본 연구에서는 모달 질량 가속도 곡선을 이용한 인공위성 탑재품의 설계하중 예측 및 검증에 관해 다룬다. 모달 질량 가속도 곡선을 구성하기 위해 SpaceX의 Falcon 9 발사체 정보를 사용하였으며, 이를 통해 모달 영역에서의 상계가속도 곡선을 도출하고 이를 위성체/발사체 경계하중 및 위성체 모달 정보와 결합하여 위성체 탑재품이 발사환경에서 노출될 최대가속도 하중을 예측하였다. 또한 단순한 인공위성 및 발사체 모델을 이용한 연성하중해석 결과와 비교 검토하여 모달 질량 가속도 곡선이 적절한 상계해를 도출하는 것을 확인하였다.
본 논문은 미국의 우주개발과 함께 고안되어 여러 산업에 걸쳐 적용된 바 있는 확률적 위험 분석(probabilistic Risk Assessment; PRA) 기법의 역사와 내용을 소개하고 현재 항공우주연구연이 개발하고 있는 소형위성발사체(KSLV-I)의 추진기관에 대하여 그 흐름대로 적용하여 실제 기술적 위험 관리와 신뢰도 분석에 적용 가능함을 확인하고 한다.
우주발사체 자세제어용 하이드라진 추력기의 지상연소시험을 수행하였다. 시험에 사용된 추력기는 추진제 주입압력 2.41 MPa (350 psia) 에서 정상상태 공칭추력 67 N (15 $lb_f$) 을 목표로 설계/제작 되었다. 개발모델 추력기의 성능특성 검토를 위해 정상상태 연소모드에서의 추력, 추진제 공급압력, 질량유량, 추력실 압력, 그리고 온도 등의 성능변수를 이용한다. 시험결과, 실제의 성능이 이론 요구규격 대비 89.1% 이상의 성능효율을 만족하는 것이 확인되었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제24권1호
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pp.10-17
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2000
본 논문은 우주 발사 비행체가 지구 재진입 할 때의 유도제어에 관한 것이다. 우주 발사 비행체의 재진입궤적은 재진입 할 때의 특징에 따라 여러 단계로 나누어진다. 저항가속도는 각 단계에 따라 알맞은 파라메터로 표현되며, 해석적인 저항가속도로 단순화된 궤적으로 표현한다. 본 연구는 현재의 이란적인 궤적방법과 예측방법의 각각의 장점에 의한 혼합유도방법을 표현하였다. 제안된 유도방법을 이용한 우주 발사 비행체의 재진입 모의실험의 결과는 혼합유도방법이 지구대기 재진입 할 때 간단하고 효과적인 유도방법임을 보여주었다.
본 논문에서는 700 km 고도의 태양동기궤도 진입을 목표로 하는 3단형 위성발사체에 있어서, 여러 오차 요인들로 인한 성능 오차를 보상하면서 목표 궤도에 정확히 투입시키는데 필요한 비행성능여유에 대해서 살펴보았다. 우선 궤도 투입 오차에 영향을 끼치는 다양한 오차 요인들과 각 오차 요인의 분산을 정의하였다. 이를 토대로 각 오차 요인의 영향을 독립적으로 고려할 수 있는 장점이 있는 민감도 분석을 ${\pm}3{\sigma}$ 분산 조건에 대해서 수행하였다. 여기에 여러 오차 요인에 의한 영향을 종합적으로 고려할 수 있는 Monte Carlo 분석 방법을 적용해서도 요구 추진제를 계산하였다. 결과적으로 두 방법을 통해 얻어진 비행성능여유를 비교했으며, 유사한 수치가 도출됨을 확인하였다.
본 논문에서는 달착륙선이 국내 개발된 발사체 상단에 탑재되어 지구 저궤도에 투입되고, 이후 달 전이 궤도 투입 기동을 통해 달에 착륙할 경우에 대한 예비 임무 분석을 수행하였다. 각각의 장단점이 있는 직접 착륙 방식 및 간접 착륙 방식을 모두 적용해보았으며, 2030년 음력 10월에 발사할 경우 발사 일에 따른 전이 궤도 특성을 분석하였다. 여기에 미국의 달착륙선 Surveyor-1과 같이 일식 조건, 태양 고도각 조건 및 추적 가능 시간대를 만족시키는 발사 일을 분석해 보았다. 직접 착륙 방식의 경우는 음력 10월중 4일, 간접 착륙 방식의 경우는 3일에 발사할 경우 근지점 이각과 일식 조건에 있어서 가장 적합한 발사일로 분석되었다.
본 논문에서는 팔라우추적소 원격자료수신장비 링크버짓 결과를 예측하고 실제 신호수신레벨과 비교 분석하였다. 팔라우추적소는 발사 임무에 처음으로 참여하였으며, 지리적 특성상 비행시험 등 안테나 추적 및 신호 수신 성능에 대한 검증 시험에 어려움이 있어 발사체 궤도 및 자세각에 따른 송신 안테나 편파별 이득 값의 변화를 예측하여 보다 정확하게 링크버짓을 분석하였다. 분석결과는 팔라우추적소 신호 수신 가능 구간, 안테나 구동각도와 좌현/우현 편파 예상 수신레벨 분석에 활용되었고, 발사임무 운용 결과 안테나 실제 수신레벨은 링크버짓 결과와 유사함을 확인하였다.
인공위성 발사체의 파이로 충격 데이터는 환경시험 조건의 기준을 마련하고 또한 구조적인 강인성을 확인하기 위해 원격측정 데이터로 지상으로 송신되어야 한다. 본 논문은 발사체 탑재를 위한 충격기록장치의 초기 개발모델 설계, 개발 그리고 성능시험 결과에 대하여 기술하고 있다. 충격기록장치는 원격측정 데이터 전송률의 제한적 요소로 인해 고속으로 샘플된 데이터를 저장하였다가 저속으로 KSLV-I 원격측정 시스템으로 전송하도록 설계하였다. 충격기록장치의 회로 부분에서는 필터설계와 신호 대 잡음비를 최대화하기 위한 신호 조절부등이 설계되었다.
본 논문에서는 3단형 발사체의 TVC 자세제어설계 및 벤딩필터 설계 결과를 제시하였다. TVC 자세제어기로 사용된 비례미분 제어기의 이득을 안정성 여유 조건을 토대로 제어루프의 고유주파수의 함수 형태로 결정되도록 하였으며, 유연모드 안정화를 위한 벤딩필터의 계수는 파라미터 최적화 기법을 이용해서 주어진 안정성 구속조건을 만족시키도록 결정하였다. 설계된 TVC 제어기와 벤딩필터의 타당성 및 성능에 대한 최종적인 분석은 비선형 6자유도 시뮬레이션을 통하여 수행되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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