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위성시스템 진동시험을 위한 힘-모멘트 계측 시스템 개발
임종민,우성현,은희광,전종협 한국항공우주학회 2023 韓國航空宇宙學會誌 Vol.51 No.11
발사 환경에서 위성의 구조적 건전성을 검증하기 위해 진동시험 시설을 이용하여 진동시험을 수행하게 된다. 진동시험 과정에서 과도한 시험으로 인한 위성의 위험성 문제를 최소화하고 비행 환경을 보다 실제와 유사하게 지상에서 모사하기 위하여 위성 인터페이스에서의 반력 및 모멘트를 측정하여 제한하는 방법이 사용된다. 이를 힘 제한 진동시험이라고 한다. 일반적으로 힘 제한 진동시험을 위해 사용되는 힘-모멘트 계측 시스템은 인터페이스 링, 힘 센서 및 신호 합산을 위한 장치로 구성된다. 여러 지점에서 측정된 국부적인 반력을 이용하여 최종적인 힘과 모멘트를 계측하는 구성은 매우 복잡하고 또한 각각의 힘 센서 상태와 국부적으로 작용하는 힘의 분포를 알 수 없다. 한국항공우주연구원에서는 간단한 시험 장비의 구성과 진동시험 과정에서 힘의 분포에 대한 정보를 얻기 위해 힘-모멘트 계측 시스템을 개발하였다. 최대 72채널의 힘 신호에 대한 실시간 처리 및 모니터링을 구현하기 위해 힘 신호 계산 장치와 모니터링 소프트웨어를 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 힘-모멘트 계측 시스템의 설계 및 개발 과정을 소개하고자 한다. 또한 개발된 시스템을 적용한 성능검증 과정 및 다누리호에 적용된 실제 사례를 소개하고자 한다. In order to verify the structural integrity of satellite during launch environment, vibration test is performed using vibration facility. In addition, to reduce the over-testing problem and to simulate the flight environment more actually, the method of measuring and limiting the reaction forces and moments at satellite interface has been used, which is called as force limited vibration testing. Generally the force measurement system in the vibration testing is composed of interface ring, force sensors and signal summation electronic. So the measurement configuration for resultant forces and moments is very complicate. In addition, the status and local distribution of each force sensor can’t be known. For the simple configuration and more insight on force distribution during vibration, KARI developed force measurement system. To realize the real time processing and monitoring for 72ch force signals, force signal calculation unit and monitoring software are developed. In this paper, the design and development of new force measurement system are introduced. Also the verification process and the test results of force limited vibration are presented.
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