• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권4호
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• pp.1-6
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• 2021

The non-explosive holding and release mechanism is used to prevent damage to the mission component caused by explosives when the deployment structure for Cube Satellites is separated. However, among the several types available, the non-explosive holding and release mechanism system using nylon wires depend on the nylon wire knot method and tightening power of the worker. Therefore, in this study, we conducted experiments with the operation of a new holding and release mechanism system by conceptualizing the Boa System Dial, which can provide a constant tightening force regardless of worker proficiency and deploying a imitational solar panel. In this study, the process of binding and unbinding with constant tension was recorded while applying the novel non-explosive holding and release mechanism using the Boa System Dial proposed. In addition, required advances are indicated for the application of the proposed system to actual Cube Satellites.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.911-915
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• 2014

Pyrotechnic devices are widely used for space appendages. However, a cube satellite requirements do not permit the use of explosive pyrotechnic device. A nichrome burn wire release has typically been used for holding and release of deployable appendages of the cube satellite due to its simplicity and low cost. However, relatively low mechanical constraint force and system complexity for application of multi-deployable systems are disadvantages of the conventional mechanism. To overcome these drawbacks, we have developed a segmented nut type holding and release mechanism based on the nichrome burn wire release. The great advantages of the mechanism are much lower shock level and larger constraint force than the conventional mechanism using pyro. Flight model for on-orbit verification was developed and verified through release function test, vibration test and thermal vacuum test.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제7권3호
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• pp.20-25
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• 2013

In case of cube satellite, it is difficult to realize the same performance as commercial satellite due to its highly restricted unit accommodation space. To maximize the performance of the cube satellite, design concept considering the multi-function of satellite is required. In this paper, mechanism design of cube satellite which is applicable for the holding and release of multi-deployable structures has been proposed and investigated. In addition, a switch mechanism design for the autonomous system operation just after the cube satellite separation from P-POD has also been proposed. The effectiveness of the mechanism design for holding and release of multi-deployable structures has been demonstrated by EM test of the holding and release mechanism.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.401-406
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• 2013

Non-explosive shockless holding and release mechanism for a nano class small satellite application has been proposed and investigated. The great advantages of the mechanism are a much lower shock level and larger constraint force than the conventional mechanism using pyro and the heating wire cutting mechanism which has been generally applied to the cube satellite program. To investigate the effectiveness of the mechanism design, EM mechanism was developed and tested to verify the basic function of the mechanism. The test results indicate that the proposed mechanism is well functioning as the mechanism design intends.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권4호
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• pp.602-613
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• 2015

As one of the mission payloads to be verified through the cube satellite mission of Cube Laboratory for Space Technology Experimental Project (STEP Cube Lab), we developed a hinge driving separation nut-type holding and releasing mechanism. The mechanism offers advantages, such as a large holding capacity and negligible induced shock, although its activation principle is based on a nylon cable cutting mechanism triggered by a nichrome burn wire generally used for cube satellite applications for the purpose of holding and releasing onboard appendages owing to its simplicity and low cost. The basic characteristics of the mechanism have been measured through a release function test, static load test under qualification temperature limits, and shock measurement test. In addition, the structural safety and operational functionality of the mechanism module under launch and on-orbit environments have been successfully demonstrated through a vibration test and thermal vacuum test.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권6호
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• pp.529-534
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• 2014

전개형 우주 구조물의 구속 및 분리를 위해 일반적으로 적용되는 폭발식 분리장치의 경우, 극초소형 위성으로 분류되는 큐브위성에는 적용불가가 설계요구조건으로 규정되어있다. 큐브위성의 제한된 장착 공간과 이로 인한 저충격 요구조건, 저가의 개발비 등의 요구조건으로부터 일반적으로 적용이 용이한 나일론선 열선절단방식이 적용되고 있다. 하지만 나일론선 적용에 따른 낮은 체결력과 복수 구조물의 구속/분리를 위해 복수의 체결부와 열선을 필요로 하는 등 시스템 복잡화 및 신뢰도 저하의 문제점이 존재한다. 본 연구에서는 상기의 문제점 해결을 위해 힌지 구동형 분리너트를 적용한 구속분리장치를 제안하였으며, 인증시험 온도범위에서의 분리장치 동작 기능시험, 정하중 시험, 충격레벨 측정시험을 통해 설계의 유효성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권3호
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• pp.274-280
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• 2016

