• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권2호
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• pp.104-116
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• 2024

인공위성은 발사체 모델과 연성하중해석을 수행하여 설계를 최종 검증하게 된다. 연성하중해석 결과의 정확도를 높이기 위해서는 유한요소모델 정확도가 매우 중요하며, 이를 위해 모델 보정은 필수적이다. 일반적으로 모델 보정은 재료 물성치와 두께 등을 하나씩 바꿔가며 수행하게 되는데, 이는 매우 많은 시간과 비용이 소요된다. 따라서 본 논문에서는 최적화 기법을 이용하여 탑재체 유한요소모델의 보정작업을 보다 효율적으로 수행하였다. 분산분석을 통해 중요 변수를 선정하고, 크리깅 대체 모델을 이용하여 해석과 최적화에 필요한 시간과 비용을 절감하였다. 본 논문에서 제안한 보정 방법은 진동 시험 결과만 있으면 적용할 수 있으며, 수치적인 계산 비용과 소요 시간을 대폭 줄일 수 있다는 점에서 효율성 측면에서 큰 장점이 있다.

• 우주기술과 응용
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• 제4권1호
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• pp.27-47
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• 2024

뉴스페이스(New Space) 시대에 이르러 궤도상 서비싱(OOS, on orbit servicing) 임무를 수행하기 위한 인공위성들이 개발되고 있다. 궤도상 서비싱을 위한 다양한 임무는 고장수리, 재급유, 견인, 구성품 교체, 우주 상 건설 등의 여러 임무가 있으며, 이를 수행하기 위해 로봇팔 탑재체가 탑재되어야 한다. 로봇팔 탑재체는 기존 인공위성의 탑재체와 달리 고정된 상태로 움직이지 않는 것이 아니라 임무 수행을 위해 지속적으로 움직여야 하는 탑재체라는 특징이 있으며, 또한 인공위성의 구조체 내부에 존재하는 것이 아닌 우주공간에 직접적으로 노출된 상태로 임무 수행을 해야 한다는 특징이 있다. 이러한 탑재체의 특징으로 인해 극한의 우주 열환경에서 이상 없이 운용될 수 있는 열 설계 및 해석은 필수적이나, 로봇팔 열 설계 및 해석에 대한 논문은 그리 많지 않은 실정이다. 본 논문에서는 현재까지 개발된 로봇팔 탑재체에 대한 열 설계, 해석에 대한 사례들을 소개 및 정리하였으며, 마지막에는 앞으로 개발할 로봇팔 탑재체의 열 설계 및 해석에 대한 방향을 제시해 보고자 한다.

• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.73-79
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• 2012

저궤도 위성은 지상과 교신할 수 있는 시간이 매우 제한되어 있으므로 위성에서 생성되는 모든 원격측정 데이터는 대용량 메모리에 저장되었다가 지상교신 시 실시간 데이터와 함께 지상으로 전송된다. 대용량 메모리는 최초 시스템 초기화 과정에서 초기화가 시작되어 각 블록의 상태정보가 생성되고 원격측정데이터를 저장할 수 있는 준비를 한다. 운영 중에 계속적으로 대용량 메모리에 원격측정데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 지상으로 전송한다. 그리고 우주환경에서 발생할 수 있는 메모리 오류를 제거하기 위하여 주기적으로 메모리 스크러빙을 수행한다. 본 논문은 저궤도위성 원격측정 데이터 처리를 위한 대용량 메모리 운용방식에 대한 것으로 대용량 메모리 구조, 메모리 초기화 및 메모리 스크러빙 방식, 대용량 메모리를 통한 원격측정데이터 저장 및 전송 방식, 주/부 대용량 메모리 운용 방식에 대해서 기술한다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제2권2호
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• pp.217-232
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• 2015

