미 육군 고고도 ( 성층권 ) 비행선 개발 프로그램 - ARIC _ 항공 우주 연구 정보 센터 - 에어 크래프트 
 2009 . 08 . 31 08 : 19 	 조회 수 : 20288 
 미 육군 의 우주 미사일 방어 사령부 와 육군 전략 사령부 는 고고 도 비행선 HAA ( High Altitude Airship ) 와 하이 센티넬 ( HiSentinel ) 이 라는 두 개 의 비행선 개발 프로그램 을 진행 하 고 있 다 . 이것 은 모두 태양 전기 를 이용 한 장기 체공 을 특징 으로 하 는 성층권 비행선 이 다 . 
 HAA 프로그램 의 최종 목표 는 2000 - 4000 파운드 에 걸친 대형 임무 장비 를 싣 고 6 만 피트 이상 상공 에서 수개월 간 운용 할 수 있 는 비행선 개발 을 위한 것 이 다 . HAA 프로그램 하 에서 에서 현재 기술 실증 을 위해 개발 중 인 것 은 고고 도 장 기체 공실 증기 HALE - D ( High Altitude Long Endurance Demonstrator ) 이 다 . HALE - D 의 목표 는 HAA 최종목 표 를 향한 단계 로서 80 파운드 까지 의 장비 를 싣 고 150 와트 의 전력 을 제공 하 여 6 만 피트 에서 2 주간 제어 비행 할 수 있 는 기술 을 실증 하 는 데 있 다 . 
 ↖ 미 육군 은 고고도 ( 성층권 ) 비행선 개발 을 위해 HAA ( High Altitude Airship ) 과 HiSentinel 프로그램 을 진행 하 고 있 다 . 
 HiSentinel 프로그램 목표 는 20 - 200 파운드 정도 의 비교 적 가벼운 페이로드 를 탑재 하 고 최대 한 달 이상 고고도 에서 운용 할 수 있 는 저 비용 시스템 을 개발 하 려는 것 이 다 . 현재 20 파운드 급 을 탑재 할 수 있 는 HiSentinel 20 성층권 비행선 이 2005 년 11 월 에 기술 실증 을 잘 수행 한 상태 고 50 파운드 페이로드 탑재 능력 을 가진 179 피트 길이 의 HiSentinel 50 의 경우 도 2008 년 6 월 에 65 , 700 피트 에서 50 와트 의 전력 을 공급 하 면서 하루 이상 비행 한 실증 능력 을 보인 바 있 다 . HiSentinel 80 의 경우 도 2009 년 가을 기술 실증 비행 예정 에 있 다 . 
 고고 도 성층권 비행선 은 추진 및 비행 조종 시스템 을 갖춘 비행 플랫 폼 으로서 6 만 피트 고도 이상 영역 에서 의 비행선 설계 와 운용 은 저고 도 비행선 과 는 많이 다른 상당 한 기술 적 도전 이 요구 된다 . HAA , HiSentinel 프로그램 은 위성 에 비해 저 비용 시스템 으로서 무인 비계 류 ( non - tethered ) , 태양 구동 방식 을 통해 한 달 이상 의 체공 능력 을 가지 면서 다양 한 통신 및 센서 장비 를 탑재 하 여 네트 워 트 중심 전장 환경 하 에서 의 신속 한 통신 중계 등 군사 적 활용 에 이 점 이 있 다 . HAA 개발 팀 은 비행선 제작 에 록히드 마틴 사 를 중심 으로 Akron , OH , COLSA 사 가 참여 하 고 있 다 . HiSentinel 개발 팀 은 비행선 제작 및 텔레 메트리 , 비행 제 어 , 추진 및 동력 시스템 을 맡 은 SwRI ( Southwest Research Institute ) 사 를 주축 으로 Aerostar International 사 , COLSA 사 가 참여 하 고 있 다 . 
