• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.125-132
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• 2010

추진제가 배출되는 동안 추진제탱크를 적정 압력으로 유지하기 위해 필요한 가압가스의 질유량 및 총소모량을 파악하는 것은 가압제어시스템의 설계 및 가압제 저장탱크의 무게를 산출하는데 있어 매우 중요하다. 특히 극저온 추진제탱크의 경우 얼리지 내부의 가압가스는 외부와의 열전달에 의해 비체적이 감소하므로 더욱 많은 추진제탱크의 압력을 유지하기 위해 더 많은 가압가스를 필요로 한다. 이에 추진제탱크 얼리지 해석을 위한 기본모델을 만들어 얼리지 내부와 탱크벽면의 온도분포, 가압가스 소모량, 얼리지 내부에서 유입된 가압가스의 에너지 분포를 예측하였다. 현재 시험을 통한 프로그램의 수정보완이 진행되었으나, 본 자료에서는 기본적인 해석모델의 설명에 중점을 두었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.150-155
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• 2010

액체로켓 분사기는 추진 성능과 연소 안정성, 그리고 열유속 특성을 지배하는 가장 중요한 요소이다. 그러나 분사기 근방에서 일어나는 고압 연소 현상에 대한 근본적인 이해의 부족으로 분사기의 개발 과정은 대부분 경험적 설계방법과 고비용의 연소시험에 의존해 왔다. 본 연구는 액체로켓 연소 모델링과 관련된 최근 연구 동향들을 토대로 시작되었다. 층류화염편 기반의 난류연소모델을 초임계 압력 조건에서 나타나는 실제유체 거동을 고려할 수 있도록 확장하였으며, 극저온 질소분사, 상압 조건하의 난류제트화염, 그리고 고압의 기체수소/액체산소 동축 분사기에 적용하여 해석모델의 효용성을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.291-297
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• 2019

Polyurethane foam is the most efficient, high-performance insulation material, used for liquefied natural gas carrier (LNGC) insulation. Because LNGC is exposed to sloshing impact load due to ship motion of 6 degrees of freedom, polyurethane foam should be sufficient dynamic properties. The dynamic properties of these polyurethane foam depends on temperature and density. Therefore, this study investigates the dynamic response of polyurethane foam for various temperature($25^{\circ}C$, $-70^{\circ}C$, $-163^{\circ}C$) and density($90kg/m^3$, $113kg/m^3$, $134kg/m^3$, $150kg/m^3$) under drop impact test with impact energy of 20J, 50J, and 80J. For dynamic response was evaluated in terms of peak force, peak displacement, absorb energy, and the mechanical property with minimized density effects. The results show the effect of temperature and density on the polyurethane foam material for the dynamic response.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.99-106
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• 1998

최근 환경오염 문제와 관련하여 청정연료로 수요가 증가하고 있는 액화천연가스(LNG)의 저장탱크 및 운반선 등 연료 저장 설비, 초전도이용 관련 기기와 같은 저온용 설비 및 기기가 증가하고 있고 대형화의 추세를 보이고 있다. 특히 액화천연가스(LNG)의 수요급증에 따라 이의 운송 및 저장에 필요한 재료의 수요가 증가하면서 극저온재료에 대한 관심이 높아지고 있다. LNG저장조의 대형화에 따라, 설계강도상의 검토는 물론, 사용재료의 특성, 가공성 및 용접 둥의 시공법을 비롯하여 품질관리 면까지 충분한 검토가 필요하다. 특히 LNG를 저장하는 내조재료에 대하여는 모재 및 용접부의 제반 특성을 파악하여 저온에서 취성파괴에 대한 안전성을 확인해 둘 필요가 있다. 본 연구는, LNG 저장 탱크의 안전성 평가시 필요한 재료물성 데이터 중 파괴인성의 측정 기반 기술을 확보하고, 현재 국내에서 사용되고 있는 LNG 저장탱크용 재질(SUS304L강, Al합금 및 $9\%$ Ni강)에 대하여 77 K 및 173 K에서 계장화 샬피충격시험을 실시하여 온도에 따른 충격파괴특성 및 파면해석을 실시하여, 안전성 평가에 필요한 기초 자료를 확보하는 것을 주목적으로 한다. 계장화샬피충격파괴시험결과, $9\%$니켈강의 경우 온도저하에 따라 77K까지는 인성의 저하정도가 적어 우수한 파괴저항을 나타내었다. 계장화 장치에 의해 얻어진 하중-처짐 곡선으로부터, 온도가 173 K에서 77 K로 저하함에 따라 최대하중은 증가하였으나 에너지는 오히려 감소하였다. 또한 균열개시에 쓰여진 에너지보다 균열진전에 쓰여진 에너지가 높게 나타났다. A5083의 경우 합금강재에 비해 충격흡수에너지값이 낮고 저온 특유의 갈라짐 현상을 볼 수 있었다. SUS304L재의 경우 균열개시에 쓰여지는 에너지가 높게 나타났고, 균열진전에 따른 에너지는 거의 나타나지 않아 균열개시 후 비교적 평탄한 파단면을 나타내는 파면관찰 결과와 일치하는 거동을 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.270-277
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• 2008

