• 한국항공우주학회지
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• 제41권6호
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• pp.473-480
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• 2013

2020년 예정인 국내 달 탐사 프로그램을 위하여 달착륙선에 관한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 RCS jet을 고려한 달 착륙선의 Powered descent phase에서의 유도제어시스템을 구성하고 통합 시뮬레이션을 수행하였다. 달착륙선은 RCS 제트추력기를 이용하여 자세를 제어하므로 일반적인 비례제어기가 아닌 뱅뱅제어기를 사용하게 된다. 본 논문에서는 16개의 추력기를 이용하여 자세제어를 수행하고, 이를 위하여 phase-plane 스위칭 함수를 이용한 on/off 제어기와 추력기 선택 알고리즘을 적용하였다. 또한 Fuzzy logic을 이용한 유도 알고리즘을 이용하여 최적기법을 통해 생성된 기준경로에 따라 정확하고 안전하게 착륙 할 수 있음을 확인 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.124-132
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• 2018

본 논문에서는 다양한 착륙환경변수를 고려한 달착륙선의 착륙안정성 평가를 수행하였다. 달착륙선의 착륙안정성에 대한 판단 기준을 안정착륙, 미끄러짐(Sliding)으로 인한 조건부 안정착륙, 전복(Tip-over)으로 인한 불안정착륙으로 3가지로 분류하였다. 특히 달착륙선 전복 각도 예측을 위해 달착륙선이 착륙할 때 무게중심이 낮아지고, 착륙장치의 풋패드 간격이 늘어나는 현상을 고려하는 변수를 사용하여 준정적 전복해석식을 정리하였다. 이 결과를 상용유한요소 구조해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 달착륙선의 유한요소 모델해석을 통해 얻은 결과와 비교하여 타당성 및 정확성을 검증하였다. 검증된 유한요소모델을 착륙자세, 횡방향속도, 지면의 각도, 마찰계수 등 다양한 환경변수에 따른 해석을 실시하고 그 경향성에 관해 검토하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.766-774
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• 2017

달착륙선 하강엔진에서 사출된 배기가스가 월면과 충돌할 때 배기가스와 월면과의 상호작용으로 인해 월면에 분포되어 있는 표토가 분산된다. 이때, 분산된 표토입자가 착륙선과 충돌할 경우 성능 저하 등과 같은 역효과를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 달착륙 엔진의 배기가스 거동을 전산유체해석을 통해 예측하고자 하였다. 하강엔진의 노즐내부 영역은 Navier-Stokes 방정식 기반의 연속체 유동 모델을 이용하여 해석하였으며, 노즐 외부 배기가스 거동은 연속체 유동 모델과 직접모사법(DSMC)을 적용하여 해석한 결과를 각각 비교 및 분석하였다. 이를 통해 진공환경에서 달착륙선 하강엔진에 대한 최적의 배기가스 해석 절차를 수립할 수 있었으며, 차후 한국형 달착륙선 개발에 충분히 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.1037-1044
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• 2014

연구에서는 달환경을 고려한 달착륙선 충격흡수장치의 시험장치 구성 및 시험을 수행하였다. 달착륙선은 착륙 시 충격 완화를 위하여 토양이 있는 지역을 착륙지점으로 선정한다. 착륙 시 발생하는 달착륙선의 가속도는 착지면의 특성의 영향을 받아 결정된다. 달착륙선의 충격흡수장치의 시험에서 달 토양을 직접 사용할 수 없기 때문에, 복제토를 사용하여 착륙시험을 수행해야 한다. 본 연구에서는 NASA의 달탐사 프로젝트를 통해 획득된 달 토양의 정보를 기반으로 달 토양과 기계적 성질이 유사한 달 복제토 KAUMLS를 개발하여 달착륙선 충격흡수장치의 낙하시험을 수행하였으며, 지면특성에 따른 충격특성 분석을 위하여 단단한 철판과 건조된 모래위에서의 낙하시험을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.314-320
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• 2011

