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Sherlock을 활용한 차세대 중형위성용 CCB 솔더 접합부의 기계적 신뢰성 평가
전영현(Young-Hyeon Jeon),김현수(Hyun-Soo Kim),임인옥(In-Ok Lim),김영선(Youngsun Kim),오현웅(Hyun-Ung Oh) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.6
최근 우주용 전장품에 다양한 실장형태의 고집적 소자가 적용됨에 따라, 기계적 환경에서의 고신뢰성 확보를 위해 인증모델 제작 전 잠재적 위험요소에 대한 조기진단으로 개발기간 및 비용 절감이 가능한 설계절차 구축이 요구된다. 고신뢰도 전장품 설계를 위해 기존에 적용되어온 Steinberg의 피로파괴이론은 최근 다양한 크기와 실장기법의 소자를 갖는 우주용 전장품에 적용하기에는 이론적 한계와 이들 각각에 대한 모델링 기법에 따라 상이한 결과가 도출되는 등의 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해 소자의 상세 유한요소모델을 구축할 시, 다수의 실장구조를 갖는 고집적화 기판을 모델링하기에는 많은 시간이 소요되는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 고신뢰도 전장품 설계기법 구축을 위해 기존 사업에서 적용된 설계와 다른 접근방법의 일환으로 상용 신뢰성 수명예측 도구인 Sherlock을 이용하여 차세대중형위성용 탑재 전장품인 CCB(Camera Controller Box)에 대한 인증시험수준에서의 고장 메커니즘 별 신뢰성 평가를 수행하였다. Electronic equipments comprised of high density components with various packaging types have been recently applied to a satellite. Therefore, to guarantee high reliability of electrical equipment, a design approach, which can reduce the development period and cost through an early diagnosis in potential risks of failure, should be established. In the previous research, the reliability assesment of the electronic equipments have based on Steinberg’s fatigue failure theory. However, this theory was not enough for further investigation of life prediction and reliability of the electronic equipments comprised of various sizes and packaging types due to its theoretical limitations and analysis results sensitivity with regard to different modeling technic. In that case, if detailed finite element model is established, aforementioned problems can be readily solved. However, this approach might arise disadvantage of spending much time. In this paper, to establish strategy for high reliability design of electronic equipment, we performed mechanical reliability evaluation of CCB (Camera Controller Box) at qualification level based on the approach using Sherlock unlike design techniques applied to existing business.
전영현 ( Young Hyeon Jeon ),안병일 ( Byeong Il Ahn ) 한국농업경제학회 2015 農業經濟硏究 Vol.56 No.1
The purpose of this paper is to measure the world``s inequality and polarization of the self-sufficient rate. We referred to the 136 nations`` food self-sufficient rate. The inequality of ``Gini coefficient`` and ``Atkinson index`` are measured. In addition, ``Foster and wolfson index`` and ``EGR index`` are used to calculate the degree of polarization. Through Lerman and Yitzhaki``s covariance method that decomposes Gini coefficient, we find the items that mainly contribute to the inequality of food self-sufficient rate. For the last 40 years, inequality and polarization of food self-sufficient rate have been intensified. The polarization has become severe than inequality. The main factor that contributes to the inequality of food self sufficient is identified to be the cereal.
달 착륙선의 히터 작동온도 설정에 따른 솔더 접합부의 구조적 신뢰성 분석
전영현(Young-Hyeon Jeon),박태용(Tae-Yong Park),이장준(Jang-Joon Lee),김정훈(Jung-Hoon Kim),오현웅(Hyun-Ung Oh) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.2
달 착륙선에는 14일에 이르는 밤 구간동안 극한의 열환경에서 생존하기 위한 열원공급을 목적으로 히터가 적용되며, 이 때 전력생성이 제한되는 착륙선의 소요전력을 최소화하는 히터 작동 온도 설정치가 결정되어야 한다. 또한 상기 온도 설정치에 따른 착륙선의 온도변화는 탑재 전장품에 적용된 전자소자의 솔더 접합부에 대한 열기계적 신뢰성과 연관되는 중요한 설계인자이다. 본 논문에서는 임무수명이 1년인 달 착륙선의 열해석 결과를 토대로 상용 신뢰성 수명예측도구인 Sherlock을 활용하여 상기의 온도 설정치에 따른 솔더 접합부의 열 기계적 신뢰성을 검토하였다. The heater is applied to the lunar lander for securing its survivability under severe lunar thermal environment during 14 days of night time. For this, the heater on/off set-points shall be determined to minimize the power consumption due to the limited power generation of lunar lander during night time. In addition, the temperature changes of the lander according to the heater set-point is also an important factor because it is related to thermo-mechanical reliability on solder joint of on-board electronics. In this study, we investigated thermo-mechanical reliability on solder joint according to the heater set-point by using commercial reliability and a life prediction tool of Sherlock based on the thermal analysis results of lunar lander that is a year of the mission lifetime.
