환경에서도 신뢰성 높은 관성측정기 및 GNSS (Global Navigation Satellite System), 지자계, 고도계를 통합한 자율비행용 복합항법센서 개발 (TRL :  [시작] 5단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 범위

□ 개념

ㅇ 무인항공기의 안정된 자율비행을 위하여 환경변화에 강인하고 신뢰성이 높은 이종센서를 결합한 자율비행용 소형 복합항법센서 기술 개발

ㅇ 해외 도입에 의존하는 자이로 및 가속도계의 국산화 라인업 구축

□ 개발내용

ㅇ 무인항공기 돌발환경에서도 신뢰성 높은 관성측정기 개발 및 GNSS, 지자계 및 고도계를 통합한 자율비행용 복합항법센서 개발

- 무인기의 급격한 운용환경 변화에 대응 가능한 관성센서 및 관성측정기 개발

‧ MEMS 자이로, MEMS 가속도계

‧ 6축 MEMS 관성 측정기(자이로, 가속도계)

- 개발한 MEMS 관성 측정기 기능 및 성능 검증

‧ 성능 평가 시스템 구축 및 평가 절차 개발

‧ 실험실 시험 수행

- 6축/10축 복합항법센서 모듈 개발

‧ 6축 : MEMS 관성측정기 (최대검출 각속도 및 가속도: 5,000deg/sec, 100g)

‧ 10축 : MEMS 관성측정기 + 3축 지자계 + 기압계 + GNSS 수신기

- 개발한 복합항법센서 모듈의 기능 및 성능 검증

‧ 성능 평가 시스템 구축 및 평가 절차 개발

‧ 품질인증(환경시험, EMI/EMC) 시험 수행

‧ 차량시험 및 비행시험 수행을 통한 검증

ㅇ 목표수준

성능지표		단위	달성 목표	국내 최고수준	세계 최고수준	인증기준 준수사항	기준설정 근거
1	자이로바이어스 반복도	deg/hr(σ)	≤20	30	20
2	가속도계바이어스 반복도	mg(σ)	≤2	2.5	2.5
3	자이로동작범위	deg/sec	≥7,200	500	7,200
4	가속도계동작범위	g	≥100	50	50
5	관성측정기 크기 (장착 플랜지 제외)	지름(mm) ×높이(mm)	50×35	65×35	50×35
6	통합항법위치오차	m(CEP)	≤5		5
7	자세오차 (Roll,Pictch)	deg(σ)	≤0.2		0.2
8	방향각오차(Heading)	deg(σ)	≤2.0		1.0
9	환경시험	-	MIL-STD-810	MIL-STD-810	MIL-STD-810	공인기관성적서
10	EMI/EMC 시험	-	MIL-STD-461	MIL-STD-461	MIL-STD-461	공인기관성적서
11	비행시험	쏘티	2 이상	-	-

2. 지원 필요성

ㅇ 군용이 아닌 관성센서는 돌풍에 의한 무인항공기의 급격한 자세변화, 온도변화 및 진동, 충격에 노출된 경우 센서 특성이 변화되는 단점을 가짐

ㅇ 최근 저가 레저용 드론에 이어 자율주행 방식의 산업용/군수용 무인항공기 (드론 포함)에 대한 필요가 크게 대두되는 환경에서 무인항공기는 외산 관성센서 (자이로, 가속도계)를 사용하고 있으나 환경에 따른 관성센서 성능저하에 의해 추락 사고가 발생할 수 있으며 빈번한 추락 사고에 의해 재산손실 뿐 아니라 인명피해를 줄일 기술개발 필요

ㅇ MEMS 관성센서는 중소기업에 의해 지속 개발되어 왔으며 이를 기반으로 MEMS 자이로, 가속도계의 개발과 GNSS 위성 항법 및 비관성 센서를 결합한 복합항법센서 개발로 무인항공 산업의 세계시장 선점이 가능