To prevent over-testing of the test-item during random vibration testing Scharton proposed and discussed the force limited random vibration testing (FLVT) in a number of publications. Besides the random vibration specification, the total mass and the turn-over frequency of the load (test item), $C^2$ is a very important parameter for FLVT. A number of computational methods to estimate $C^2$ are described in the literature, i.e., the simple and the complex two degrees of freedom system, STDFS and CTDFS, respectively. The motivation of this work is to evaluate the method for the computation of a realistic value of $C^2$ to perform a representative random vibration test based on force limitation, when the adjacent structure (source) description is more or less unknown. Marchand discussed the formal description of getting $C^2$, using the maximum PSD of the acceleration and maximum PSD of the force, both at the interface between load and source. Stevens presented the coupled systems modal approach (CSMA), where simplified asparagus patch models (parallel-oscillator representation) of load and source are connected, consisting of modal effective masses and the spring stiffness's associated with the natural frequencies. When the random acceleration vibration specification is given the CSMA method is suitable to compute the value of the parameter $C^2$. When no mathematical model of the source can be made available, estimations of the value $C^2$ can be find in literature. In this paper a probabilistic mathematical representation of the unknown source is proposed, such that the asparagus patch model of the source can be approximated. The chosen probabilistic design parameters have a uniform distribution. The computation of the value $C^2$ can be done in conjunction with the CSMA method, knowing the apparent mass of the load and the random acceleration specification at the interface between load and source, respectively. Data of two cases available from literature have been analyzed and discussed to get more knowledge about the applicability of the probabilistic method.

• 천문학회보
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• 제39권1호
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• pp.70.2-70.2
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• 2014

We developed a three-dimensional (3D) magnetohydrodynamic (MHD) simulation code to reproduce the structure of a solar wind and the propagation of a coronal mass ejection (CME) through it. This code is constructed by a finite volume method based on a total variation diminishing (TVD) scheme using an unstructured grid system (Tanaka 1994). The grid system can avoid the singularity arising in the spherical coordinate system. In this study, we made an improvement of the code focused on the propagation of a CME through a solar wind, which extends a previous work done by Nakamizo et al. (2009). We first reconstructed a solar wind in a steady state from physical values obtained at 50 solar radii away from the Sun via an MHD tomography applied to interplanetary scintillation (IPS) data (Hayashi et al. 2003). We selected CR2057 and inserted a spheromak-type CME (Kataoka et al. 2009) into a reconstructed solar wind. As a result, we found that our simulation well captures the velocity, temperature and density profiles of an observed solar wind. Furthermore, we successfully reproduce the general characteristics of an interplanetary coronal mass ejection (ICME) obtained by the Helios 1/2 spacecraft (R. J. FORSYTH et al. 2006).

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.87-93
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• 2013

달 착륙선 개념설계형상 검증모델은 한국형 달착륙선의 진보된 우주 비행체 기술들의 개발 및 검증을 위한 시험베드로서 개념설계형상을 바탕으로 달과 지구의 중력 차이를 고려하여 실제 중량의 1/6 스케일로 설계된 수직이착륙이 가능한 달착륙선의 프로토타입이다. 검증모델은 지상에 고정된 상태에서 추력기 클러스터링 시험과 가상비행시험을 수행하였다. 검증모델 지상시험은 두 달 동안 고흥항공센터 고체모터연소 시험장에서 진행했다. 검증모델의 지상시험의 목적은 비행모델 탐사선의 개발 이전에 주요 전자장비, 200N급 추진시스템, 제어 알고리즘 및 소프트웨어, 구조체의 핵심기술 및 체계운용기술 등의 전체 시스템에 대한 시연 및 검증이다. 본 논문에서는 시험형상, 시험목적 그리고 시험제반시설에 대한 기술을 포함한 가상비행시험에 대한 내용을 기술한다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제7권3호
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• pp.229-249
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• 2020

This paper is the logical follow-up of four papers by the author on the subject "aerodynamics in Mars atmosphere". The aim of the papers was to evaluate the influence of two Mars atmosphere models (NASA Glenn and GRAM-2001) on aerodynamics of a capsule (Pathfinder) entering the Mars atmosphere and also to verify the feasibility of evaluating experimentally the ambient density and the ambient pressure by means of the methods by McLaughlin and Cassanto respectively, therefore to correct the values provided by the models. The study was carried out computationally by means of: i) a code integrating the equations of dynamics of an entry capsule for the computation of the trajectories, ii) two Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) codes for the solution of the 2-D, axial-symmetric and 3-D flow fields around the capsule in the altitude interval 50-100 km. The computations verified that the entry trajectories of Pathfinder from the two models, in terms of the Mach, Reynolds and Knudsen numbers, were very different. The aim of the present paper is to continue this study, considering other aerodynamic problems and then to provide a contribution to a long series of papers on the subject "aerodynamics in Mars atmosphere". More specifically, the present paper evaluated and quantified the effects from the two models of: i) chemical reactions on aerodynamic quantities in the shock layer, ii) surface temperature, therefore of the contribution of the re-emitted molecules, on local (pressure, skin friction, etc.) and on global (drag) quantities, iii) surface recombination reactions (catalyticity) on heat flux. The results verified that the models heavily influence the flow field (as per the shock wave structure) but, apart from the surface recombination reactions, the effects of the different conditions on aerodynamics of the capsule are negligible for both models and confirmed what already found in the previous paper that, because of the higher values of density from the NASA Glenn model, the effects on aerodynamics of a entry capsule are stronger than those computed by the GRAM-2001 model.

