본 연구에서는 시스템 엔지니어링을 기반으로 우주 발사체 요구도 분석, 임무설계, 시스템 설계를 정립하여 통합 설계할 수 있는 프로세스를 정립하였다. 요구도 분석 과정에서는 기존의 발사체를 데이터베이스화한 자료를 통하여 설계 초기치와 요구도를 추정한다. 임무 설계 프로그램의 결과를 바탕으로, 시스템설계 단계에서는 추진, 공력, 구조&하중, 중량 추정 등의 각 단위별 해석을 계산하여 세부 계통에 관한 최적 설계를 진행한다. 최종 단계에서는 설계된 발사체를 3자유도 궤적 ...
본 연구에서는 시스템 엔지니어링을 기반으로 우주 발사체 요구도 분석, 임무설계, 시스템 설계를 정립하여 통합 설계할 수 있는 프로세스를 정립하였다. 요구도 분석 과정에서는 기존의 발사체를 데이터베이스화한 자료를 통하여 설계 초기치와 요구도를 추정한다. 임무 설계 프로그램의 결과를 바탕으로, 시스템설계 단계에서는 추진, 공력, 구조&하중, 중량 추정 등의 각 단위별 해석을 계산하여 세부 계통에 관한 최적 설계를 진행한다. 최종 단계에서는 설계된 발사체를 3자유도 궤적 시뮬레이션을 통해 임무를 수행할 수 있는지 확인한다. 이외에 캐드 프로그램인 카티아(CATIA V5)를 이용하여 GUI(Graphic User Interface) 기반의 자동 형상설계 프로그램을 개발하여 설계 결과를 바탕으로 쉽고 빠르게 3D 형상을 도출 할 수 있는 코드를 개발하였다. 또한 결정론적 최적 설계 기법인 SQP 방법과 더불어 실제 설계 관점에서 반영 될 수 있는 불확실성 변수들과 파라미터들을 고려하는 최적 설계 방법인 PBDO(Possibility Based Design Optimization)를 수행하여 두 결과를 비교·고찰하였다. Falcon 9과 Cyclone3를 통하여 코드의 적합성을 검증하였고, 현재 우리나라 항공우주연구원의 주도 하에 개발 중인 한국형 발사체(KSLV-II)의 제원을 통해 설계를 진행하여 그 결과를 산출하고, 결정론적 최적화와 불확실성을 고려한 최적화의 결과를 비교하였다.
본 연구에서는 시스템 엔지니어링을 기반으로 우주 발사체 요구도 분석, 임무설계, 시스템 설계를 정립하여 통합 설계할 수 있는 프로세스를 정립하였다. 요구도 분석 과정에서는 기존의 발사체를 데이터베이스화한 자료를 통하여 설계 초기치와 요구도를 추정한다. 임무 설계 프로그램의 결과를 바탕으로, 시스템설계 단계에서는 추진, 공력, 구조&하중, 중량 추정 등의 각 단위별 해석을 계산하여 세부 계통에 관한 최적 설계를 진행한다. 최종 단계에서는 설계된 발사체를 3자유도 궤적 시뮬레이션을 통해 임무를 수행할 수 있는지 확인한다. 이외에 캐드 프로그램인 카티아(CATIA V5)를 이용하여 GUI(Graphic User Interface) 기반의 자동 형상설계 프로그램을 개발하여 설계 결과를 바탕으로 쉽고 빠르게 3D 형상을 도출 할 수 있는 코드를 개발하였다. 또한 결정론적 최적 설계 기법인 SQP 방법과 더불어 실제 설계 관점에서 반영 될 수 있는 불확실성 변수들과 파라미터들을 고려하는 최적 설계 방법인 PBDO(Possibility Based Design Optimization)를 수행하여 두 결과를 비교·고찰하였다. Falcon 9과 Cyclone3를 통하여 코드의 적합성을 검증하였고, 현재 우리나라 항공우주연구원의 주도 하에 개발 중인 한국형 발사체(KSLV-II)의 제원을 통해 설계를 진행하여 그 결과를 산출하고, 결정론적 최적화와 불확실성을 고려한 최적화의 결과를 비교하였다.
The following research was developed a comprehensive design by establishing a launch vehicle requirement analysis, mission design, and system design with a foundation in system engineering. In the requirement analysis process, existing data that have launch vehicle DB have been used to estimate the ...
The following research was developed a comprehensive design by establishing a launch vehicle requirement analysis, mission design, and system design with a foundation in system engineering. In the requirement analysis process, existing data that have launch vehicle DB have been used to estimate the initial design value and requirements. Based on the results of the mission design program, the stage of system design with the optimal design by calculating the analysis of propulsion, aerodynamic, structure&load, and weight estimation during the system design stage. In the final stage, the research confirms whether the objective may be achieved through the 3DOF trajectory simulation. Otherwise, a code that can both easily and quickly make a configuration modeling has been invented by using the CATIA VS to develop an auto 3D modeling program based on GUI. Moreover, Sequential Quadratic Programming(SQP) and PBDO(Possibility Based Design Optimization), which considers uncertainty variable & parameter , were performed and used to compare the results. Finally, Falcon 9 and Cyclone3 were selected as validation and employed to prove the suitability of code. In this process, KSLV-II was validated by using SQP&PBDO and suggested the result of optimization design.
The following research was developed a comprehensive design by establishing a launch vehicle requirement analysis, mission design, and system design with a foundation in system engineering. In the requirement analysis process, existing data that have launch vehicle DB have been used to estimate the initial design value and requirements. Based on the results of the mission design program, the stage of system design with the optimal design by calculating the analysis of propulsion, aerodynamic, structure&load, and weight estimation during the system design stage. In the final stage, the research confirms whether the objective may be achieved through the 3DOF trajectory simulation. Otherwise, a code that can both easily and quickly make a configuration modeling has been invented by using the CATIA VS to develop an auto 3D modeling program based on GUI. Moreover, Sequential Quadratic Programming(SQP) and PBDO(Possibility Based Design Optimization), which considers uncertainty variable & parameter , were performed and used to compare the results. Finally, Falcon 9 and Cyclone3 were selected as validation and employed to prove the suitability of code. In this process, KSLV-II was validated by using SQP&PBDO and suggested the result of optimization design.
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