• 한국항공우주학회지
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• 제48권6호
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• pp.455-466
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• 2020

본 연구에서는 다수의 우주 환경 관측용 탑재체를 장착한 6U급 초소형위성에 대한 열모델을 구축하여 이를 기반으로 수행된 열설계에 대해 기술하였으며, 궤도 열해석을 통해 적용된 열설계의 유효성을 입증하였다. 초소형위성의 특성을 고려하여 표면 처리 및 절연체, 열전도체 등의 수동 열제어 기법 위주로 열설계를 진행하였지만, 배터리 및 추력기 등과 같이 작동 온도의 범위가 좁고 궤도 열환경에 직접적으로 노출되는 부품들에 대해서는 능동 열제어 기법 중 하나인 히터를 적용하였다. 궤도 열해석 조건은 기본적으로 위성의 궤도 조건을 바탕으로 하며, 임무 시나리오에 따른 발열량 및 위성의 자세에 따라 임무 모드, 초기 운용 모드, 비상운용 모드, 편대 비행 모드로 분류하여 궤도 열해석을 수행하였다. 각 모드 별 해석 결과를 통해 모든 부품들이 작동 온도 조건을 만족하는 것을 확인하였고, 비상운용 모드의 해석 결과를 통해 배터리 및 추력기의 히터 용량과 작동 주기를 산출하였다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권11호
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• pp.1069-1076
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• 2011

인공위성이 궤도상에서 임무를 수행하는 동안 모든 위성 부품이 허용 온도 범위 내에서 존재하도록 하기 위하여 검증된 열모델을 개발하고, 궤도 열해석을 통하여 열적 안정성을 확보하기 위한 열설계를 수행한다. 본 연구에서는 저궤도 위성 광학탑재체의 열진공/열평형 시험 결과를 이용하여 열해석 모델을 보정하고 flight heater의 작동주기를 맞추어 줌으로써 검증된 열모델을 확보하였다. 또한 위성의 열적 안정성을 확보하기 위하여 보정이 완료된 모델을 이용하여 궤도 열해석을 수행함으로써 모든 부품이 허용온도 범위내에 존재하는 것을 확인하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.66-66
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• 2003

우주 공간이라는 극한 상황에서 운용되는 인공위성을 개발하기 위해서는 실제 제작 공간인 지상에서 가능한 모든 우주 공간에서의 위험을 예측하여 원하지 않는 재난을 방지할 수 있는 설계를 수행함이 요망된다. 위성의 기동 및 자세 제어에 사용되는 하이 드라진 추진시스템의 경우 예상되는 가장 큰 재난은 추진제의 동결로 인한 추진시스템의 작동 불능이다. 본 연구에서는 추진시스템의 안정적 작동을 위해 요구되는 추진제의 동결 방지를 위해 사용되는 히터 사양을 결정하며 이를 위해 위성 추진시스템의 열ㆍ수학적 모델을 개발한다. 개발된 열ㆍ수학적 모델의 타당성을 검증하기 위해 수치적으로 계산된 결과를 열진공 시험의 결과와 비교 연구한다 이론적 해석 모델과 열진공 시험조건 사이의 다소의 불일치성에도 불구하고 두 결과는 정성적으로 잘 부합된다. 따라서 본 연구를 통해 위성 추진시스템의 히터가 적절히 설계되었으며 개발된 열ㆍ수학적 모델은 인공위성 추진시스템의 주요한 설계 수단으로 사용될 수 있음을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권9호
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• pp.114-121
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• 2004

정지궤도 통신위성 원격측정명령처리기의 기술인증모델 개발을 위하여 기술모델의 열 설계변경 및 해석을 수행하였다. 보드레벨의 소모전력량 측정치와 열주기시험의 결과를 활용하여 기술모텔에 대한 열해석모델을 개발하였다. 발열소자의 열소산 모델링은 인쇄회로기판에 투영된 소자의 footprint를 생성하고 그 표면의 전 영역에 균일하게 열소산량을 가하였다. 열설계변경(안)에 따라 설계변경 후 기술인증수준의 열진공환경에서 소자온도를 예측한 결과, CTU의 모든 소자들의 접합온도는 허용온도 이내로 존재하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.103.1-103.1
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• 2013

