• 항공우주산업기술동향
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• 제8권1호
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• pp.55-61
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• 2010

우주환경은 고진공 환경과 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로, 위성체는 지상에서 발사되어 우주궤도에 진입한 순간부터 이러한 우주환경에 노출되어 위성체의 주요부품에 기능장애가 발생하고 결국 임무의 실패로 이어지기도 한다. 따라서 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 한다. 한국항공우주연구원에서는 정지궤도 위성과 같은 대형 위성체의 시험을 위해 ${\phi}8m{\times}L10m $급의 대형열진공챔버를 국산화 제작하였다. 대형챔버 내부에서 우주환경시험을 수행하기 위해서는 각종 EGSE cable의 연결, MLI 도포 및 대형 챔버 내부에 대한 접근이 필요하다. 대형열진공챔버는 위성체의 크기에 비해 매우 큰 진공용기로 실제 작업시 위성체에의 접근이 용이하지 않다. 이에 대형열진공챔버 내부에서 위성체 및 챔버 내부 접근의 용이성을 제공하는 전용 치구의 필요성이 대두되어 이를 설계하고자 하며, 본 논문은 access fixture라 불리는 전용치구의 설계 과정에 대해 설명한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.125-134
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• 2022

세계 우주 기관들로 조직된 국제 우주탐사 협력 그룹이 발간하는 글로벌 우주탐사 로드맵에서는 미래 달 탐사 방향과 달 자원 활용을 위한 거주 계획을 반영하는 등 달은 심우주 탐사를 위한 전초기지로 주목받고 있다. 따라서 달 행성 지반 환경 재현 인프라 기술은 미래 달 지상 탐사를 위해 필요한 다양한 장비들의 성능검증에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 달 착륙 및 기지 건설 후보지인 달 남극 영구음영지역의 고진공 및 극저온 지상 환경을 재현하고자 하였다. 현재까지 달 지상 환경 재현을 위한 효율적 장비 운용 프로세스는 제시되지 못한 실정으로, 본 연구에서는 파일럿 지반열진공챔버에 인공월면 지반을 조성한 뒤 다양한 진공 환경에 대해 일방향 지반냉각 실험을 진행하고 이를 평가하였다. 냉각효율 및 장비 안정성 측면에서 가장 유리한 진공 환경은 30-80 mbar인 것으로 파악되었으나, 고진공 환경에서 얼음이 승화되지 않기 위한 극저온의 온도를 구현하기 위해서는 주변부 냉각이 추가적으로 요구되었다. 이를 위해 본 연구에서는 동결비 개념을 적용해 효율적인 주변부 냉각 가동 시점을 제안하였다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.57-65
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• 2005

정지궤도위성과 같은 차세대 대형위성의 우주궤도환경 모사를 위해 한국항공우주연구원은 유효직경 Φ8m, 유효길이 L10m의 대형 열진공챔버를 구축해오고 있다. 우주환경은 고진공 환경이며 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어진다. 가혹한 우주환경에 의해서 위성체의 주요부품에 기능장애가 초래되기도 하고 이는 결국 임무의 실패로 이어지기도 한다. 위와 같은 이유들로 인하여 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. 본 논문에서는 대형 열진공 챔버를 효율적이고, 안정적으로 구동을 위한 모든 제어로직이 포함되어 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.493-498
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• 2016

