볼 타입 분리볼트의 분리 거동 모델링 = Modeling of Separation Behavior in Ball Type Separation Bolt

국문 초록 (Abstract)

유도무기와 로켓 등에 사용되는 분리장치는 주로 화약의 폭발력으로 재료를 파단 시켜 분리하는 방식을 활용한다. 그러나 폭발에 의한 절단이라는 특성에 따라 분리파편과 Pyroshock 등이 발생하고, 이는 발사체 구조 혹은 내부 전자장비에 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 화약을 사용하되 적은 양으로 기계적 움직임을 수반하여 분리가 되도록 설계된 볼 타입 분리볼트가 개발된 바 있으며, 본 연구에서는 이의 분리과정에서 내부 부품들의 동적 거동에 대한 수학적 모델링을 수행하였다. 수학적 모델링은 연소모델과 볼, 피스톤, 볼트의 상호작용에 대한 운동방정식으로 구성된다. 해석 결과로 얻은 연소 챔버의 압력변화를 실험과 비교하였으며 피스톤의 속도 및 위치를 계산한 결과를 제시하였다. 본 모델을 통해 기계적 메커니즘을 활용한 분리 장치의 개발단계에서 시간과 개발비용을 줄이고자 한다. 구체적으로는 본 모델을 활용하여 설계 변수에 따른 분리 거동, 분리 신뢰도 등을 미리 예측 하는데 활용 될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The bolt separated by explosion is commonly used as separation devices in various guided weapon and rockets. However, due to explosion, separation fragments and pyroshock can be generated and they affect electrical devices or structures. This can cause catastrophic problems on a mission. Therefore, Ball-type separation bolt which use small amount of propellant to separate based on mechanical mechanism is developed. In this study, mathematical model about dynamic behavior of each inner parts of bolt during separation process is established. Mathematical model consists of equation of motions about ball, piston, and bolt with combustion model. As a result, pressure history in combustion chamber, piston velocity and displacement are presented. From this mathematical model, development time and cost can be minimized. For example, the effect of the various design elements on dynamic behavior and separation reliability can be estimated.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• ABSTRACT
• 1. 서론
• 2. 본론
• 3. 결론
• 참고문헌