진공이란 공간의 기체압력이 대기압보다 낮은 상태, 즉 분자밀도가 약 $2.5{\times}10^{19}$분자/$cm^3$ 보다 적은 상태를 의미하며, 극청정환경 제공, 단열효과, 입자의 장거리 비행가능, 증발과 승화작용, 안정된 플라즈마를 유지, 생화학 반응 억제, 우주환경 제공 등의 특성으로 인해 오늘날 전 산업분야 및 과학기술 분야에 응용이 되고 있다. 우주환경은 이러한 고진공 환경과 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어지는데, 위성체는 지상에서 발사되어 우주궤도에 진입한 순간부터는 계속해서 우주환경에 노출된다. 위성체가 이러한 가혹한 우주환경에 노출될 경우 주요부품에 기능장애가 초래되기도 하며 이는 결국 임무의 실패로 이어지기도 한다. 따라서 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사 할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. 우주환경모사장비라 함은 우주환경의 주특징인 고진공상태와 극저온 환경을 모사할 수 있는 지상장비를 말하며, 장비의 설계 및 제작에는 기본적으로 진공기술이 응용되게 된다. 본 논문에서는 한국항공우주연구원이 보유하고 있는 인공위성의 개발에 필수 장비인 우주환경모사장치들을 소개하고, 최근 발달된 국내 진공기술로 국산화 제작에 성공한 유효제원 ${\varphi}8m{\times}L10\;m$ 급의 대형열진공챔버를 통하여 우주개발에 응용되는 진공기술을 소개하고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.67-74
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• 2023

최근 미래의 운송시스템으로 도심교통항공(Urban Aircraft Mobility)이 주목받고 있으며 소형 드론도 다양한 산업에서 역할을 하고 있다. 다양한 종류의 항공 시스템 고장은 추락으로 막대한 재산 및 인명 피해로 이어질 수 있다. 항공 시스템이 많이 활용되는 무기체계에서도 고장은 임무 실패의 결과를 유발한다. 본 논문에서는 항공 시스템의 이상(Anomaly)을 탐지하여 개발 및 생산 간 시스템의 신뢰도를 높이고 운용 중 사고를 예방할 수 있도록 딥러닝 기술을 활용한 이상 탐지 모델을 연구했다. 모델 훈련 및 평가 데이터로 극저온 환경에서 시스템의 전류 데이터를 활용하였으며 이미지 인식에 많이 활용되는 딥러닝 기법 합성곱 신경망(CNN; Convolutional Neural Network)을 활용하여 딥러닝 네트워크를 구현했다. 시험 대상 시스템은 극저온 환경에서 다양한 형태의 고장이 유발되었고 전륫값의 특이점이 나타났다. 시스템 정상 및 고장 데이터를 활용하여 모델을 훈련 시키고 평가한 결과 98% 이상의 재현율(Recall)로 이상 탐지하는 것을 확인했다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.107-116
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• 2005

