항공우주시스템공학회지 (Journal of Aerospace System Engineering)

  • 제17권2호
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  • Pages.94-102
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  • 2023
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  • 1976-6300(pISSN)
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  • 2508-7150(eISSN)
항공우주시스템공학회 (The Society for Aerospace System Engineering)
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큐브위성용 포고핀 기반 열선절단 분리장치의 열적 거동 분석 및 검증

Numerical and Experimental Thermal Validation on Pogo-pin based Wire Cutting Mechanism for CubeSat Applications

  • 손민영 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과) ;
  • 채봉건 ((주)스텝랩) ;
  • 오현웅 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과)
  • Min-Young Son (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Bong-Geon Chae (STEP Lab. Ltd) ;
  • Hyun-Ung Oh (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University)
  • 투고 : 2022.09.16
  • 심사 : 2023.01.02
  • 발행 : 2023.04.30
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초록

큐브위성용 태양전지판 분리장치는 열선 또는 저항소자의 발열로 나일론선을 절단하여 구조물의 구속을 해제하는 나일론선 절단방식 구속분리장치가 주로 적용되고 있다. 일반적으로 태양전지판 조립체의 발사하중을 고려한 구조해석을 수행하여 구속분리장치의 설계가 이루어지고 있으나, 발사 이후 궤도 열환경에 대한 구속분리장치의 열적 검토 및 분석사례는 전무한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 현재 개발중인 큐브위성 STEP Cube Lab-II에 적용되는 나일론선 절단 기반 구속분리장치의 열적 안정성 평가를 수행하고자 한다. 위성이 POD (Picosatellite Orbital Deployer)에서 사출되고 태양전지판이 전개되기까지의 분리장치 온도 분포를 검토하여 분리장치의 허용온도 범위 내에서 안정적인 구속 분리가 될 수 있도록 분리장치에 대한 궤도 열해석을 수행하였다. 또한, 열해석 결과를 기반으로 열진공시험을 수행하여 분리장치의 설계를 검증하였다.

A nylon wire holding and release mechanism (HRM) has been widely used for deployable applications of CubeSat owing to its simplicity and low cost. In general, structural safety of solar panel with an HRM has been designed by performing structural analysis under a launch environment. However, previous studies have not performed thermal analysis for HRM in an on-orbit environment. In this study, Launch and Early Orbit Phase (LEOP) thermal analysis was performed to evaluate thermal stability of the mechanism in the orbital thermal environment of the pogo pin-based HRM applied to CubeSat. In addition, the effectiveness of the thermal design and performance of the pogo pin-based HRM were verified through a thermal vacuum test.

키워드

과제정보

본 연구는 과학기술정보통신부 주최 한국항공우주연구원 주관 2019 큐브위성경연대회의 일환으로 수행되었으며, 이에 관계 기관의 지원에 감사를 드립니다.

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