KSLV-Ⅰ 축소형 노즈페어링 분리운동 해석

은세원(Se-Won Eun),공철원(Cheol-Won Kong),장영순(Young-Soon Jang),이영무(Yeong-Moo Yi) 한국항공우주연구원 2005 항공우주기술 Vol.4 No.2

Vacuum Assisted Resin Transfer Molding 공정에서의 Microvoids 형성과 이동에 관한 연구

은세원 ( Eun Se Won ),이우일 ( Lee U Il ) 한국복합재료학회 2003 Composites research Vol.16 No.6

RTM 공정에 의하여 생성된 제품은microvoids의 함유량에 의하여 기계적인 물성치에 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 microvoid의 형성과 이동을 실험적으로 관찰할 수 있는 방법을 제시하였다. Vacuum assisted RTM 공정에서 유동선단에서의 microvoid의 형성과 이동을 DV camera로써 관찰을 한 후, 그것에서 void의 함유량을 구하고, 실험에서 얻어진 결과로 microvoid model에 필요한 factor들을 얻어낼 수 있었다. 이렇게 하여 얻어진 결과를 다시 실험적인 결과와 비교함으로써 서로 일치하는 결과를 얻어낼 수 있었다. 이번 연구에서 얻어진 결과를 수학적인 모델에 대입함으로서 VARTM 공정 중 microvoid의 함유량을 예측할 수 있다. In RTM process, the content of microvoids can be critical due to the fact that the presence of microvoids degrades mechanical properties on the fabricated composite parts. The present paper proposes an experimental method of observation in void formation and transport. VARTM processes are performed under observation with a digital video camera and then the microvoid formation in the flow front and transport are videotaped and observed both in channels and tows. The obtained data are used in the mathematical model in order to determine the model constants. Experimental results and expected results from the mathematical model show a good agreement with each other.

우주 발사체 구조 요소의 비파괴검사

공철원(Cheol-Won Kong),윤종훈(Jong-Hoon Youn),박재성(Jae-Sung Park),은세원(Se-Won Eun),장영순(Young-Soon Jang),이영무(Yeong-Moo Yi) 한국비파괴검사학회 2009 한국비파괴검사학회지 Vol.29 No.4

우주 발사체는 매우 높은 신뢰도의 경량구조가 필요하다. 비파괴검사 방법 등을 이용한 구조 건전성 관리가 중요하다. 본 논문에서는 우주발사체의 제작 및 검사에 실제 사용되었던 비파괴검사 사례 중 일부를 정리하였다. 겸사 방법으로는 초음파, X-ray, tapping, 음향방출 등이 사용되었고, 하드웨어로는 페이로드 페어링, 고압탱크, 체결부 및 접합부 등을 대상으로 하였다. 페이로드 페어링에서는 샌드위치 미접착 검사의 정량적 기준을 제시하였고, 고압탱크는 내압 인증시험시 내압증가에 따른 음향방출 데이터를 정리하였다. 샌드위치 체결부에서는 음향방출 신호의 주파수 변화에 따른 파손모드를 분석하였고, 이종재료 접합 구조에서는 미접착부 초음파검사를 위한 표준시편을 제시하였다. 이러한 분석 및 기록은 발사체 시스템을 구성하여 어떠한 상황이 발생하여도 신속하게 판단할 수 있는 근거가 될 수 있으며 발사체 시스템의 신뢰도를 높여주는 역할을 한다. Space launch vehicles require highly reliable, lightweight structures. It is thus important to monitor the structural health of these components with nondestructive inspections. In this paper, we studied an example of a nondestructive inspection that was partially applied to the manufacture and inspection of a launch vehicle. Ultrasonic tests, X-rays, tapping, and acoustic emissions comprised the inspection method. A payload fairing, high pressure tank, fastener part, and bonding part were used as hardware to be inspected. We proposed a quantitative standard for debonding inspection of the payload fairing and acoustic emission data for the proof test of the high pressure tank. We analyzed the fracture mode of the sandwich fastener part according to frequency changes. We also proposed a standard specimen for ultrasonic inspection of bonds of different materials. The present analyses and results provide data for evaluation of the launch operation sequence to ensure launch vehicles afford high reliability.

KSLV-Ⅰ 페이로드 페어링 시스템 설계 및 시험절차

공철원(Cheol-Won Kong),은세원(Se-Won Eun),이종웅(Jong-Woong Lee),박재성(Jae-Sung Park),장영순(Young-Soon Jang),이영무(Yeong-Moo Yi) 한국항공우주연구원 2006 항공우주기술 Vol.5 No.1

