Journal of Aerospace System Engineering (항공우주시스템공학회지)

The Society for Aerospace System Engineering (항공우주시스템공학회)
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Development of Laminated Blade Based Shock Absorber Using Viscoelastic Adhesive Tape

점탄성 테이프를 적용한 적층형 블레이드 기반 충격저감장치

  • Jae-Seop Choi (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Yeon-Hyeok Park (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Hyun-Ung Oh (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University)
  • 최재섭 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과) ;
  • 박연혁 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과) ;
  • 오현웅 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과)
  • Received : 2022.04.26
  • Accepted : 2022.11.01
  • Published : 2023.04.30
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Abstract

Pyrotechnic separation devices have been widely used as holding and release mechanism for deployable appendage. However, pyro-shock can cause temporal or permanent damage on shock sensitive components such as electronics, mechanism, and brittle components. This study proposed a low-stiffness blade based passive shock absorber using a multi-layered stiffener laminated with viscoelastic acrylic tapes for reducing transmitted pyro-shock upon explosion of pyrotechnic separation devices. The multi-layered structure with viscoelastic tape has high-damping characteristics to effectively secure structural integrity of low-stiffness blades under the launch environment. The design effectiveness was verified through a shock test by dropping a pendulum. The structural integrity of the shock absorber under a launch environment was evaluated through structural analysis under load conditions with a deployable payload.

일반적으로 발사체의 페어링, 위성체 및 단 분리와 더불어 위성체의 전개형 구조물 분리 시 높은 신뢰도의 화약폭발 기반 파이로 분리장치가 주로 적용되고 있다. 이로부터 발생되는 파이로 충격은 짧은 시간에 높은 진폭의 하중이 발생함으로써, 위성 전장품 등 주요 탑재장비에 일시적 또는 영구적 손상을 유발하여 임무 실패를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 파이로 구속분리장치의 폭발 시 전달되는 충격하중 저감을 목적으로 저강성 블레이드 기반 충격저감장치를 제안하였다. 설계의 주안점은 저강성 블레이드 적용에 따라 발사진동환경 하 구조건전성 확보에 취약한 문제점을 해결하기 위해 고댐핑 특성 구현이 가능하도록 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조를 적용함에 있다. 상기 충격저감장치의 설계 유효성은 낙하추를 이용한 충격시험을 통해 입증하였으며, 발사진동환경 하 구조건전성은 전개형 구조물 모사 모델을 적용한 하중조건에서의 구조해석을 통해 평가를 수행하였다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 항공우주시스템공학회 주최 제3회 전국 대학생 캡스톤 디자인 경진대회에서 LIG넥스원(주) 캡스톤디자인상 수상작입니다.

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