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4개년 (1차년 13개월, 총 사업기간 49개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘16년 16억원 이내(총 정부출연금 40억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중견·중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호	2016-항공우주부품-품목지정-04		기술분류	중분류Ⅰ	중분류Ⅱ
과제성격	원천기술형(√), 혁신제품형( )			항공/우주시스템	고정익/회전익 항공기 기체
품목명		3차원 프리폼 일체형 Stiffened 패널 복합재 제조기술 개발 (TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)
1. 개념 및 범위
□ 개념 ㅇ 항공기 기체구조용 복합소재 기술동향은 프리프레그를 이용하여 적층하는 Autoclave 공정에서 탈피하여 Out of Autoclave 공정과 일체성형기술임. 특히, 날개구조물의 경우 리브와 스파 등을 스킨과 일체로 성형하기 위한 3차원 프리폼 직조 기술은 필수적인 원천 기술임 ㅇ 제안기술은 Autoclave 공정대비 제조단가를 30%이상 절감할 뿐만 아니라 Autocalve 공정의 단점인 층간분리 문제를 근본적으로 해결하고 충격 손상허용치 증대와 접합부를 획기적으로 감소시키며 최종 제품의 형상에 가까운 프리폼을 제조하는 필수기술임 □ 개발내용 Business Jet 날개 구조 일체형 π-stiffened 패널 o 일체형 복합재 stiffened 패널 설계 - 기존의 2D 적층 구조 대비 동등 이상의 구조 성능 설계 및 해석 - 요구 특성을 만족하는 탄소섬유 bundle 크기, 섬유배향, 섬유포함량 등 결정 o 일체형 프리폼 제조를 위한 3D 직조 기술 개발 - 항공기 날개 구조용 일체형 (panel + spar) 프리폼 제조 - 탄소섬유 손상 최소화 기술 - 패널-빔 결합용 joining 부재를 위한 프로파일 3D 프리폼 제조 (π형, H형, T형)

일체형 (panel-spar) 3D 프리폼 3D H-형 빔 ㅇ 항공기 날개구조 복합재 부분품 일체 성형 기술 개발 - 수지유동 해석 및 금형 설계 - 수지 최적 주입 조건 결정 및 공정최적화 ㅇ 날개 부분 구조 제작 - 조립용 치공구 설계 및 제작 - Skin-stiffener Bonding - 목표 물성치 : 인장강도 820 MPa, 압축강도 620 MPa, 층간전단강도 70 MPa ㅇ 3D 복합재 구조물의 설계해석, 강성/강도 예측 기술 및 구조 특성 시험 - GUI 기반 신뢰성 해석 및 예측 통합 프로그램 개발 - 직조 복합재 시편제작 및 시험을 통한 강성/강도 예측 기술 검증 - 항공기 복합재 구조물 구조해석 및 시험 평가
2. 지원 필요성
ㅇ 항공산업 전략기술로드맵에서 정의한 10대 항공핵심 중점추진기술인 “차세대 소재 및 구조물 일체화 기술”의 R&D 추진방향과 부합함 ㅇ 현재, 항공기에 적용되는 복합재 구조물은 주로 프리프레그를 적층하여 오토클레이브 공정으로 제조되고 있음. Stiffened 패널의 경우, 패널과 빔 구조를 접합하고 있으며 부재 간 연결하는 섬유가 없기 때문에 전단하중에 취약하며, 이를 보강하기 위해 추가적인 볼트나 리벳으로 체결하기 때문에 중량 증가 및 제조 공정이 복잡하고 길어지는 단점이 있음. ㅇ 이를 해결하기 위해 본 과제에서 개발하고자 하는 3D weaving 기술은 복잡한 형상이 가능하고 손상허용치를 높이며 일체화된 3D near-net shape 을 제조하는 고생산성 기술이므로 항공기용 3D 복합재 구조물 제조 기술을 상업적으로 획득 가능한 수준까지 높일 것으로 전망됨. ㅇ 본 제안기술은 항공기 날개구조물의 일체성형을 위한 3차원 프리폼 제조 기술은 국내에서 최초로 시도하는 것으로서 신규성이 있음. 특히, 3차원 섬유체적율 및 방향을 최적화하여 무게 대비 기계적 특성을 극대화하는 기술은 처음 시도하는 것으로 원천성이 높음 ㅇ 미국 AEC 등은 Eco-design 사업을 통하여 2012년부터 산학연 컨소시엄을 구성하여 3차원 weaving 기술을 항공기 구조물에 적용을 위한 원천기술을 개발하고 있으며, 현재는 platform, spacer 부품등에 적용을 시도하고 있음. 따라서 국내 항공기관련 복합소재산업의 활성화와 기술 고도화를 위해서는 국내 독자원천기술개발이 필요한 시점임.
3. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 5개년 (1차년 13개월, 총 사업기간 61개월) ㅇ 정부출연금 : ‘16년 18억원 이내(총 정부출연금 50억원 이내) ㅇ 주관기관 : 비영리기관, 중견·중소기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호	2016-항공우주부품-품목지정-05		기술분류	중분류Ⅰ	중분류Ⅱ
과제성격	원천기술형(√), 혁신제품형( )			항공/우주시스템	고정익/회전익 항공기 기체
품목명		CNT/Polymer 복합섬유 기반 무인항공기 복합소재 구조물 손상감지기술 개발 (TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)
1. 개념 및 범위
□ 개념 ㅇ 항공기 운행 중 발생하는 하중, 충격, 습도, 피로 등에 대한 복합재의 기계적/물리적 특성 변화를 감지하고 항공기의 안전과 수명에 직접적으로 영향을 주는 손상을 실시간에 감지하여 복합재 구조물의 건전성을 확인하는 기술. ㅇ 나노/고분자 복합섬유의 다기능 특성을 구현함으로써 기존의 피에조 센서나 광섬유 센서 등의 문제점을 해결하고자 하며, 센싱 시스템을 복합재 내부에 일체화하여 복합재 항공기 부품의 내구성과 신뢰성을 확보할 수 있는 기술. <Sensor network-embedded smart aircraft> <구조 건전성 센싱 위치> □ 개발내용 ㅇ CNT/Polymer 복합섬유 개발 - CNT 균일분산 기술, 다기능 coating 기술 ㅇ Wet-spinning 에 의한 복합섬유 제조기술 - 인장강도 600MPa 이상, 인장탄성계수 20 GPa 이상 - 민감도 1.0 이상, 파손 변형율 100%이상 ㅇ Multi-scale 복합재 제조기술 - 복합섬유/카본섬유 hybrid 화 기술 - CNT 복합섬유 embedding 기술 - 델타 익형 무인 항공기 복합재 날개 구조물 제조 ㅇ 복합재 날개 구조물 손상감지 및 실시간 데이터 분석 기술 - 손상 분석 프로그램 개발 - 손상영역 image 화 프로그램 개발 ㅇ Multi-scale 복합재 구조해석 및 특성치 모델링 기술