분리기구, 스킨 구조, 형상, 열차단, 음향블랭킷 그리고 무게와 관련한 페이로드 페어링의 시스템 설계와 시험절차를 정리하였다. 페이로드 페어링은 구조 하중을 지지하는 스킨 구조와 분리를 담당하는 분리기구로 나눌 수 있다. 스킨은 구조하중을 주로 지지하는 복합재 샌드위치 스킨과 금속프레임으로 구성되었다. 페어링 분리 순서는 절반 페어링을 체결하는 채결류를 파이로에 의해 절단 후 스프링의 힘으로 각각 절반의 페어링을 힌지에서 회전시키는 순서에 의한다. 페어링에 관련한 정적인 강도시험은 3가지로 구성되어 있다. 첫 번째는 파이로 에너지 레벨 설정과 관련 있는 페어링 체결부 구조시험이고, 두 번째는 외압시험이며, 세 번째는 굽힘 시험이다. 마지막 굽힘시험은 설계하중까지 하중을 가한 후 분리시험을 수행한다. This paper shows system design of payload fairing about separation device, skin sizing, configuration, thermal protection, acoustic blanket and weight. Payload fairing is mainly composed of skin structures which support structural loads and separation devices which take charge of fairing separation. Skin is composed of composite sandwich and metal frame. After pyro-explosives cut fasteners which connect each half fairing, fairing separation is accomplished by hinge rotations which are rotated by spring forces. The static strength tests regarding fairing are composed of three tests. The object of the first test is fastening parts which are related to pyro energy level, the second is an external pressure test and the third is a bending test. Separation test also will be performed after limit load which simulated aerodynamic loading during flight.

복합재 일체성형 보트테일 구조 성능 시험 결과

남기원(Gi-Won Nam),은세원(Se-Won Eun),이종웅(Jong-Ung Lee) 한국항공우주학회 2016 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.4

발사체 구조물로 사용되기도 하는 보트테일 스킨은 carbon/epoxy면재와 알루미늄 허니콤 코어의 복합재 샌드위치 구조이다. 스킨의 일체 성형을 통해 무게 경량화 및 생산 비용 절감 효과를 예상 할 수 있다. 복합재 구조는 적층의 변화에 따라 최대 응력 및 취약부분이 변하게 되지만 대부분의 경우 직경이 변화되는 구간에서 최대 응력이 발생한다. 이에, 복합재 일체성형 구조의 건전성 평가를 위해 1m급 보트테일의 압축시험을 수행하였다. Composite boat-tail skin structure is composed of carbon/epoxy skin and aluminum honeycomb. Integral curing of this structure could reduce the weight and cost. Maximum stress or vulnerable area of the composite structure can be changed by the stacking sequence. But most of the composite boat-tail structure, maximum stress occurred at the diameter changing section. Therefore, for the evaluation of integral curing of composite boat-tail structure, 1m size boat-tail structure compression test was performed.

KSLV-Ⅱ 페이로드페어링 해석 및 시험

이종웅(Jong-Woong Lee),은세원(Se-Won Eun) 대한기계학회 2018 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2018 No.12

KSLV-II(LV-II) Payload fairing(PLF) protects satellites from the external environment and force. PLF is made of composite sandwich structure due to their considerable bending stiffness and strength-to-weight ratio. Before satellite is separated, payload fairing must bear the compression ,shear and bending load during the flight. In this paper, structural requirement of LV-II PLF is reviewed and structural test and analysis are described. structural test of LV-II PLF accomplished using an actuator and a fixture and analysis has been conducted by ANSYS The structural test and analysis of the LV-II PLF were performed and the results were compared. The results show that the LV-II PLF have an margin of safety for the flight load condition.

한국형발사체 페이로드페어링 분리스프링 설계 및 해석

이종웅(Jong Woong Lee),은세원(Se Won Eun) 한국항공우주학회 2019 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2019 No.11

KSLV-I 페이로드 페어링 구조시험

이종웅(Jong-Woong Lee),공철원(Cheol-Won Kong),은세원(Se-Won Eun),남기원(Gi-Won Nam),장영순(Young-Soon Jang),심재열(Jae-Yeul Shim),이영신(Young-Shin Lee) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.11

페이로드 페어링은 위성과 부품들을 외부환경으로부터 보호하며, 위성분리 전에 페이로드 페어링은 분리된다. 페이로드 페어링은 굽힘 강성과 무게에 비해 강도 비율이 우수한 복합재 샌드위치 재료로 제작 되었다. 페이로드 페어링은 비행 중에 압축, 굽힘 그리고 전단하중을 받게 된다. 본 연구에서는 PLF와 연결구조물의 강도를 확인하기 위하여 액추에이터와 치구를 사용하여 PLF 구조시험을 수행하였다. 구조시험의 목적은 분리 스프링의 힘이 PLF에 가해진 상태에서 조합하중이 PLF에 작용할 때 PLF의 건전성을 확인하는 것이다. 구조시험 결과에서는 분리 스프링 하중과 조합하중에 의한 PLF의 구조 건전성을 확인하였다. Payload fairing(PLF) protects satellites and related equipment from the external environment. They are separated before the satellite separation. Payload fairing made of composite sandwich materials due to their considerable bending stiffness and strength-to-weight ratio. Payload fairing have compression , shear and bending load during the flight. In this study, To check the strength of PLF and connected part, structural test of PLF accomplished using an actuator and a fixture. Purpose of structural test is to verify the strength of PLF in force of separation spring and combination structural load applied. Test result shows that the PLF have an acceptable margin of safety for the combination structural load and force of separation spring.

컷 아웃이 존재하는 실린더 구조물의 구조해석

이종웅(Jong-Woong Lee),공철원(Cheol-Won Kong),은세원(Se-Won Eun),장영순(Young-Soon Jang),이영무(Yeong-Moo Yi) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.6

Cylindrical structure has a many cutout area. Concentrated stress occurred in cutout area and the cutout reduces the stiffness of cylindrical structure partially. In this paper, analysis of cylindrical structure which have the cutout accomplished by finite element method and compared with the structural test. A finite element analysis shows reasonable agrement with structural test. ANSYS is used for FE analysis.