파이로작동기구 성능평가를 위한 해석모델 연구

A Study on Analytical Approach for Performance Evaluation of Pyrotechnically Actuated Device

파이로 작동기구(PAD)는 고에너지 재료를 원격으로 폭발시켜 기구를 작동시키는 부품으로서 지금까지 이에 대한 설계는 주로 경험에 의해 이뤄졌다. 본 연구에서는 PAD의 작동 메커니즘을 해석적으로 모델링하는 효과적 방법을 개발하고 이를 설계에 활용하고자 한다. 해석모델은 서로 다른 해석특성을 가지는 세가지 순차적 스텝으로 구성되며 이들을 연계하여 통합 해석을 수행한다. 첫째 스텝은 작동기에서의 폭발 및 이로 인한 생성된 압력거동 해석, 둘째는 이러한 압력에 의해 피스톤을 작은 구멍 속으로 밀어넣는 압착거동 해석, 셋째는 피스톤 끝단에 있는 커터에 의해 박막을 관통하는 해석이며, 이로 인해 최종적으로 박막이 절개되면서 소기의 임무를 완성하게 된다. 본 발표에서는 이에 대한 개략적 소개와 일부 진행된 선행연구 결과를 소개한다.

A pyrotechnic actuated device (PAD) is a component that delivers high power in remote environments by combustion of a self-contained energy source. Historically, the design of these devices has been largely empirical and considered to be an art. In this study, an overview for developing an analytical model is introduced that efficiently evaluates performance of PAD. The model is integrated by three parts of different disciplines that are coupled in sequence with each other. First is the solid explosive burning to form product gas within an actuator and transport to an expansion chamber. Second is the insertion of initially tapered piston into a small hole by gas pressure in the chamber. Third is the shear cutting of the diaphragm from the piston to enable gas flow into the conduit. Some results of preliminary study for each of three parts are introduced in the presentation.