• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.118.1-118.1
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• 2016

포항가속기연구소 PLS-II 저장링에 설치 운용을 위한 타원편광 언듈레이터(EPU114)용 초고진공 진공 챔버는 전체를 기계가공 후 용접하여 제작하는 기존의 방식을 바꾸어 알루미늄 압출 공법을 적용한 진공 챔버의 개발과 본제품 제작을 완료하였다. 압출 공법을 이용한 초고진공용 진공 챔버 제작은 기계가공 및 용접비용의 절감과 동일 형상의 진공 챔버를 상대적으로 쉽게 대량 생산을 할 수 있는 장점이 있다. 알루미늄 압출형 초고진공 진공 챔버의 기계, 진공 특성을 달성하기 위하여 정밀금형 제작기술, 특수압출기술, 표면처리기술 등이 필수적이다. 본 발표에서는 초고진공 진공 챔버 개발을 위하여 적용된 압출 공법의 소개와 함께 압출 공법이 적용된 타원편광 언듈레이터(EPU114)진공 챔버의 제작, 초고진공 진공달성, 설치 등의 과정을 내용으로 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.44-44
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• 2000

포항가속기 저장링 진공 챔버의 진공도는 전자빔을 10시간 이상 저장하기 위하여 10-10torr 이하의 초고진공이 유지되고 있다. 전자빔이 지나는 궤도를 구성하는 챔버와 부품수는 대략 170여종 이상이며, 원주길이는 약 280 m이다. 진공 챔버의 재질은 가스 방출률이 낮고 가공성, 접합성 등이 우수한 알루미늄 합금, 스텐레스 스틸, 무산소동, 세라믹 등이다. 이러한 많은 수의 챔버와 부품들은 초고진공을 유지하기 위하여 진공기밀이 요구되며, 여기서 필수적인 것이 접합이다. 저장링 챔버에 적용된 접합방법은 주로 티그 용접이고 그 외에 진공 브레이징과 전자빔 용접이다. 저장링 챔버에 적용된 접합방법은 주로 티그 용접이고 긔 외에 진공 브레이징과 전자빔 용접이다. 저장링 챔버에 요구되는 접합기술은 완벽한 기밀유지와 함께 용접열에 의한 변형 최소화가 요구되기 때문에 이것이 초고진공을 얻기 위한 핵심기술이라고 할 수 있다. 따라서, 본 소개에서는 주로 적용된 알루미늄 합금제 섹터 챔버를 중심으로 용접 시공시 주요 사항인 용접설계, 용접균열, 용접환경 및 변형 등에 대하여 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.69.1-69.1
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• 2015

우주환경은 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 이어지도 한다. 따라서 위성체는 지상에서 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 우주환경을 모사 할 수 있는 우주환경 모사장비가 필요하다. 우주환경모사장비라함은 우주환경의 주특징인 고진공상태와 극저온 및 고온 환경을 모사할 수 있는 지상장비를 말하며, 통상 열진공챔버라고 불린다. 한국항공우주연구원에서는 위성의 부품레벨에서부터 대형위성시스템의 열진공시험 수행을 위한 다양한 진공챔버를 보유하고 있으며, 그 직경이 0.7 m인 소형에서부터 직경 9 m, 길이 10 m급의 대형열진공챔버에 이른다. 대형 챔버의 경우 고기능화에 따라 대형화 되어 가는 위성의 국산화 개발을 위하여 순수 국내 기술로 제작된 우주환경모사용 챔버이다. 본 대형열진공챔버의 제작 및 유지 현황에 대해 논의한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.114.1-114.1
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• 2013

우주궤도환경은 고진공 환경이며, 태양복사열에 의한 고온환경 및 극저온환경이 반복되는 가혹한 환경이다. 위성체의 성공적인 임무 수행을 위해 지상에서 철저한 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 $10^{-6}$ Torr 이하의 고진공 및 $-180^{\circ}C$ 이하의 극저온 모사가 가능한 열진공챔버와 같은 우주환경모사장비가 반드시 필요하다. 한국항공우주연구원에서는 다양한 크기의 열진공챔버를 보유, 가동 주이며, 챔버 내부의 진공도를 측정하기 위한 진공게이지의 교정을 매년 실시하고 있다. 또한 교정기관을 통한 교정 이외, 보유하고 있는 표준챔버를 이용한 자체 교정을 실시하여, 진공도의 신뢰성 점검 및 보증을 하고 있다. 본 논문에서는 표준챔버를 이용한 고진공게이지 교정 방법을 소개하며, 다년간의 교정결과를 검토하여 교정주기에 대한 견해를 기술하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.121.1-121.1
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• 2013