 HAA 프로그램 은 2003 년 에 첨단 개념 기술 실증 프로그램 의 하나 로서 시작 되 었 는데 2008 년 에 주관 기관 이 미사일 방어국 ( MDA ) 에서 미 육군 우주 미사일 방어 사령부 로 이전 되 어 고고 도 장기 체공 실증 기 프로그램 인 HALE - D 가 현재 진행 되 고 있 다 . HALE - D 비행선 기낭 은 록히드 마틴 사 가 개발 한 첨단 의 경량 복합 재로 조직 되 며 체적 은 500 , 000 평방 피트 이 다 . 헬륨 가스 로 팽창 된 HALE - D 기낭 은 다양 한 비행선 서브시스템 과 임무 장비 를 부착 하 는 구조물 역할 을 제공 하 며 항력 을 최소 화 하 면서 안정 적 인 비행 을 위한 공기 역학 적 형상 을 가지 고 있 다 . 길이 는 240 피트 , 직경 70 피트 크기 이 고 전체 중량 은 약 3 천 파운드 이 다 . 전력 시스템 으로 는 비행선 선체 상단 에 주 전력 원인 태양 광전지 판넬 들 이 부착 된다 . 각 태양 판넬 에 는 박막 의 실리콘 태양 전지 들 이 배열 되 어 있 는데 서브시스템 및 페이로드 공급 용 전기 를 발생 한다 . 또한 야간 운영 을 위해 리튬 - 이온 배터리 에 저장 된다 . 태양 전 지판 에서 발생 된 전력 의 공급 과 분산 을 위한 PCDU ( Power Control and Distribution Unit ) 가 장착 되 어 있 다 . 이러 한 태양 전기 재생 및 제 어 기술 은 비행선 의 장기간 체공 을 위한 핵심 기술 이 다 . 추진 시스템 으로 는 두 개 의 전기 모터 가 사용 된다 . 성층권 환경 의 혹독 한 환경 하 에서 의 전기 모터 신뢰 성 을 위해 록히드 마틴 사 의 열 - 고 도 챔버 에서 전기 모터 성능 이 잘 입증 되 었 다 . 이 외 에 도 비행선 에 는 여러 서브시스템 이 포함 되 는데 이 중 VMS ( Vehicle Monitoring System ) 시스템 은 비행선 전체 에 분산 배치 된 센서 들 을 통해 , 비행 제 어 , 전압 , 온도 , 압력 , 구조 적 변위 등등 비행선 의 모든 비행 상태 를 파악 하 는 시스템 이 다 . 그리고 선내 압력 조절 을 위해 에어 블로 우어 ( air blower ) 공기 밸브 , 헬륨 밸브 등 으로 구성 된 압력 화 서브시스템 이 포함 된다 . 이러 한 모든 시스템 장비 들 은 성층 권 환경 으로 모사 된 지상 챔버 에서 충분 한 시험 을 거치 고 있 으며 HALE - D 의 최종 시스템 통합 및 기능 테스트 는 오하 이오 의 Akron 사 에 있 는 길 이 1164 피트 , 높이 180 피트 의 에어 도 크 ( Airdock ) 에서 2009 년 여름 부터 시작 될 예정 이 다 . 
 HiSentinel 
 HiSentinel 은 전투기 에 지속 적 인 통신 및 ISR 능력 을 제공 하 려는 고고 도 비행선 개발 프로그램 이 다 . 첫 번 째 비행 은 2005 년 11 월 에 20 파운드 페이로드 를 실 은 HiSentinel 20 을 통해 7 만 4 천 피트 고도 에서 5 시간 동안 의 실증 비행 이 있 었 다 . 두 번 째 비행 으로서 HiSentinel 50 은 2008 년 6 월 에 있 었 는데 하루 이상 의 통신 중계 와 고해상도 카메라 를 통해 군사 적 활용 가능 성 을 실증 하 였 다 . 
 ↖ 6 만 5 천 피트 이상 상공 에서 50 파운드 페이로드 를 탑재 하 였 던 HiSentinel 50 비행선 기술 실증 이 2008 년 6 월 진행 되 었 다 . 
 HiSentinel 50 은 체적 165 , 600 평방 피트 , 길 이 178 . 7 피트 , 직경 39 . 7 피트 크기 이 고 페이로드 중량 50 파운드 , 헬륨 가스 무게 146 파운드 를 포함 해 전체 비행선 중량 이 933 파운드 이 며 비행 고도 는 66 , 300 피트 였 고 평균 순항 속도 는 20 노트 였 다 . 추진 시스템 은 하나 의 직류 모터 를 통해 블레이드 두 개 를 가진 탄소 복합제 푸 셔 타입 프로펠러 를 작동 시킨다 . 이 프로펠러 의 지상 테스트 는 커클랜드 공군기지 열고 도 챔버 에서 6 만 5 천 피트 상공 에서 의 지구 대기 조건 인 40 ~ 42 밀리바 공기압 에서 온도 범위 - 55 ° ~ 60 ° 내 에서 진행 되 었었 다 . 위 의 두 차례 비행 이후 세 번 째 로서 80 파운드 페이로드 를 탑재 하 게 될 HiSentinel 80 실증 비행 이 2009 년 가을 에 예정 되 어 있 는데 길 이 197 피트 , 직경 45 피트 , 241 . 125 평방 피트 로서 이전 보다 더 커졌으며 고도 는 24 시간 이상 66 , 800 피트 고도 에서 비행 될 것 이 다 . HiSentinel 80 목표 는 HiSentinel 20 과 50 비행 에서 얻 은 교훈 을 바탕 으로 보다 큰 페이로드 탑재 능력 을 가진 성층권 비행선 에 대한 기술 구현 가능 성 과 군사 적 활용 성 을 입증 하 는 것 이 다 . 
 **** 출처 **** 
 - 18 th AIAA Lighter - Than - Air Systems Technology Conference 
 " The High Altitude Lighter Than Air Airship Efforts at the US Army " AIAA 2009 - 2852 를 토대 로 일부 번역 한 것 임 을 밝혀 둡니다 . 
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