고도 685km에서 450mm~900mm 파장대역의 한 채널의 흑백영상과 4채널 칼라영상을 이미징하도록 개발된 MSC는 한반도의 정밀 지상관측 등 국가 영상정보 수요충족을 위해 운용예정인 저궤도용 다목적실용위성 2호의 유일한 탑재체로서 마지막 시험단계에 있다. MSC는 우주공간에서 운용되는 위성체 탑재체의 특성상 우주공간에서 경험하게 되는 직,간접의 태양광선, 그리고 극저온의 우주환경 등을 견뎌내도록 설계요구가 주어지는바 이를 위해서는 온도 제어가 불가피하고 또한 한정된 위성본체의 전원용량의 효율적인 사용도 고려되어서 설계되어야 한다. 특히 광학성능에 직접적인 영향을 미치게 되는 EOS의 효율적인 열제어는 MSC 설계요소의 가장 중요한 부분이기도 하다. 본 논문은 먼저 MSC의 전체적인 시스템구성과 열제어 시스템 개념을 소개한 다음, 실제 열제어를 수행하는 THTM(THermal and TeleMetry) 보드를 중심으로 열제어 시스템의 H/W와 S/W의 수행 내용들을 소개하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권7호
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• pp.575-582
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• 2018

우주용 냉각기는 관측위성의 적외선 검출기 초점면부의 극저온 냉각을 위해 적용되며, 궤도운용 시 단일 주파수 형태의 미소진동을 발생한다. 상기 미소진동은 관측위성의 영상품질을 저하시키는 주된 요인이며, 이에 따라 미소진동 절연이 요구된다. 본 연구에서는 상기 우주용 냉각기의 미소진동 절연을 목적으로 별도의 발사구속장치 적용 없이도 발사진동 및 궤도 미소진동환경에 동시적용 가능한 적층형 블레이드 진동절연기를 제안하였다. 본 진동절연기에 적용된 블레이드는 얇은 금속 박판을 다층으로 적층하고 각 층 상호면에 점탄성 특성 부여가 가능한 테이프를 적용하여 발사환경에서의 피로 내구성 향상 및 고댐핑 특성 부여를 목적하였다. 제안된 진동절연기의 기본특성 확인을 위해 자유감쇠 시험을 실시하였으며, 인증수준에서의 발사진동 시험을 통해 설계유효성을 입증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.698-703
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• 2014

최근 기존 화석연료의 고갈로 인하여 대체에너지로써 천연액화가스의 수요 증가와 함께 LNG 운반선의 수요가 증가하고 있으며, 그로인해 극한의 환경에서 사용할 수 있는 LNG 선박용 벨로우즈의 수요 또한 증가할 것으로 예상된다. 현재 LNG 선박용 벨로우즈에 사용되는 재료는 저온취성과 해수부식에 강한 INCOLOY 825와 STS316L합금이다. 본 연구에서는 극저온에 사용되는 LNG용 벨로우즈 재질인 INCOLOY 825과 STS316L 합금에 대하여 최적의 용접조건을 설정하고, 에릭센 시험을 통하여 용접부의 성형성을 분석하였다. 최적 조건에서의 용접시 용접부의 인장강도는 모재에 비하여 90% 이상의 강도값을 나타내었다. 또한 에릭센 시험을 통한 성형성 분석의 결과, 용접부가 아닌 모재에서 파단이 발생하는 매우 양호한 용접부를 얻을 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.390-394
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• 2013

고정밀 광학계를 탑재한 관측 위성은 매우 높은 지향 안정성을 요구하지만 인공위성의 자세 제어를 위해 사용하는 반작용 휠, 극저온 냉각을 위한 cooler 등 다양한 진동원에 의해 미소 진동이 발생할 수 있다. 고정밀 탑재체를 외부 진동으로부터 보호하기 위한 가장 일반적인 방법은 진동이 전달되는 경로에 진동 절연장치를 도입하는 것이다. 본 논문에서는 미소진동 절연을 위한 1 축 능동 진동 절연장치의 개발 및 진동 절연 성능 시험을 기술하였다. 개발한 절연장치의 고유진동수를 조절하기 위해 원하는 강성을 갖는 membrane 구조를 설계하였으며 능동 제어를 위해 전자석을 사용하였다. 절연장치의 성능 시험 결과를 통해 능동 제어 시 고주파수 대역에서 절연성능의 저하 없이 공진의 크기를 줄일 수 있는 것과 개발된 진동 절연 장치가 미소 진동을 효과적으로 절연할 수 있는 것을 확인하였다.