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박종연,정용현,김옥구 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11
한국형발사체(KSLV-Ⅱ) 개발사업의 일환으로 개발 중인 75톤급 액체로켓엔진의 짐벌 마운트 형상설계와 이에 대한 정하중 해석을 수행하였다. 엔진 추력을 바탕으로 결정된 베어링 형상을 해석 모델에 반영하여 베어링과 서포트의 접촉 상태 및 하중 전달을 모사하였고, 경계 및 하중조건의 모사를 위해 연소기 헤드와 후방동체 트러스를 유한요소 모델에 포함시켰다. 엔진의 짐벌링을 고려하지 않은 경우와 한 축 및 두 축의 최대 짐벌링을 고려한 경우에 대한 구성품의 응력해석을 통해 짐벌링 유무에 따른 응력 차이와 하중 요구조건 만족여부를 검토하였고, 엔진 추력에 의한 구성품들의 변형으로부터 구성품간의 간섭여부를 확인하였다. Configuration design of the gimbal mount for 75 ton liquid rocket engine of KSLV-Ⅱ and its static analysis is presented. For the accuracy of the analysis and the expression of the bearing contact and stress propagation, mount bearings, the combustion chamber head and truss structures at the 1st stage real fuselage are applied to the FE model. Stress analysis of the components at three different cases, a case not considering engine gimbal, a case considering one axis gimbal at design gimbal angle and a case considering two axes gimbal, and interference check have been carried out.
김옥구,정용현,박종연,Kim, Ok-Gu,Jeong, Yong-Hyeon,Park, Jong-Yeon 한국천문학회 2012 天文學會報 Vol.37 No.2
로켓 엔진용 짐벌 마운트는 발사체 발사 후 자세 제어를 위해 발사체와 엔진사이에 장착된 TVC(Thrust Vector Control) 구동기의 작동으로 짐벌 운동을 수행하며 기구학적으로 자세 제어를 하는데 있어 매우 중요한 역할을 하는 요소이다. 이러한 짐벌 마운트는 엔진 추력을 발사체에 전달하는 기능 이외에 지정된 위치에 엔진을 고정시키는 역할과 위치 고정 후 발사체 단과 엔진의 정확한 추력 전달을 위한 기계적 불일치 보정 기능, 짐벌 구동에 대한 피봇 기능을 동시에 수행하여야 하는 복합적인 기능을 가지고 있다. 특히, 이중에서도 물리적으로 고 추력의 하중을 전달하는 요소로서 충분한 강도와 강성을 지녀야 하므로 본 연구에서는 이와 관련된 초기 설계 요구도 분석을 바탕으로 설계 규격에 부합하는 짐벌 마운트의 구조적 검토를 통해 로켓 엔진용 짐벌 마운트 설계 형상을 개념적으로 제시하였다.