델타 익형 무인기 (윙 스팬 3.5m, 동체 길이 1.2m, 무게 7~9kg) 손상 영역 모니터링을 위한 그리드 설계 스트레인 센서용 섬유 적용 직조공정
2. 지원 필요성
ㅇ 항공산업 전략기술로드맵에서 정의한 10대 항공핵심 중점추진기술인 “차세대 소재 및 구조물 일체화 기술” 중 요소기술인 “복합재 구조물 건전성 진단 기술”의 R&D 추진방향과 부합함. ㅇ 본 제안기술은 나노섬유의 다기능화를 통하여 항공기 구조물의 응력상태, 손상 여부, 피로 상태, 흡습정도 등 감지 기능을 구조건전성 센싱 시스템으로 통합하여 복합재 내부에 일체화하는 기술이며 국내에서 최초로 시도하는 것으로서 신규성 및 원천성이 높음. ㅇ 제안 과제를 국내 개발/운용 중인 무인기에 우선 적용하여 관련된 기술을 확보함으로써 추후 군용 항공기 및 민간 항공기에 적용하기 위한 기술 기반을 마련할 수 있음. ㅇ 에어버스 항공사는 구조건전성 센싱 개발에 대한 로드맵을 발표하고, 운행 중 부품 성능 검증기술 (Generation 2) 과 부품제조 시 복합재와 일체화시킨 센서 기술 (Generation 3)을 현재 개발 중임. 따라서, 국내 항공기관련 복합소재산업의 활성화와 센싱기술 고도화를 위해서는 국내 독자원천기술개발이 필요한 시점임.
3. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3개년 (1차년 13개월, 총 사업기간 37개월) ㅇ 정부출연금 : ‘16년 17억원 이내(총 정부출연금 32억원 이내) ㅇ 주관기관 : 비영리기관, 중견·중소기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2016-항공부품-지정공모-02

기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형(√ ), 혁신제품형( )

항공/우주시스템

고정익/회전익 항공기 기체

품목명

마이크로웨이브 성형법을 이용한 탄소섬유 열가소성 복합재 경항공기 일체형 수평꼬리날개 개발(TRL : [시작] 3단계~[종료] 6단계)

