펌프의 장시간 운전에 대한 안정성을 보장하기 위해 펌프 설치레벨에 대하여 API 규격 및 펌프 제조사 규정이 있다. 그러나 현장에서는 펌프의 설치레벨에 대하여 간과하여 설치하는 경우가 다수 있다. 이에 본 연구는 횡형펌프의 설치레벨 기준을 제시하고 기준을 초과하는 설치레벨이 펌프 케이싱에 어떠한 변형을 야기하는지 또한 변형을 통한 베어링부 preload 예측 및 preload를 받는 축계의 응답특성을 평가하여, 펌프 베어링 하우징에서의 동적인 응답을 판단하고 설치레벨이 펌프 진동에 미치는 영향을 판단하는 것에 목적이 있다.
In this paper, standardization activities and trends of ISO TC 108/SC 2(Measurement and evaluation of mechanical vibration and shock as applied to machines, vehicles and structures) are reviewed.
Developers generally use test standards suggested by military standards such as MIL-STD-810G when performing vibration tests in the materiel development. However, according to MIL-STD-810G, it is recommended to test by tailoring the test standard suitable for the developed materiel, and it is specified to apply the suggested test standard only when there is difficulty in tailoring. In addition, the test standards presented by MIL-STD-810G are standards created under operating conditions different from the actual operating environment of each developed materiel, so the test according to this standard may be excessive or understated. Therefore, the developer must create an appropriate vibration test standard for the developed materiel as similar to the operating conditions as possible. In this paper, the procedure for creating the functional test standard and durability test standard suitable for the operating environment of the equipment to be mounted on the propeller aircraft under development is described, and the created standard is introduced.
무기체계 개발에서 개발장비의 내구성은 개발자가 고려해야될 가장 중요한 항목 중에 하나이다. 그러나 이런 개념이 꼭 무기체계 개발에만 국한된다고 생각되지는 않는다. 실제로 여러 선진국에서는 자동차나 항공기 그리고 인공위성에 탑재되는 거의 모든 장비를 환경시험을 통하여 엄격하게 관리하고 있는 것이 사실이고, 우리 기업들 역시 진동을 비롯하여 온도, 충격, EMI/EMC등 환경시험분야에 많은 관심을 기울이고 있기 때문에 이런 환경시험수준 결정절차나 과정 그리고 결과를 나름대로 파악하는 일은 매우 중요하다고 판단된다. 여러 환경시험 중에서도 진동시험은 가장 보편적이고 오래된 것으로 진동시험을 합리적으로 수행하기 위해서는 무엇보다도 합리적이고 타당한 진동시험수준 결정이 필요하다. 미 군사규격도 Sinusoidal이나 Swept Sine에서 Random Vibration 시험까지 여러 종류의 시험에서 각각에 맞는 시험 방법을 제시하고 있으나 이를 뒷받침하는 이론적 설명은 부족한 편이다. 이런 상황에서 프랑스가 환경시험, 특히 진동 시험에 많은 연구를 하고 있어서 이번에 국방과학연구소가 프랑스의 Thomson-CSF사와 함께 일하면서 배우고 나름대로 연구한 것을 앞장에 언급하였다. 세부적인 내용이 많이 포함되지는 못했지만 가능하면 여러 분야에서 이런 작업이나 연구에 관하여 많은 관심을 가져 주기를 바란다.
공개된 자료들을 바탕으로 NASA의 표준 착화기 NSI-1,2,3의 간략한 성능규격 비교와 함께 NSI에 연결되는 전기 커넥터의 규격을 비교하였다. NSI-1,2에 연결되는 커넥터의 규격은 MSFC-40M38298과 MIL-DTL-26482, series1이며, NSI-3에 연결되는 커넥터의 규격은 MIL-DTL-38999, series3이다. 전체적인 내환경 성능은 낮음에서 높음 순서로 MIL-DTL-26482, series1/MSFC-40M38298/MIL-DTL-38999, series3 이다. 특히, 고충격, 고진동 환경에서 착화기를 사용하여야 한다면 NSI-3의 커넥터 규격인 MIL-DTL-38999, series3의 커넥터를 사용하는 것이 적절할 것이다.
저소음, 저진동이 장점인 맥동관형 냉동기 및 이를 이용한 크라이오 펌프를 국산화하는 연구개발사업이 상당히 진전되어 첫 번째 시제품을 완성했다. 3개월 여에 걸쳐 냉동기 냉동능력, 진동 및 펌프 냉각시간을 포함해서 질소, 수소 또는 알고에 대한 펌프 배기속도, 배기용량, 최대유량, 교차값, 알곤회복시간 등 규격, 비규격을 통틀어 모든 평가항목을 망라하는 펌프 배기 성능시험을 완료했다. 성능평가결과에 나타난 시제품의 장단점을 분석하여 보완 및 개선점을 찾고 이를 완제품 제작에 반영하려고 한다. 내경 14인치인 크라이오 펌프 시제품의 질소 배기속도는 목표치를 30% 정도 상화하여 4,600 L/s가 나왔고 배기용량은 약 45만 $mbar{\cdot}L$에 달했으며 교차값은 2,200 $mbar{\cdot}L$로 측정되었다. $5{\times}10^{-8}$ mbar 기준 알곤 회복시간은 2분 정도로 5분 이내라는 기준을 만족했다. 한편 20 K까지 펌프 냉각시간이 135분이므로 15분 이상 단축이 필요한데 이는 열차폐 특히 배플의 열적설계를 개선함으로써해결하려고 한다. 그리고 수소에 대한 배기성능 개선을 위해 활성탄 어레이의 제작공정을 표준화할 필요가 있다.
국제표준화기구(International Standards Organization : ISO)는 현재 전 세계적인 관련분야의 전문가의 참여 하에 상태감시 및 진단 분야의 규격을 개발하고 있다. 본고에서는 기계진동 및 충격분야의 기술위원회(Technical Committee : TC)인 TC108 산하의 부분위원회(Subcommittee : SC) 5에서 수행중인 기계의 상태감시 및 진단에 관련된 제정작업의 활동현황 전반에 관해 개략적으로 설명한다.(중략)
방위산업분야의 항공기용 전자장비는 신뢰성 설계를 위하여 MIL규격이나 실측된 PSD데이터를 이용하여 보수적으로 설계하는 것이 일반적이다. 하나의 프로젝트에서 개발되는 PCB는 수십 종에 이르고 그 장착위치나 설계변경이 병행되므로 PSD랜덤 진동해석의 대안으로 등가정적해석을 수행하게 된다. 등가정적해석결과의 보수성을 확인하기 위하여 PSD랜덤진동해석으로부터 추출된 정규분포를 갖는 각 방향 응력에 대해 Monte Carlo모의를 수행하여 결과를 비교분석하였다. 결론적으로 PSD랜덤진동 해석의 대안으로 등가정적해석결과의 유용성과 보수성을 통계적으로 비교하였고 실험을 통하여 결과의 타당성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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