인공위성 반작용휠의 미소진동 측정 및 분석

In this paper, we briefly introduce the micro-vibration test bench of KARI and the test and analysis method of RWA(Reaction Wheel Assembly) micro-vibration. The micro-vibration of RWA is measured on a KISTLER dynamic plate which can measure the time signal of 6 DOF simultaneously up to 400Hz. Measured data are extensively evaluated with respect to the wheel spin rate to identify the complicate wheel dynamic characteristics, and the static/dynamic unbalances are estimated from the extracted first harmonic component as a part of evaluation process. The estimated static and dynamic unbalances. 0.79gcm and 17.4gcm² respectively. The structural resonance mode and two rocking modes observed as a results of its frequency analysis. Several higher order harmonic components observed, which come from its rotor shape as well as the wheel bearing characteristics.

본 논문에서는 인공위성 반작용휠의 미소진동 측정을 위한 테스트 장비와 이를 이용하여 실측한 반작용휠의 미소진동을 측정 및 분석 결과를 소개한다. 위성의 미소진동은 KISTLER dynamic platform 이라는 400Hz 이내의 3축의 힘과 3축의 토크를 동시에 측정할 수 있는 장비에 의해 측정되며 측정된 데이터는 회전 속도에 따라 3차원 주파수 분석, order tracking 등의 방법을 이용하여 분석된다. 반작용휠의 미소진동 분석 결과, 회전 속도와 비례하는 일차 성분 외에 고차 조화 성분, 구조 진동 성분, 회전 속도에 따라 고유진동수가 변하는 rocking 모드 성분 등을 관찰할 수 있었으며, 휠의 정적 및 동적 불균형은 각각 0.79gcm과 17.4gcm²으로 나타났다. 이러한 다양한 진동 성분들은 회전체의 특성, 구조물의 특성 및 베어링의 영향으로 기인한다.