• Composites Research
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• 제32권2호
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• pp.120-126
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• 2019

고성능 직물은 방탄, 방검 등의 개인 보호구뿐만 아니라, 우주보호시스템, 차량방탄 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한 고성능 직물의 성능향상을 위한 다양한 종류의 연구가 진행되었고, 동시에 많은 해석 방법들이 개발되어 왔다. 본 연구에서는 고속 및 초고속 충돌, 충격 현상 등에 특화된 상용해석 프로그램인 Autodyn을 사용하여 국산 고성능 직물인 Heracron의 고속 충돌 현상을 최초로 모사하였다. Heracron 직물에 사용된 입력 물성치별 민감도를 확인하는 해석을 수행하였다. 시험의 검증을 위해 2단 경 가스건을 사용하여 직물 1, 3, 5장의 시편을 약 200-500 m/s의 알루미늄 구체의 충돌시켜 전 후 속도를 측정하였다. Autodyn 프로그램을 이용하여 Heracron 직물의 고속 충돌 현상을 성공적으로 구현하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권3호
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• pp.195-215
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• 2022

The increasing interest in CubeSat platforms ant their capability of enlarging the frontier of possible missions impose technology improvements. Miniaturized electrical propulsion (EP) systems enable new mission for multi-unit CubeSats (6U+). While electric propulsion systems have achieved important level of knowledge at equipment level, the investigation of the mutual impact between EP system and CubeSat technology at system level can provide a decisive improvement for both the technologies. The interaction between CubeSat and EP system should be assessed in terms of electromagnetic emissions (both radiated and conducted), thermal gradients, high electrical power management, surface chemical deposition, and quick and reliable data exchanges. This paper shows how a versatile CubeSat Test Platform (CTP), together with standardized procedures and specialized facilities enable the acquisition fundamental and unprecedented information. Measurements can be taken both by specific ground support equipment placed inside the vacuum facility and by dedicated sensors and subsystems installed on the CTP, providing a completely new set of data never obtained before. CTP is constituted of a 6U primary structure hosting the EP system, representative CubeSat avionics and batteries. For the first test campaign, CTP hosts the ambipolar plasma propulsion system, called Regulus and developed by T4I. After the integration and the functional test in laboratory environment, CTP + Regulus performed a Test campaign in relevant environment in the vacuum chamber at CISAS, University of Padua. This paper is focused on the test campaign description and the main results achieved at different power levels for different duration of the firings.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권11호
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• pp.791-800
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• 2022

능동 진동 제어 시스템(Active vibration control system, AVCS)을 이용하여 헬리콥터 기체의 능동 진동 제어 시 우수한 진동 제어 성능을 얻기 위하여서는 진동 상쇄 하중 발생기의 개수, 위치 및 하중 방향의 조합의 최적화가 중요하다. 따라서 고려 가능한 모든 하중 발생기의 조합에 대하여 헬리콥터 기체에 대한 AVCS의 진동 제어 성능을 조사하기 위해 Exhaustive 시험 기법을 적용한 AVCS 프레임워크를 구축하였다. 로터 진동 하중 해석, 기체 진동 응답 해석 및 AVCS 시뮬레이션 연구를 수행하기 위해 DYMORE II, MSC.NASTRAN 및 MATLAB Simulink 등 다양한 프로그램을 사용하였다. 이를 이용하여 비행 속도 158 knots의 UH-60A 헬리콥터에 대한 AVCS 적용을 위한 CRFG 조합을 최적화하였다. 최적의 CRFG 조합이 적용된 AVCS를 통해 UH-60A 헬리콥터의 4P 기체 진동 응답을 능동 제어한 결과, 기체의 주요 위치에서 4P 기체 진동 응답이 19.35~98.07%만큼 감소될 수 있었다.