• 기계와재료
• /
• 제25권3호
• /
• pp.106-119
• /
• 2013

초전도 전력기기는 초전도체를 극저온으로 냉각, 전기저항이 없는 초전도 고유의 현상을 이용하여 중전 전력기기의 열손실 저감, 소형화 및 신뢰성 향상을 가능케 하며, 최근에는 고온 초전도 재료의 기술 수준이 향상되어 초전도 응용 영역이 확대되고 있다. 초전도 케이블을 포함한 초전도 전력기기는 운전 조건인 극저온 환경($-150^{\circ}C$이하)를 조성하기 위해 극저온 냉동기 기술이 핵심적인 기술이다. 극저온 냉동기는 냉각 용량에 따라 소용량(수~수십 W), 중용량(수백 W~수 kW), 대용량(수십 kW 이상)으로 구분할 수 있으며, 초전도 전력기기용 냉각시스템은 주로 중용량 극저온 냉동기의 활용도가 매우 높다. 현재 상용화된 극저온 냉동기를 분석하면, 중용량 극저온 냉동기로는 스터링 극저온 냉동기가 가장 적합하다. 따라서 본 고에서는 중용량 스터링 극저온 냉동기 기술에 대한 개발 현황을 살펴보도록 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
• /
• pp.62-65
• /
• 2011

액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관 기술 개발을 위해 시제품을 제작하였다. 기술 개발 시제품은 체결용 플랜지, 직관, 곡관, 벨로우즈, 분기구로 구성하였다. 액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관은 터보펌프에서 토출된 고압의 극저온 산화제를 연소기로 공급하는 경로이므로 극저온, 고압의 작동환경에서 구조적 안정성을 가져야 한다. 따라서 본 제작공정 개발에서는 극저온을 고려한 구조해석을 수행하여 적합한 소재를 선정하였으며, 공정개발과 특수공정을 적용하여 시제품을 제작한 후 구조강도 시험을 수행하였다. 본 개발을 통해 액체로켓엔진에 적용되는 극저온 산화재 고압배관을 위한 기술적 기반과 소재 응용기술, 향후 고성능 대형 액체로켓엔진에 적용하기 위한 공정개발을 완료하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.120.1-120.1
• /
• 2013

우주 궤도환경은 $10^{-5}$ torr 이하의 고진공 및 $100^{\circ}C$의 고온과 $150^{\circ}C$이하의 극저온 환경으로 특징지어지며, 위성체 및 위성체 부품은 이와 같은 우주 궤도환경에서의 성능검증이 필수적이다. 지상에서 이와 같은 환경을 모사하기 위해서는 열진공챔버가 사용되며, 열진공 챔버는 진공배기계와 열제어 시스템으로 구성된다. 특히 위성체 또는 위성부품의 열환경을 모사하기 위해 기체 질소를 이용한 폐회로 열제어 시스템이 사용된다. 폐회로 열제어 시스템은 슈라우드, 극저온 블로워, 히터 등으로 구성이 된다. 열제어 시스템의 신뢰성을 높이기 위해서는 핵심 부품인 극저온 블로워의 이중화가 필요하다. 본 논문에서는 위성체 및 위성체 부품의 열진공 시험에 사용되는 열진공 챔버 열제어 시스템의 핵심인 극저온 블로워의 이중화를 위한 기구 설계 및 제어로직 설계 등이 포함되어 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권10호
• /
• pp.833-839
• /
• 2013

위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사 할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. 위성체 및 위성체의 부품 성능을 검증하기 위해 사용되는 열진공 챔버는 진공용기, 진공시스템, 열제어 시스템 등으로 구성이 된다. 특히, 고온 및 극저온의 열환경을 모사하는 열제어 시스템이 열진공 챔버의 핵심이라고 할 수 있으며, 열제어 시스템의 성능은 극저온 블로워의 성능에 의해 결정된다. 본 논문에서는 극저온 블로워의 유동 해석과 블레이드의 구조해석을 통해 원심팬을 설계 하였으며, 구동부와 유체부의 열전달 방지를 위한 열장벽, 모터의 과열 방지를 위한 냉각 시스템 등이 설계되었으며, 이는 열해석을 통해 검증 되었다. 최종적으로 성능실험을 수행하여 극저온 블로워의 성능을 확인하였다.

• 기계와재료
• /
• 제21권4호
• /
• pp.48-55
• /
• 2010

극저온에서 고분자 복합재료는 열전도도가 낮아 단열 특성이 탁월하고 전기절연성이 뛰어나 에너지 산업, 전기 및 전자산업, 생물공학, 의료분야, 수송산업, 우주 항공 산업 등 응용 범위가 매우 광범위하고, 산업 규모 또한 지속적으로 성장하고 있다. 향후 신재생 에너지의 저장 및 수송용으로 열전도도가 낮은 고분자 복합재에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 예상된다. 따라서 본 고에서는 고분자 복합재료의 극저온 응용에 관한 국내외 기술동향과 수지 및 복합재 물성, 극저온에서의 특성 평가 기술 등에 대하여 소개하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
• /
• pp.850-853
• /
• 2011