인공위성 및 우주발사체가 해당 궤도 및 고도에서 정상적으로 기능을 수행할 수 있는지 확인하기 위해 진공챔버 내부에 시험 대상을 설치하고 내부 압력을 낮추어 해당 궤도와 고도를 모사하게 된다. 반복적인 진공 시험을 수행하다 보면, 진공 챔버 내에 인지하지 못한 수분이 잔류하는 경우가 발생하는데, 이 때의 챔버 내부 압력 변화는 수분이 존재하지 않는 경우와는 매우 다른 양상을 보인다. 본 연구에서는 진공챔버 내부에 수분이 존재하는 경우를 모사하여, 포화증기압에서 액체의 잠열 이상으로 외부로부터 열을 받는 구간과 그렇지 못한 경우에 대한 현상을 살펴보고 이에 따른 챔버 내부 압력 변화에 대해 고찰하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.3
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• pp.231-237
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• 1995

알루미늄 합금 진공챔버를 제작할 때 따르는 기밀 기술을 용접과 플랜지 이음 측면에서 해설하였다. 알루미늄 합금 재료 특성의 유리한 점 때문에 진공챔버로서의 그 사용이 증가하고 있으나, 챔버나 부품들을 제작할 때에 용접과 플랜지 이음에 상대적인 어려움이 있다. 진공 용접은 주로 TIG용접이며, 용접시에 가상누설을 최소화 하고 균열 방지를 위한 용접설계와 시공조건을 고려하는 것이 중요하다. 플랜지 이음에서는 알루미늄 콘플랫형과 금속오링을 사용하는 플랜지에 대하여 소개하였다. 이러한 기술은 앞으로 핵융합장치, 플라즈마 실험장치, 반도체 제조장비, 일반 초고진공장치에 응용될 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.354-354
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• 2011

인공위성이 임무를 수행하는 우주환경은 지상 환경과 달리 고진공 및 극저온의 극한환경으로 지상에서는 제대로 작동하는 것으로 관찰되더라도 우주환경에서는 예상하지 못한 기능장애를 일으켜 위성의 성능에 치명적인 영향을 미치기도 한다. 이에 10e-5 torr 이하의 고진공과 $-180^{\circ}C$ 이하의 극저온 환경을지상에서 모사하여 위성체의 안정성 및 신뢰성을 시험한다. 시험에는 열진공챔버라고 불리는 장비들이 사용이되며, 기본적으로 챔버 내부 진공형성이 중요하다. 열진공챔버들 가운데는 직경 9m, 길이 10m의 대형 진공용기도 포함이 되며, 배기를 위한 저진공 및 고진공의 펌프들이 사용된다. 한국항공우주연구원에서 보유한 각종 우주환경모사용 챔버 및 진공펌프들은 설치 후 10년 이상 가동한 노후 장비들로 제 기능을 발휘하기 위해서는 적정 유지 보수 및 관리가 필요하다. 본 논문에서는 대형 진공시스템의 원활한 사용을 위한 유지보수 및 관리 방안에 대해 설명한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.103.2-103.2
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• 2013

위성체는 우주공간의 고진공 상태와 태양 복사열에 의한 고온 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 인해 주요 부품의 기능장애가 초래되므로 발사전 지상에서 열진공 시험장비를 이용한 열진공시험을 수행한다. 우수한 성능의 위성체 부품의 검증을 위해서 열환경 시험 요구에 따라 균일한 복사열이 매우 중요하나, 시험 조건을 비롯하여 여러 원인으로 인하여 열전달의 불균일성이 발생하게 된다. 이로 인해 시스템에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 시험 조건에 의한 열전달량을 고려하여 적절한 히터파워를 선정하고 챔버 내에 적절한 방열판과 챔버 슈라우드의 열교환이 간섭이 없도록 장비를 운용해야 한다. 본 연구에서는 상용프로그램인 FLUENT를 이용하여 열진공 챔버 내부 벽면의 불균일한 복사열에 따른 비정상 열전달 특성에 대하여 수치해석을 수행한 뒤 시편의 온도 분포 및 열전달 특성에 대해 비교분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.120.1-120.1
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• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.114.2-114.2
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• 2013

위성체가 임무를 수행하는 우주환경은 지상 환경과 달리 고진공, 고온 및 극저온의 가혹한 환경 이다. 이에 $10^{-5}$ Torr 이하의 고진공과 $-180^{\circ}C$ 이하의 극저온 및 고온의 환경조건을 지상에서 모사하기 위해서는 열진공챔버와 같은 우주환경모사장비가 사용된다. 위성체를 열진공챔버에 설치하고 우주환경모사 시험의 월할한 진행을 위하여 열진공챔버 내 레일을 설치하여 열진공시험 준비 및 열진공시험이 수행되어진다. 현재 위성체 연구개발의 발전으로 다양한 기능 및 장비의 추가로 인하여 위성체가 대형화 되어지고 있다. 이에 보다 안전한 시험 준비 및 수행을 위하여 현재 운용되어지고 있는 열진공챔버의 개선이 필요하다. 이에 본 연구에서는 상용유한요소해석 프로그램 MSC.PATRAN/NASTRAN을 사용하여 대형 위성체의 우주환경모사 시험을 위한 열진공챔버 내 레일에 대한 구조 안선성을 평가 하고자 한다.