1. 개념 및 범위

□ 개념

ㅇ 열가소성 수지가 함침된 탄소섬유 프리프레그를 사용하여 섬유자동적층기술(automated fiber placement)및 후 공정인 마이크로웨이브(microwave) 성형공법을 적용하여 열가소성 복합재 항공기 부품을 제작 시, 기존 공정시간 대비 80% 이상 단축시켜 구조물 제작 단가를 혁신적으로 낮출 수 있는 첨단 기술임

□ 개발내용

ㅇ 마이크로웨이브 성형법을 이용한 탄소섬유 열가소성 복합재 경항공기  일체형 수평꼬리날개 개발

- 탄소섬유 열가소성 복합재 경항공기 수평꼬리날개* 제작기술 개발

‧ 열가소성 탄소섬유 프리프레그 테이프 자동적층 CAD 프로그래밍 기술 개발

‧ 자동적층을 위한 공정 파라미터 최적화 기술 개발

‧ 마이크로웨이브(microwave) 성형을 위한 금형 재료 선정/설계/최적화 기술 개발

‧ Plastic welding/bonding 기술 개발

‧ 일체형 복합재 구조물 설계기술 개발

‧ 복합재 특성 평가기술 개발

* 경항공기 수평꼬리날개 부분품(Span 1.5m, Chord 0.6m, Spar 2Rib 구성) 제작

ㅇ 목표수준

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성 목표	국내 최고수준	세계 최고수준	인증기준 준수사항	기준설정 근거
1	복합재 인장강도(0˚)	Mpa	2,060이상	-	2,060	2,060	ASTM D3039
2	복합재 인장강도(90˚)	Mpa	78이상	-	78	78
3	복합재 압축강도(0˚)	Mpa	1,100이상	-	1,100	1,100	ASTM D6641
4	복합재 압축강도(90˚)	Mpa	196이상	-	196	196
5	복합재 면내전단강도	Mpa	157이상	-	157	157	ASTM D3846
6	구성품 정적시험	-	합격	-	합격	-	설계하중150%

2. 지원 필요성

ㅇ 열경화성 복합재는 낮은 파괴 인성과 손상 허용 값을 가지고 재 성형이 불가하여 긴 성형시간과 높은 생산비용이 드는 오토클레이브 공법 대체 기술로 부상하고 있음

ㅇ 항공기용 구조물 제조기술의 독자개발을 통하여 전 세계적으로 소수 선진 업체에서 독점하는 항공기 시장 진입 및 산업 경쟁력 증대 기대

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 4개년 (1차년도 사업기간 : 13개월, 총 사업기간 : 49개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘16년 7억원 이내(총 정부출연금 18억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리기관

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호	2016-항공우주부품-품목지정-06			기술분류	중분류Ⅰ	중분류Ⅱ
과제성격	원천기술형( ), 혁신제품형(√)				항공/우주시스템	고정익/회전익 항공기 기계 시스템
품목명		SRM(Standard Reference Material)이 적용된 고속회전 임펠러를 이용한 항공기용 에어컨 및 환경시스템개발 (TRL : [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)
1. 개념 및 범위
□ 개념 ㅇ 고속 회전하는 임펠러에 의해 공기를 압축 및 팽창시켜 이때 수반되는 공기 중의 열의 발열과 흡입 작용을 이용하여 공기를 냉각하는 방식의 에어컨 시스템으로 공기압축기모듈, 열교환기, 공기 냉각팬 및 공기덕트와 제어기로 구성 □ 개발내용 ㅇ SRM이 적용된 고속회전 임펠러를 이용한 항공기용 에어컨 개발/환경시스템개발 - 고속 임펠러에 의한 팽창과정에서 발생하는 공기 냉각효과에 의한 냉방효과를 가지는 공기 냉각시스템 개발 - SRM이 적용된 공기압축기모듈, 고온공기냉각을 위한 열교환기와 냉각팬, 공기의 유로를 위한 공기 덕트와 시스템의 효율적인 제어를 위한 제어기의 설계 및 제작 기술 확보 및 시제품 제작
2. 지원 필요성
ㅇ 에어컨은 크게 수송기계용 에어컨, 룸에어컨, 패키지에어컨으로 나뉘며 수송기계용 에어컨시스템의 중추 분야라 할 수 있는 일반차량용 에어컨시스템은 일본의 덴소, 한국의 한라비스테온공조가 세계시장의 약 40%를 점유하고 있으며, 기타 업체가 나머지 시장을 나눠 갖는 독과정 형태로 되어 있어 일반 공조시스템업체가 진입하기에는 장벽이 매우 높음 ㅇ 특장차량과 항공기 분야와 같은 특수 수송기계용 에어컨시스템은 틈새시장으로서 기술적 차별화와 브랜드인지도만 확보한다면 영역을 확대 가능 ㅇ 지구온난화에 따른 이상고온 현상으로 비교적 한랭지에 속하는 동유럽, 북미, 캐나다 등 특수차량 및 항공기에도 초기 제조시의 에어컨시스템 장착이 늘어나고 있는 상황에서 기존 항공기 등에 사용하던 Vapor Cycle System(냉매증기사이클시스템)을 대신하여 소형화, 경량화를 실현함으로써 항공기 기체 및 시스템에 미치는 부하를 최소화할 수 있는 Air Cycle System(공기사이클시스템)을 적용한 에어컨시스템을 개발함으로써 성장일로에 있는 수송기계 및 항공기용 에어컨 시장에서 기술 경쟁력 및 새로운 시장 확보가 시급한 상황임
3. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 3개년 (1차년 13개월, 총 사업기간 37개월) ㅇ 정부출연금 : ‘16년 7억원 이내(총 정부출연금 15억원 이내) ㅇ 주관기관 : 중견·중소기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2016-항공부품-지정공모-03

