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. 위와 같은 이유들로 인하여 위성체는 지상에서 우주환경 시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사 할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. (중략)
액체 로켓 엔진에 있어 극저온 추진제인 액체 산소를 사용하는 경우에는 He을 가압제로 사용하는 것이 가장 바람직하지만, 기체인 헬륨은 발사 대기시, 선가압시, 비행중에 액체산소에 서서히 녹게 된다. 일정량 이상의 He이 용해되어 있는 LOX가 엔진에 공급되는 경우에는 터보펌프의 이상 작동 또는 연소 불안정을 야기하게 되므로, 추진기관이 작동하는 동안에 용해되어 있던 He이 액체 산소에서 분해되어 가스로 발생되는지 여부를 판단하고, 이는 엔진의 연소 시험을 통해서 검증되어야 한다. 본 연구에서는 가상의 작동 상태에 대해 최대로 용해될 수 있는 러e의 양을 계산하고, 현재 사용되는 발사체의 경우와 비교를 하여 추진시스템 운용 조건을 적절히 조절하는 방안을 제시하였다.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2015.08a
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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.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2014.02a
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pp.150.2-150.2
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2014
한국항공우주연구원 우주환경시험팀에서는 인공위성의 조립 및 환경시험을 수행하고 있으며, 이를 위한 청정실을 운영하고 있다. 인공위성은 고 진공 및 고온, 극저온의 가혹한 우주환경에서 작동을 하기 때문에 위성표면에 흡착된 오염물질은 위성의 성능 및 효율의 저하를 초래할 수 있다. 또한, 특정 부품은 오랜 시간 높은 온도에서 노출되면 에이징에 의한 기능저하를 초래할 수 있으며, 낮은 습도는 작업 환경에 정전기를 유발하여 부품의 손상을 초래하며, 높은 습도는 부식을 야기할 수 있다. 이에 인공위성의 조립환경은 청정한 환경 및 적당한 온습도 유지가 필수적이다. 이에 본 논문에서는 한국항공우주연구원에서 수행하고 있는 청정실 유지 관리방안 및 공기 중 부유입자 측정원리에 대해 소개하고자 한다.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.109.2-109.2
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2016
현민지브이티(Genesis)는 중소기업청 중소기업개발지원사업의 일환으로 진행된 2014년도 구매조건부 신제품 개발사업에 선정되어 '극저온 G-M냉동기를 이용한 대용량 Cold Trap개발'과제를 수행하면서 32인치 급으로 수분에 대해서 30,000[L/s] 이상의 배기속도를 가지는 대형 CWP를 개발하고 있다. 1차년도(2015년) 목표는 80K에서 200W급 단단 G-M극저온 냉동기를 개발하는 것이고, 2차년도(2016년) 목표는 이를 장착하여 30,000[L/s]의 물 배기속도 능력을 갖춘 32인치(800mm)급 직부형(appendage) CWP를 개발하는 것이다. 여기에서 가장 큰 문제점은 CWP 시스템의 물 배기속도를 실제로 측정하는 것이다. 왜냐하면 지금까지는 물(H2O)이 가진 독특한 물리적 특성으로 인해 배기속도 측정에 많은 어려움이 있어 이론적으로 계산한 값을 사용해 왔다. (심지어 크라이오 펌프 제조사 조차도 실험하지 않고 이론적인 계산 값을 일반적으로 사용한다.) 그러나 최근 본 과제 외에 물 배기속도 측정에 관한 요구사례와 일부 크라이오 펌프 제조사에서 수행하고 있다는 보고가 있는 바, 실제 물배기속도 시스템을 구축하여 이론과 실제 사이의 차이와 측정의 어려움 등에 관해 규명하고자 하였다. 물 배기속도 측정 방법은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 첫째, 시스템으로 흘리는 물의 양을 Liquid MFC를 이용하여 먼저 측정한 후 Vaporizer로 보내어 기화 시키며 배기속도를 측정하는 방법. 둘째, 물을 Vaporizer로 먼저 기화시킨 후에 High Temp. MFM으로 기체 유량을 측정하며 배기속도를 측정하는 방법이 그것이다. 이에 국내 최초로 두 가지 방법 모두를 사용하여 표준화 된 물 배기속도 측정 설비를 구축하였고, 20인치(500mm) 크라이오 펌프와 인라인(inline)형 CWP 모델에 대한 물 배기속도 측정을 성공적으로 완료할 수 있었다. 향후 본 시험 방법과 결과를 토대로 32인치(800mm) 직부형 CWP 모델에 대한 물 배기속도 측정시험을 수행하고자 한다.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2010.11a
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pp.590-593
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2010
The processes of supplying propellants into propellant tanks play important roles during launch preparation of satellite launch vehicle. The total weight of launch vehicle greatly depends on the accuracy of filling quantity of propellant during launch preparation. Among propellants used for launch vehicles a cryogenic propellant such as liquid oxygen is widely adapted as an oxidizer for launch vehicles. Such cryogenic propellant usually resides in a propellant tank as two-phase fluid with liquid and gas, which needs an accurate level measurement system to detect the position of propellant surface precisely. In this paper the fabricating process of a level measurement system using capacitance type with three electrodes is analyzed. In addition, the change of electric signal according to the height of liquid is verified by testing the level measurement system under consideration. The results of tests shows as expected the linear trend of voltage according to the change of water height in a tank.
In the present study, composite insulation mat was reinforced over polyurethane foam (PUF) to improve the thermal performance and impact resistance of the PUF applied to the liquefied natural gas carrier insulation system. The composite insulation mat used Kevlar, aerogel, and cryogel composite mat that can be applied in a cryogenic environment. The thermal conductivity was measured at $20^{\circ}C$ to investigate the thermal performance, and the drop impact test was carried out under impact energy of 30 J at $20^{\circ}C$, $-163^{\circ}C$ to investigate the impact resistance. The measured thermal performance was compared with neat PUF through effective thermal conductivity theoretical value. The shock resistance was evaluated of contact force, contact time, and absorb energy. In experimental results, cryogel composite mat was the best performance in terms of thermal performance, and aerogel composite mat was the best performance in terms of impact resistance.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.22
no.4
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pp.108-116
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2018
A firing test of the 75 tonf-class liquid rocket engine to be used as the first and second stage engines of the KSLV-II was carried out at the rocket engine test facility(RETF). Since this engine uses liquid oxygen as the oxidizer, which is a cryogenic fluid, it is essential that the chill down of the supply pipe line and engine proceed for the firing test; thus, the given inlet requirements must be met. Moreover, it is important to understand the chill down characteristics of the facility and the engine and the amount of liquid oxygen consumed in the chill down process for efficient test operation in the future. In this paper, chill down characteristics of the supply pipe and the engine were evaluated through the investigation of the chill down process of the 75 tonf-class liquid rocket engine at each stage before and after run tank pressurization. In addition, the amount of liquid oxygen consumed was also evaluated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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