우주발사체에 사용하는 극저온 밸브용 위치지시기는 높은 신뢰성과 정확성을 가져야 한다. 극저온 환경에 노출되는 만큼 습기나 외부오염 등 환경 요인에 영향을 받지 않고 밸브의 상태를 측정하여야 한다. 이러한 요구조건을 만족할 수 있도록 영구자석과 리드스위치를 활용한 위치지시기를 개발하였다. 영구자석과 리드스위치의 특성을 분석하고 극저온 환경에 적용할 수 있는 부품을 선정하였다. 그리고 밸브 개폐 정보를 정확하게 측정할 수 있도록 부품의 형상과 위치를 고려하였다. 최종적으로 밸브 시제품에 적용하여 시험을 통해 설계 변수의 타당성을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.147-147
• /
• 2013

인공위성이 임무를 수행하는 우주공간은 고진공 환경과 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로, 위성체는 이러한 가혹한 우주환경의 영향으로 인해 주요부품의 기능장애가 초래되기도 하며 이는 결국 임무의 실패로 이어지도 한다. 따라서 10E-06 torr 이하의 고진공과 $-180^{\circ}C$의 극저온 환경으로 일컬어지는 우주환경을 지상에서 모사하여 위성체의 안정성 및 신뢰성을 시험하기 위해서 열진공 시험장비를 이용한 열진공시험을 수행한다. 한국항공우주연구원에서는 인공위성의 탑재체인 광학카메라의 국산화 개발을 위하여 우주공간의 고진공과 극저온 상태를 모사할 수 있는 ${\varphi}4m{\times}L10m$ 규모의 광학탑재체 전용 열진 공챔버를 국산화 개발하여 사용하고 있다. 탑재체 진공시험은 진공환경의 조성과 함께 외부진동을 완벽하게 차단하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 한국항공우주연구원에서 보유한 광학탐재체용 진공챔버에서 진공 유지와 진동 차단을 동시에 수행하고 있는 방법에 대해 살펴보고자 한다.

• 기계저널
• /
• 제32권6호
• /
• pp.514-523
• /
• 1992

스트레인 게이지를 이용하여 변형측정을 할 때 온도변화의 영향으로 나타나는 겉보기 변형도와 게이지 상수의 변화에 대하여 설명하였고 실제 측정시 정확한 측정값을 얻기위한 온도보상 방 법에 대하여 기술하였다. 온도변화에 의한 겉보기 변형도의 값은 기계적 하중에 의한 변형도에 비하여 무시할 수 없는 큰 값을 나타내기 때문에 적절한 보상에 의하여 정확한 측정값을 얻어 내야 한다. 항공우주산업, 원자력산업 등의 분야에서 널리 응용되는 극저온 환경에서 겉보기 변 형도와 게이지 상수의 측정결과를 제시하였다. 극저온에서는 자체 온도보상된 스트레인 게이지라 할지라도 대단히 큰 온도영향을 받기 때문에 본시험에서 제시한 바와 같이 측정결과를 온도보 상하여 처리해야만 의미있는 결과를 얻을 수 있다. 본 시험에서 4차식으로 구해진 겉보기 변형 도에 대한 특성곡선과 게이지 상수에 대한 시험결과는 극저온에서 변형을 측정할 때 직접적으로 보상하여 사용될 수 있다.

• 항공우주기술
• /
• 제3권1호
• /
• pp.103-108
• /
• 2004

우주환경은 고진공 환경과 태양 복사열에 의한 고온 환경 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 특징지어 진다. 위성체는 지상에서 발사되어 우주궤도에 진입한 순간부터 가혹한 우주환경에 노출되어 위성체의 주요부품에 기능장애가 발생하여 결국 임무의 실패로 이어지기도 한다. 따라서 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 한다. 한국항공우주연구원에서는 ∮3.6m×L3m 규모의 열진공챔버라 불리는 우주환경 모사장비를 보유ㆍ운용 중이나, 정지궤도 위성과 같은 대형 위성체의 시험을 위해 2005년 완공을 목표로 ∮8m×L10m급의 대형열진공챔버를 국산화 제작하고 있다. 통상 열진공챔버는 크게 진공계와 열제어계로 구분되어 질 수 있는데, 특히 열제어계에서 극저온 모사장치는 LN2를 쉬라우드 내부에 순환시킴으로서 -196℃의 극저온을 모사하는 시스템을 말한다. 본 논문에서는 국산화 대형열진공챔버의 열제어계에 적용할 극저온 모사장치의 개발 방안에 대하여 연구하였다.

• Composites Research
• /
• 제24권3호
• /
• pp.39-45
• /
• 2011

접착제에 의한 접합은 일반적으로 구조물의 접합에 널리 사용되고 있다. 폴리우레탄 접착제와 에폭시 접착제는 현재 극저온에서 운항되고 있는 LNG 선박의 화물창에 적용되고 있다. 본 연구에서는 화물창용 소재인 트리플엑스와 폴리우레탄 및 에폭시 접착제와의 상온과 극저온에서의 접착강도를 평가하였다. 연구결과 모든 접착시스템에서 극저온에서 박리강도의 감소가 있었으며 그 원인은 접착제마다 다르게 검토되었다. 결과적으로는 폴리우레탄 접착제와 트리플엑스가 극저온에서의 강도 값이 에폭시에 비해 우수하였으며 LNG 선과 같은 극저온 환경에 접합한 것으로 평가되었다.