Study on the Thermal Radiation Performance of the Multi-functional Structure Made of the Carbon Fiber Composite Material

The design strategy of the multi-functional structure is that the electrical components and the circuits are directly put on their supporting structural panel in which the radiation shields and the thermal control functions are integrated. Applying the multi-functional structure reduces the total mass and size of the space system and makes it possible to lower launch cost. In present study the performance of thermal radiation for six types of multi-functional structure are investigated by the numerical method. The effect of the rib configuration on heat transfer for the multi-functional-structure is not important alone but is meaningful considering with the structural stiffness, difficulty of manufacturing and mass increase. In heat spreading point of view, the thickness of the outer conductive layer is important rather than the rib configuration and the trade-off study with the mass and thickness is required for optimum design.

탄소섬유 복합재를 이용한 위성용 다기능 구조체의 방열성능 분석

다기능 구조체는 전자장비, 열제어 부품, 우주복사 차폐물 및 지지구조물이 하나의 시스템으로 통합된 구조적 결합체로써, 위성 및 행성탐사선 모듈의 소형화/경량화를 달성하여 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 매우 중요한 첨단 모듈이다. 본 연구에서는 구조적인 강도를 고려하여 설계된 다기능 구조체의 6가지 형상에 대하여 방열성능을 수치해석적인 방법으로 검토하였다. 다기능 구조체의 rib 형상이 방열판 내 전열효과에 미치는 영향은 열전도 측면만을 고려하는 것은 의미가 없으며, 구조적인 강성, 제작의 난점, 무게 등을 모두 고려하여야 하고, 전열 측면에서는 rib의 형상보다 면재 외부층의 두께와 무게에 대한 trade-off를 통하여 최적화하는 것이 일반적으로 유효하다고 판단된다.