위성의 발사, 천이궤도, 운영궤도 등에서 위성체에 주어지는 극한 온도와 진공상태에서 위성체와 열 제어시스템이 요구 조건을 만족시키는가를 확인하기 위하여 열진공시험을 수행한다. 열진공시험은 기본적으로 고진공 환경 하에서 심우주의 극저온 온도 모사가 가능해야 한다. 현재 산업용으로 일반적으로 사용하고 있는 냉동기의 경우는 최저 $-70^{\circ}C$ 까지 도달 가능하므로 심우주모사에 적당하지 않아, 주로 액체질소 및 기체질소를 이용한 냉각장치를 사용하고 있다. 본 논문에서는 진공하에서 심우주의 극저온 및 고온의 열환경을 모사할 수 있는 방법 및 장치의 개념 설계에 대해 알아보고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권4호
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• pp.353-362
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• 2007

대형위성과 달리 나노위성이나 마이크로위성과 같은 소형위성의 경우, 전장품을 장착하기 위한 위성 내부 공간은 극히 제한되어 있다. 이러한 문제를 완화하기 위해 나노위성 HAUSAT-2는 대부분의 서브시스템과 탑재체의 전장모듈들을 통합한 일체형 위성 버스전장박스(BEU; Bus Electronic Unit)를 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 BEU의 설계, 환경시험 결과 및 성능 분석에 대해 기술하였다. 진동 및 열진공 시험은 새로 개발된 BEU의 설계 여유 검증을 위해 인증(qualification) 수준으로 수행하였다. 인증시험 전후의 성능시험을 통해 각 서브모듈들이 정상적으로 작동하는 것을 확인하였다. 진동시험 결과 BEU는 구조적인 손상 없이 설계 강성조건을 만족하는 것을 검증하였으며, 열해석 모델링의 보정을 통해 열진공시험과 거의 일치하는 결과를 얻게 되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.96-102
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• 2003

통신방송위성 Ka-대역 기술인증모델(EQM)탑재체의 열진공시험을 위한 기계지상지원장비 패널의 열설계를 수행하고 열진공 챔버내에서의 성능시험을 위한 열환경을 수치적 방법으로 예측하였다. 탑재체 패널의 히트파이프 배열 설계 검증을 위한 열해석은 SINDA를 사용하였다. 개발된 16개 히트파이트 배열은 Ka-대역 중계기 전장품들의 성능시험을 위해 적절하게 설계되었다. 고온 성능시험은 패널 외부 면재에 가해지는 열유속이 265W/㎡ 일 때 수행되고, 저온 성능시험은 패널 외부로부터 열유입이 없을 때 수행된다. 히트파이프의 최대 열수송 용량은 2723 W-cm로 예측되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권7호
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• pp.117-125
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• 2004

기 수립한 열해석 모델을 바탕으로 접촉열전도가 있는 부위의 민감도 해석을 수행함으로서 향후 기계적 접속 부위 설계 변경시의 열설계에 대한 연구를 수행했다. 해석의 편의를 위해 비교적 간단한 열해석 모텔을 선택했다. 위성 버스 전압과 접촉열저항의 크기를 다양하게 변화시켜 해석을 수행했으며, 그 결과 향후 통일한 모듈에서 기계적 접속 조건 변경시 접촉열저항을 원래의 설계원용치를 기준 값으로 해 히터의 용량을 충분히 크게 설계할 경우 성공적인 열설계가 가능하리라 여겨진다.

• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.136-140
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• 2011

본 연구에서는 지구저궤도위성 GPS 안테나 후판 크기를 변경을 반영하고 궤도 열해석을 수행하여 안테나 온도 조건을 만족하는지 검토하였다. 해석 조건은 안테나 쪽으로 가장 많은 외부 열유입이 예상되는 고온 임무말기(End-of-Life) 안전모드를 중점적으로 검토하였다. 안전모드에서는 태양전지판이 상시 태양을 지향하게 설계되어 있으며 별도의 임무기동이 없기 때문에 안테나 후판 관점에서는 최대 열유입이 예상되는 모드라고 볼 수 있다. 허용 온 도내 유지를 위해 방열 테이프 적용이 결정되고 필요 면적을 해석하였으며, 최저 온도 조건 확인을 위해서 저온 임무초기(Begin-of-Life) 안전모드도 검토를 수행하였다.