본 연구에서는 영하 $163^{\circ}C$의 극저온 환경에서 저장되는 액화천연가스 운반선 방열시스템에 적용되는 폴리우레탄 폼 단열재의 기계적 강도를 향상시키기 위한 연구의 일환으로 폴리우레탄 폼 합성 시 산화그래핀을 첨가한 산화그래핀-폴리우레탄폼을 개발하였다. 우선 Hummers 방법을 이용하여 산화그래핀을 합성하였으며, 폴리올과 이소시아네이트의 중합반응 시 산화그래핀의 중량비를 다르게 첨가하여 산화그래핀-폴리우레탄 폼 벌크를 제작하였다. 미세구조 분석을 통해 산화그래핀의 양에 의존한 산화그래핀-폴리우레탄 폼의 셀 안정성에 대해 분석 하였으며, 이와 동시에 산화그래핀이 폴리우레탄 폼 셀에 미치는 영향에 대해 분석하고자 하였다. 또한, 기계적 강도를 계측하기 위해 극저온용 챔버를 탑재한 만능재료시험기의 온도를 제어하여 상온 및 영하 $163^{\circ}C$의 극저온 환경에서 압축시험을 수행하여 기계적 거동 및 파손 특성에 대해 규명하였다. 시험 결과 산화그래핀의 양이 증가 할수록 기계적 강도는 향상되지만, 일정량 이상이 되면 셀형성을 방해하여 셀 구조의 안정성이 저하되고 기계적 강도 또한 저하되는 현상을 관찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.103.2-103.2
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• 2015

10-3 Pa 이하의 고진공 환경과 $180^{\circ}C$ 이하의 극저온 환경에서 대형정지궤도위성의 고온 열평형 환경구현을 위한 열제어패널이 설계되었다. 열제어패널은 가로 2.2 m, 세로 2.6 m, 두께 2 mm의 구리판에 구리 튜브가 브레이징되어 있는 형태로 설계되었으며, 지상에서 6 m 이상의 높이에 설치되고 위성의 위치에 따라 이동이 가능해야 하기 때문에, 별도의 지지 구조물이 함께 설계되었다. 따라서, 열제어패널 설치 및 고정을 위한 지지구조물의 경우 160 kg의 무게를 견뎌내야 하며 이동 및 설치에 있어 구조적인 안전성이 확보 되어야 한다. 이에 본 연구에서는 상용유한요소해석 프로그램을 사용하여 열평형시험 시 위성체 상단부의 고온 환경모사를 위한 열제어패널 지지구조물에 대한 구조 안전성을 확인 하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.95-95
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• 2003

점차 정밀화 및 대형화되고 있는 통신위성의 운영 우주환경은 고진공 환경이며 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어진다. 위성체는 지상에서 발사되어 우주궤도에 진입한 순간부터는 계속해서 우주환경에 노출되며 이러한 가혹한 우주환경에 의해서 위성체의 주요부품에 기능장애가 초래되기도 하고 이는 결국 임무의 실패로 이어지도 한다. 즉 우주환경은 지상 환경과는 판이하게 다르기 때문에 지상에서는 제대로 작동하는 것으로 관찰되는 위성체가 우주환경에서는 예상하지 못한 기능장애를 보이기도 하고 이는 때때로 임무성공에 치명적인 영향을 미치기도 한다. 위와 같은 이유들로 인하여 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사 할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. 본 논문에서는 정지궤도 위성과 같은 대형 위성체의 우주환경 모사에 필요한 대형 열진공 챔버의 설계에 필요한 요소들을 살펴보고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.326-326
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• 2010

우주환경에서 임무를 수행하는 인공위성의 경우, 조립, 시험, 운용시점까지 위성 표면에 흡착되는 오염물질을 최소화하기 위하여 전 기간 동안 세심한 주의를 기울여야 한다. 위성표면에 흡착된 미세한 오염물질은, 고진공 및 고온, 극저온이 반복되는 가혹한 우주환경 속에서 위성의 성능저하 및 효율의 손실을 가져올 수 있다. 예를 들어 위성 표면에 떨어진 입자오염은 별 추적 장치의 오류를 발생시킴에 따른 위성 자세제어의 실패를 가져올 수도 있고, 표면에 흡착된 분자 오염은 렌즈, 미러, 윈도우 등의 광학기기 및 주요 민감 표면에 작용하여 광학적 특성과 열제어 성능의 저하를 가져올 수 있다. 위성의 조립 및 시험을 관장하는 한국항공우주연구원에서는 위성의 오염물질에 대한 노출을 최소화하기 위해, 오염측정이 이루어지는 청정실을 운용하고 있는데, 본 논문에서는 청정실 및 진공챔버 내의 부유입자측정, 표면입자오염측정, 표면분자오염측정법을 소개하고 오염측정 결과에 대한 분석을 수행하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.146-151
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• 2024