기술분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형(√), 혁신제품형( )

항공/우주시스템

고정익/회전익 항공기 기계 시스템

품목명

가변 댐퍼력을 갖는 1,500lb(680kg)급 지능형 완충장치 기술 개발

(TRL : [시작] 4단계~[종료] 7단계)

1. 개념 및 범위

□ 개념

ㅇ 완충장치는 원시적인 형태의 착륙장치의 한계를 극복하고자 착륙시 지면과의 반력에 의한 착륙장치 및 동체로 전달되는 하중을 감소시키기 위하여 도입된 장치로, 항공기의 대형화 추세에 따라 플랫폼 경량화 및 효율 증대가 우선시됨에 따라 최근 반능동제어 완충장치가 각광을 받고 있음

- MR(Magneto-Rheological Fluid)유체 완충장치는 반능동제어 완충장치로, 자기장에 반응하여 유체 점성이 변화되는 특성을 이용하고자 기존 피스톤의 오리피스 주위에 전자석을 설치한 형태임

□ 개발내용

ㅇ 가변 댐퍼력을 갖는 1,500lb(680kg)급 지능형 완충장치 기술 개발

- 지능형 완충장치 설계/해석 기술 개발

‧ MR유체 완충장치/전자석 제어장치/제어 알고리즘 설계

‧ MR유체 유동해석 및 전자석 자기장 해석

- 지능형 완충장치 제작/조립기술 개발

‧ MR유체 완충장치 구성품/전자석 제어장치 제작 및 조립

‧ 제어기 모듈(H/W) 소형‧안정화 제작

- 성능 시뮬레이션 및 시험평가 기술 개발

‧ MR유체 완충장치 특성분석 및 신뢰성‧검증시험/반능동형 착륙장치 낙하시험

ㅇ 목표수준

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성 목표	국내 최고수준	세계 최고수준	인증기준 준수사항	기준설정 근거
1	중량(휠 제외)	kg	22kg	20 kg*	20 kg (미국 /Goodrich)*	22kg	중량측정시험
2	누유시험	hours	24 hours **	24 hours	24 hours (미국/ Goodrich)	24 hours**	누유시험
3	내압시험	분	15 분***	15 분	15 분 (미국 /Goodrich)	15 분***	내압시험
4	완충성능시험	-	정상작동	-	-	정상작동	MIL-T-6053
5	낙하시험	-	정상작동	-	-	정상작동
6	하강속도(정상착륙)	m/s	3.05 m/s 정상작동	3.05 m/s	3.05 m/s (미국 /Goodrich)	3.05 m/s 정상작동	FAR 23.725

* 유공압 완충장치, **  No Leakage /Loss ***No Leakage /Yield/영구변형

2. 지원 필요성

ㅇ MR유체 응용기술은 상용화되어 여러 분야에 활용 중이나 항공분야에서는 선진국에서도 상용화하지 못하여, 기술선점을 위해서는 장기적으로 고도의 안전성 및 신뢰성 검증을 위한 연구지원 필요함

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5개년 (1차년도 사업기간 : 13개월, 총 사업기간 : 61개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘16년 10억원 이내(총 정부출연금 33억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리기관, 중견·중소기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수