2015년 발사예정인 우주기반기술 검증용 큐브위성 STEP Cube Lab.의 주요 탑재체인 열선절단방식 힌지구동형 구속분리장치는 높은 체결력 및 저충격 구현의 장점으로 초소형위성 전개구조물의 구속/분리에 적용이 용이하며, 기존 나일론선 절단방식의 낮은 체결력 및 복수구조물 적용에 따른 시스템 복잡화의 단점을 극복가능하다. 본 논문에서는 인증모델 검증시험이 완료된 구속분리장치의 궤도검증 임무수행을 목적으로 체결력 검증 및 전개 확인 신호 획득이 가능한 비행모델을 설계/제작하였으며, 탑재체 레벨에서의 발사 및 궤도환경 검증시험을 수행하여 설계 유효성을 입증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.81-88
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• 2021

일반적으로 큐브위성용 전개형 태양전지판을 수납 및 전개시키기 위해 사용되는 구속분리장치는 비폭발식 나일론선 절단방식이 적용된다. 그러나 상기 방식은 태양전지판 수납 상태에서 큐브위성의 배터리 충전, PCB 및 탑재체의 전기적 점검 및 시험 등을 위한 접근 포트 연결 시 분리장치의 구속해제 및 재채결 작업이 반복적으로 요구된다. 따라서, 기존의 구속분리장치는 위성체 내부 접근을 위해서는 작업자의 번거로움 및 일관된 나일론선 체결작업 공정 유지의 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 나일론 선 절단 없이 구속 핀 분리만으로 자유롭게 태양전지판 전개 및 수납이 가능한 Pin-puller형 태양전지판 구속분리장치를 제안하였으며, 기능 및 성능검증을 위한 분리장치의 전개시험 및 최대 분리하중 측정 시험을 통해 분리장치 설계의 유효성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권12호
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• pp.1087-1094
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• 2016

발사체 지상고정장치는 지상운용시 발사패드에 기립된 발사체를 견고하게 지지하다가 발사시점에서 고정장치를 해제하여 발사체를 이륙하도록 하는 장치이다. 엔진점화이후 발사체 최대추력에서 발사체 고정의 급격한 해제는 Ka Doing a Doing a Doing 현상을 발생시켜 발사체 구조에 심각한 손상을 초래한다. 따라서, 발사체 지상고정장치는 고정력을 점진적으로 해제하기위한 기능이 요구된다. 또한 총 4개 고정장치의 해제 동작은 대단히 정밀하게 동시에 작동 하여야 한다. 본 연구에서는 복잡한 유압기기 없이 축압기 및 파이로 밸브에 의해 유압구동기의 속도를 발생시키고 오리피스로 속도를 제어함으로써 요구조건들을 충족하는 유압시스템을 제안하였다. 다물체 동역학 해석 및 Amesim을 이용한 유압시스템 해석을 통하여 유압구동기 목표속도를 도출하고 목표 속도를 만족하기 위한 오리피스의 단면적을 산출하였다. 이와 같은 연구를 통하여 복잡한 유압기기 없이 동작하는 신뢰도 높은 유압시스템을 설계하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권10호
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• pp.867-875
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• 2018

종래의 큐브위성용 나일론선 절단방식 태양전지판 구속분리장치는 단순히 패널 평면상에 나일론선을 체결함에 따른 취약한 구속력으로 인해 태양전지판 면적이 증가함에 따라 발사하중에 대한 구조 건전성 확보에 한계가 존재한다. 본 연구에서는 전술한 종래 분리장치의 한계점 극복을 위해 Ball & Socket 접속부가 반영된 별도의 타원형 브라켓을 적용하여 높은 구속력, 전개 및 평면 방향 동시구속 및 체결작업의 용이성 등의 장점을 갖는 6U 큐브위성용 태양전지판 구속분리장치를 제안하였다. 상기 구속분리장치의 설계 방향성 파악을 위해 큐브위성용 태양전지판 조립체에 대한 발사하중을 고려한 구조해석을 실시하였다. 또한, 상이한 온도조건에서의 나일론선 두께 및 체결횟수에 따른 기능시험을 수행하여 제안된 구속분리장치의 유효성을 검증하였다.