The demand for research on materials with excellent cryogenic strength and ductility has been increasing, particularly for applications such as liquid hydrogen (20 K) storage tanks. To effectively utilize liquid hydrogen, a system capable of maintaining and operating at 20 K is essential. Therefore, preliminary research and verification of the cooling system are crucial. In this study, a heat transfer analysis was conducted on a cooling system to meet the cryogenic environment requirements for cryogenic hydrogen chamber, which are conducted at liquid helium temperatures (4 K). The cooling mechanism in a helium cooling system was examined using numerical analysis. The numerical cooling trends were compared with experimentally obtained cooling results. The good agreement between numerical and experimental results suggests that the numerical approach developed in this study is applicable over a wide range of cryogenic systems.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.63-70
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• 2013

본 연구에서는 차량용 연료히터의 전기적 성능검사 챔버를 구현한다. 겨울철 저온환경의 영향을 받는 디젤 엔진이 냉각될 경우 일정한 온도 이하로 내려가면 파라핀과 같은 반고체 상태인 왁싱(Waxing)물질을 형성하여 엔진 시동이 잘 걸리지 않게 하는 원인이 된다. 히터내에 센서를 안착시켜 통합한 일체형 통합히터는 시동성 평가에 중요한 요소이며, 성능평가 시험 챔버 시스템을 통해 전기적인 특성을 시험한다. 최근 CRDI(커먼레일) 엔진을 주로 사용함에 따라 연료히터로 디젤오일을 가열하여 점화성능을 향상시키기 위한 연료히터 성능시험은 엔진의 시동성을 향상시키는 중요한 요소이다. 따라서 연료히터의 전기적 성능시험 검사항목은 상온, 극저온, 극고온에서 동작검사, 시험저항 설정에 따른 저항동작 지연시간 및 전류동작 지연시간, 온도변화에 따른 바이메탈 지연시간 검사, 블록히터의 전류 및 저항 검사, 히팅 운전검사 등을 수행하도록 설계한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.383-391
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• 2014

본 논문에서는 겨울철 저온환경에서 디젤 엔진의 연료필터를 검사하기 위한 온도, 압력 및 유량 분석 시스템을 제안하였다. 디젤엔진의 연료인 경유는 특정 온도 이하로 내려가면 파라핀과 같은 반고체 상태인 왁싱(Waxing)물질을 형성하여 유동성이 낮아지기 때문에 엔진 시동이 원활하지 않다. 그래서 이러한 문제점을 해결하기 위해서 블록 히터를 내장하게 된다. 그리고 연료필터의 성능을 측정하기 위해서는 극저온 하에서 엔진 시동 시부터 온도, 압력 및 유량을 분석할 수 있는 시스템이 요구된다. 본 논문에서는 제작된 시스템을 이용하여 연료필터 주변의 성능에 관계된 물리량을 측정하였으며 이를 분석하였다. 또한 측정된 데이터는 임베디드 시스템의 웹서버를 이용하여 원격 네트워크로 전송하였고 원격에서 사용자들이 웹브라우저를 이용하여 운전 상태를 용이하게 파악할 수 있게 설계하였다. 설계된 시스템을 검증하기 위하여 제작된 소형 실험 챔버에 설치하고 상온 및 극저온 상황에서 실험하여 연료필터 입출력 측 연료의 온도, 압력, 유량 데이터를 얻을 수 있었으며, 연료히터의 동작 시 연료의 흐름이 개선되는 것을 알 수 있었다.