적층형 블레이드가 적용된 냉각기용 진동절연기의 발사환경에서의 구조건전성 검증
전영현(Young-Hyeon Jeon),고대호(Dai-Ho Ko),조문신(Mun-Shin Jo),오현웅(Hyun-Ung Oh) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.7
우주용 냉각기는 관측위성의 적외선 검출기 초점면부의 극저온 냉각을 위해 적용되며, 궤도운용 시 단일 주파수 형태의 미소진동을 발생한다. 상기 미소진동은 관측위성의 영상품질을 저하시키는 주된 요인이며, 이에 따라 미소진동 절연이 요구된다. 본 연구에서는 상기 우주용 냉각기의 미소진동 절연을 목적으로 별도의 발사구속장치 적용 없이도 발사진동 및 궤도 미소진동환경에 동시적용 가능한 적층형 블레이드 진동절연기를 제안하였다. 본 진동절연기에 적용된 블레이드는 얇은 금속 박판을 다층으로 적층하고 각 층 상호면에 점탄성 특성 부여가 가능한 테이프를 적용하여 발사환경에서의 피로 내구성 향상 및 고댐핑 특성 부여를 목적하였다. 제안된 진동절연기의 기본특성 확인을 위해 자유감쇠 시험을 실시하였으며, 인증수준에서의 발사진동 시험을 통해 설계유효성을 입증하였다. The spaceborne cooler is applied to cool down of the focal plane of the infrared detector of the observation satellite. However, this cooler induces unnecessary micro-jitter which can degrade the image quality of the high-resolution observation satellite. In this study, we proposed a multi-layered blade type vibration isolator to attenuate micro-vibration generated from a spaceborne cooler, while assuring structural safety of the cooler under severe launch loads without an additional launch-lock device. The blade of the isolator is formed with multi-layers in order to obtain durability against fatigue failure and an adhesive is applied between each layers for granting high damping capability under launch vibration environment. In this study, the basic characteristics of the isolator were measured using the free-vibration test. The effectiveness of the isolator design was demonstrated by launch vibration test at qualification level.
차세대중형위성 적용가능성 검토를 위한 X-band 안테나의 미소진동 저감용 초탄성 SMA 기어의 특성 측정
전영현(Young-Hyeon Jeon),백현규(Hyeon-Gyu Back),송다일(Da-Il Song),강은수(Eun-Su Kang),오현웅(Hyun-Ung Oh) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.9
관측위성에 탑재되는 2축 짐벌식 X-band 안테나는 위성의 자세 및 궤도 운동과는 무관하게 지상국을 지향하여 광학 탑재체로부터 획득한 대용량의 영상정보를 지상으로 송신하는 임무를 수행한다. 하지만, 상기 X-band 안테나는 지상 안테나로 지향을 위한 모터 구동시 미소진동을 유발하며, 이와 같은 미소진동은 고해상도 관측위성의 영상품질을 저하시키는 주된 요인으로 작용한다. 따라서 관측위성의 임무수행동안 목적하는 영상정보 획득을 위하여, 안테나의 모터 구동에 따라 수반되는 미소진동 절연이 요구된다. 본 논문에서는 상기 안테나의 미소진동 문제를 극복하기 위해 2축 짐벌식 X-band 안테나의 방위각 단에 장착되는 초탄성 SMA 블레이드 기어를 제안하였다. 본 논문에서 제안한 SMA 블레이드 기어의 차세대중형위성 X-bnad 안테나 적용 가능성 검토를 위해 회전방향 정하중시험을 통해 기본특성을 확인하였으며, 가속수명시험 및 온도특성시험을 수행하였다. 또한 미소진동측정시험을 수행하여 상기 SMA 기어의 미소진동 절연성능 및 기어의 설계 유효성을 입증하였다. A two-axis gimbal-type X-band antenna mounted on an observation satellite can efficiently transmit high-capacity image data to a ground station regardless of both the satellite position and the orbital motion. However, this X-band antenna induces unnecessary micro-jitter which can degrade the image quality of the high-resolution observation satellite. Therefore, to achieve the high-resolution image quality from the observation satellite, micro-jitters have been required to be isolated. In this study, to resolve aforementioned drawback. we proposed blade gear using a shape memory alloy(SMA) applied to azimuth stage of X-band antenna. To investigate the rotational basic characteristics of the proposed SMA blade gear, we performed rotational static loading test. Futhermore, to evaluate the cycle to failure of the gear, accelerated life test was conducted. The temperature test was conducted to confirm rotational basic characteristics at various temperature conditions. To verify the isolation performance for micro-jitter, we performed micro-jitter measurement test.