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박연혁,유창목,강은수,오현웅,Park, Yeon-Hyeok,You, Chang-Mok,Kang, Eun-Su,Oh, Hyun-Ung 항공우주시스템공학회 2018 항공우주시스템공학회지 Vol.12 No.2
차세대 중형위성에 탑재되는 2축 짐벌식 안테나는 고해상도 영상정보를 효율적으로 지상국에 송신하기 위해 적용된다. 본 연구에서는 발사 진동환경에서 상기 2축 짐벌식 안테나의 구조 건전성을 보장하기 위해 발사구속장치의 적용을 포함한 구조설계를 수행하였으며, 이에 대한 설계유효성을 입증하고자 구조해석을 실시하였다. 우선 모드 해석을 통해 발사 및 궤도환경 하에서 발사구속장치가 각각 구속 및 해제됨에 따른 안테나의 동적응답특성을 예측하였다. 또한 준정적 해석을 통해 안테나 조립체에 대한 구조 건전성을 검토하였으며, 안테나 기저면과 위성체간의 체결부 I/F에 적용된 볼트에 대한 구조 건전성을 검토하였다. 마지막으로 발사구속장치의 구속력에 따라 Ball & Socket Interface의 소켓과 볼트머리 간에 발생하는 이격 (Gapping)을 비롯해 상기 Interface에 적용된 볼트 자체의 안전여유를 산출하여 발사구속장치의 적정 구속력 범위를 결정하였다. A two-axis gimbal-type antenna for a Compact Advanced Satellite (CAS) is used to efficiently transmit high resolution image data to a ground station. In this study, we designed the structure of a two-axis gimbal-type antenna while applying a launch lock device to secure its structural safety under a launch environment. To validate the effectiveness of the structural design, a structural analysis of the antenna was performed. First, a modal analysis was performed to investigate the dynamic responses of the antenna with and without the mechanical constraints of the launch lock device. In addition, a quasi-static analysis was performed to confirm the structural safety of the antenna structure and bolt I/Fs between the antenna base and the satellite. The suitable range of constraint force on the launch lock device was also determined to ensure the structural safety and mechanical gapping of the ball & socket interfaces, which places multi-constraints on the azimuth and elevation stage of the antenna.
나일론선 절단방식 6U 큐브위성용 태양전지판 구속분리장치의 기능검증
박연혁(Yeon-Hyeok Park),고지성(Ji-Seong Go),채봉건(Bong-Geon Chae),이성호(Seong-Ho Lee),오현웅(Hyun-Ung Oh) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.10
종래의 큐브위성용 나일론선 절단방식 태양전지판 구속분리장치는 단순히 패널 평면상에 나일론선을 체결함에 따른 취약한 구속력으로 인해 태양전지판 면적이 증가함에 따라 발사하중에 대한 구조 건전성 확보에 한계가 존재한다. 본 연구에서는 전술한 종래 분리장치의 한계점 극족을 위해 Ball & Socket 접속부가 반영된 별도의 타원형 브라켓을 적용하여 높은 구속력, 전개 및 평면 방향 동시구속 및 체결작업의 용이성 등의 장점을 갖는 6U 큐브위성용 태양전지판 구속분리장치를 제안하였다. 상기 구속분리장치의 설계 방향성 파악을 위해 큐브위성용 태양전지판 조림체에 대한 발사하중을 고려한 구조해석을 실시하였다. 또한, 상이한 온도조건에서의 나일론선 두께 및 체결횟수에 따른 기능시험을 수행하여 제안된 구속분리장치의 유효성을 검증하였다. Conventional nylon wire cutting-type holding and release mechanisms (HRMs) are limited to securely hold the solar panel launch environment as the size of the panel increases because the nylon wire is tightened directly on the surface of the solar panel. In this study, we proposed a nylon wire cutting-type HRM for 6U CubeSat’s solar panel applying elliptic-shaped bracket with a Ball & Socket interface. The proposed HRM has the advantage of higher holding capability along in-plane and out-of plane directions of solar panel and simplicity in tightening process of nylon wire. The design drivers of structural design of CubeSat’s solar panel with the proposed HRM were defined by structural analysis under launch loads. In addition, The design effectiveness of the proposed HRM was verified through the functional tests according to the thickness of nylon wire and the number of wore winding under various temperature conditions.
스텝모터 구동형 짐벌 안테나의 미소진동저감을 위한 초탄성 형상기억합금 메쉬 와셔 기어의 기본특성 분석
박연혁,유창목,오현웅,Park, Yeon-Hyeok,You, Chang-Mok,Oh, Hyun-Ung 항공우주시스템공학회 2018 항공우주시스템공학회지 Vol.12 No.2
고해상도 관측위성의 대용량 영상 데이터 송신용인 2축 짐벌식 X-밴드 안테나는 궤도 임무수행 중 안테나 구동에 따라 미소진동을 유발하며, 이는 관측위성의 영상 품질을 저하시키는 요인 중 하나이기 때문에 반드시 절연되어야 할 대상이다. 본 논문에서는 상기 X-밴드 안테나의 방위각 구동에 따른 미소진동절연과 동시에 기존에 제안된 티타늄 블레이드 기어가 소성변형에 취약한 문제점을 보완하기 위해 초탄성 형상기억합금 (SMA)을 활용한 메쉬 와셔 기어를 제안하였다. 상기 SMA 메쉬 와셔 기어의 기본 특성을 파악하기 위해 SMA 메쉬 와셔 두께방향 정하중 시험과 SMA 메쉬 와셔 기어 수준의 회전방향정하중 시험을 실시하였다. 아울러 안테나 조립체 수준의 미소진동 측정시험을 통해 제안된 SMA 메쉬와셔 기어의 진동절연이 효과적임을 입증하였다. A two-axis gimbal-type X-band antenna is widely used to transmit bulk image data from high-resolution observation satellites. However, undesirable microvibrations induced by driving the antenna should be attenuated, because they are a main cause of image-quality degradation of the observation satellite. In this study, a pseudoelastic memory alloy (SMA) gear was proposed to attenuate the microvibrations by driving the antenna in an azimuth angle. In addition, the proposed gear can overcome the limitations of the conventional titanium blade gear, which is not still enough and is vulnerable to plastic deformations under excessive torque. To investigate the basic characteristics of the proposed SMA mesh washer gear, a static load test was performed on the thickness of the SMA mesh washer and the rotation of the gear. Moreover, The microvibration measurement test demonstrated that the SMA mesh washer gear proposed in this study is effective for microvibration attenuation.