본 연구에서는 2단으로 구성된 달착륙선 충격 흡수 장치에 대한 최적화를 수행하였다. 충격 흡수 장치의 복잡한 충격거동을 모사하기 위해 1차원 구성방정식 모델을 제안하였으며, 이와 함께 상용해석 소프트웨어인 ABAQUS를 활용하여 최적화를 위한 2차 다항회귀 메타모델을 구성하였다. 구성된 메타모델을 순차적 근사 최적설계 기법에 적용하여 2단 충격 흡수 장치의 최적화를 수행하였으며, 이를 통해 허니컴 구조를 이용한 충격 흡수장치의 셀크기와 포일 두께를 변화시킴에 따라 달착륙선의 월면 착륙 시 충격하중을 크게 저감시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권12호
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• pp.867-875
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• 2022

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.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.531-536
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• 2003

In this paper, a redesigned guidance and control system for a lunar lander is presented. In past studies, the authors developed a trajectory and attitude control system which achieves the vertical soft landing on the lunar surface. It is confirmed that the system has a good tracking ability to a predefined profile and good robustness against a thruster failure mode where a partial failure of clustered engines was assumed. However, under the previous control laws, the landing point tends to be shifted, in response to the system parameter values, from a target point. Also, an unbalanced moment due to a thruster failure mode was not considered in the simulation. Therefore, in this study, the downrange control is added to the system to enable the vehicle to land at a pre-assigned target point accurately. Furthermore, inhibiting the effect of the unbalanced moment is attempted thorough redesigning the attitude control system. A numerical simulation was performed to confirm the ability of the proposed system with regard to the above problems. Moreover, in the past simulations, a low initial altitude was assumed as an initial condition: in this study, however, the performance of the proposed system is examined over the whole trajectory from an initial altitude of 10 [km] to the lunar surface.

• 한국항공운항학회지
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• 제19권4호
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• pp.37-43
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• 2011

Lunar exploration program has been prepared with the aim of launch in the 2020's. As part of it, a lunar lander demonstrator has been developed which is the model for verifying all the system, such as structure, propulsion and control system before launch to deep space. After verifying all the system, the demonstrator will be evaluated by flight test. This paper deals with path tracking controller based on thrusters for the demonstrator. For this, first we derive equations of motion according to the allocation of thrusters and design the path tracking controller. The signal generated from the controller is continuous so PWPF(Pulse-Width Pulse-Frequency) modulator is adopted for generating on/off signal. Finally MATLAB simulation is performed for evaluating the path tracking ability and the final landing velocity.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.654-657
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• 2011

한국형 달탐사 계획을 성공적으로 수행하기 위해 한국항공우주연구원에서는 지상 모델을 이용한 핵심기술 확보 및 성능 검증을 수행하기 위한 연구를 진행 중에 있다. 추진시스템의 핵심 기술을 확보하기 위해 핵심 구성품인 추진제 탱크에 대한 국산화 개발을 진행하고 있으며 이를 이용하여 최종적인 추진시스템의 제작/시험을 수행할 예정이다. 본 논문에서는 개발 중인 추진제 탱크의 외부 구조물 가공 결과 및 수압 시험 결과를 소개하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.42-45
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• 2012

한국형 달착륙선의 상승 하강을 위한 추력기는 지상추력 220 N 급으로 유량 130 g/s, 연소실 압력 200 psi 로 설계하여 시험용 반응기를 제작하였다. 인젝터 타잎에 따른 반응속도 및 촉매대 길이에 따른 압력강하 성능을 살펴보았다. LM guide(Linear Motion Guide)를 사용하여 수평방향 추력을 측정하였으며, 초당 126.6 g 의 연료가 흐를 때 214.1 N 의 추력이 측정되었다. 이 때의 촉매대 압력강하는 49.3 psi, 비추력은 172.4 sec로 나타났다.