Pyroshock and Vibration Isolation using SMA Mesh Washer Isolator

In general, pyroshock is generated from the actuation of separation devices for several stage, fairing, and satellite separation in the flight of a launch vehicle. During these events, transient vibration phenomenon called pyroshock, which shows large acceleration in the high frequency range, occurs and it can result in the malfunction of electronic components which is equipped inside the launch vehicle or satellite. In this paper, mesh washer isolators made out of SMA were introduced for the isolation of pyroshock. One type of isolator primarily used pseudoelastic characteristics of SMA and the other type of isolator used shape memory effect of SMA. For the study of basic load-displacement relationship of each SMA isolator, compressive loading tests were performed and the results showed the capability of the isolator itself. Pyroshock isolation tests were followed and verified the outstanding isolation performance of isolator. In addition, random vibration tests were also performed and checked the dynamic characteristics of each SMA isolator.

형상기억합금 메쉬 와셔 절연계의 파이로 충격 및 진동 절연 시험

우주 발사체의 비행 중에 파이로 충격은 일반적으로 여러 단 분리, 페어링 분리, 그리고 위성 분리 시 화약을 이용한 분리 장치의 작동에 의해 발생하게 된다. 이러한 분리 이벤트 시 고주파 영역까지 큰 가속도가 유발되는 천이 진동 현상이 유발되어 위성 또는 발사체의 전자 장비가 비정상적인 기능을 보일 수 있다. 본 논문에서는 이러한 파이로 충격 절연을 위해 형상기억합금 소재를 적용하여 두 종류의 메쉬 와셔 절연계를 소개하였다. 한 종류는 형상기억합금의 의탄성 효과를 주로 이용하였고 다른 한 종류는 형상기억효과를 주로 이용하였다. 형상기억합금 절연계의 기본적인 하중-변위 선도를 파악하기 위해 압축 시험을 수행하였고 그 결과로 절연 가능성을 확인하였다. 파이로 충격 절연 시험을 수행하여 형상기억합금 절연계의 절연 성능이 뛰어남을 확인하였으며 추가로 랜덤 진동 시험을 통해 각 절연계의 동특성을 살펴보았다.