$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

하나의 큰 태양전지판에 적합한 전개시험장치 개발
Development of Deployment Test Equipment Suitable for Single Large Solar Panel 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.46 no.7, 2018년, pp.583 - 591  

문홍열 (Korea Aerospace Research Institute) ,  박상호 (Chungnam National University)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 하나의 큰 태양전지판 전개시험을 위해 새로운 전개시험장치를 제안하였다. 지상에서 전개시험을 수행하기 위해서는 궤도에서와 유사한 무중력 환경을 만들기 위해 중력 보상을 고려한 장치를 사용해야 한다. 기존에 주로 사용되는 전개시험장치를 시험하고자 하는 태양전지판 전개에 적용 가능한지 판단하기 위해 간단한 개념설계, 해석 그리고 시험 등을 통해 장단점을 분석하였다. 지상 시험의 문제점인 공기저항 문제를 해결하기 위해 더미 프레임을 제안하였으며 중력축과의 정렬 문제를 해결하기 위해 전개 장치에 자동조심 베어링 및 조절나사를 적용하였다. 그리고 테잎 스프링 힌지축의 변화를 보상하기 위해 반지름 방향 이동을 위한 수평 이동 베어링이 적용되었다. 이로부터 본 논문에서 전개하고자 하는 태양전지판에 특성화된 새로운 전개시험장치를 개발하고 검증함으로써 기존 전개시험장치의 문제점을 해결하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a new deployment test equipment that is characterized for the deployment test of single large solar panel with tape spring hinge. To perform the deployment test on ground, a device that takes gravity compensation into account should be used to create a zero gravity environm...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 듀얼 베어링 회전축 전개시험장치를 검증하기 위해 가장 먼저 확인해야 될 사항으로 저항 토크가 충분히 작아서 테잎 힌지의 전개 토크가 외력의 영향을 받지 않고 그 기능을 충분히 수행할 수 있는지와 여러 번의 시험에서 반복성을 나타냄으로써 전개 시험 장치의 기능에 문제가 없는지 확인하는 것이다. 테잎 힌지의 전개 토크 대비 베어링의 저항토크를 측정하여 저항 토크가 충분히 작은지 확인하였다.
  • 태양전지판 전개 시험을 위해서는 태양전지판 전개 형상에 맞게 전개시험장치가 개발되어야 한다. 본 논문에서는 테잎 스프링 힌지로 전개되는 한 장의 큰 태양전지판을 지상에서 전개시키기위해 기존의 다양한 전개시험장치를 검토하고 문제점을 개선하여 궤도에서의 전개와 유사하게 전개될 수 있는 최적의 전개시험장치를 제안하고자 한다.
  • 본 논문에서는 특성화된 태양전지판 전개 시험에서 어떠한 전개시험장치를 적용하는 것이 시험의 목적에 가장 적합한지 판단하기 위해 먼저 기존의 전개시험장치들을 검토하였다. 기존 전개시험장치들을 본 논문에서 수행하고자 하는 태양전지판 전개에 적용하기 위해 단순하게는 개념설계를 수행하거나 간단한 해석 및 보유하고 있는 기존 전개시험장치로 직접 시험을 수행하여 문제점을 검토하였다.
  • 앞에서 지상에서의 중력보상을 구현하는 가장 보편적인 전개시험장치를 살펴보았고 본 논문에서 시험하고자 하는 태양전지판의 전개 시험에 적용 가능한지를 판단하였다. 여기서는 각각의 전개장치에 대한 단점을 보완하며 테잎 힌지의 특성 및 한 장이 전개되는 태양전지판의 형상을 고려하여 전개시험 목적에 적합한 듀얼 베어링 회전축 전개시험장치를 제안하고자 한다(Fig.
  • 앞에서 지상에서의 중력보상을 구현하는 가장 보편적인 전개시험장치를 살펴보았고 본 논문에서 시험하고자 하는 태양전지판의 전개 시험에 적용 가능한지를 판단하였다. 여기서는 각각의 전개장치에 대한 단점을 보완하며 테잎 힌지의 특성 및 한 장이 전개되는 태양전지판의 형상을 고려하여 전개시험 목적에 적합한 듀얼 베어링 회전축 전개시험장치를 제안하고자 한다(Fig. 8). 앞에서 분석한 도르래와 와이어를 이용한 방식에서 만약 크레인의 높이가 충분히 높다면 테잎 힌지에 걸리는 외력은 줄기 때문에 테잎 힌지를 사용하는 전개 시험에 가장 적합할 것이다.
  • 8m이다. 이 전개시험장치를 이용하여 특성화된 태양전지판의 전개시험에 적용 가능한지 확인하였다. 전개시험을 위한 고정 치구에 태양전지판을 장착하고 Fig.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
위성의 임무 안정성을 검증하기위해 어떠한 것을 확인해야 하는가 따라서 태양전지판은 반드시 지상에서 전개 시험을 통해 검증이 이루어져야 한다. 전개 시험을 통해 전개 토크 마진, 충격 하중에 의한 파손여부 그리고 오버슈팅에 의한 구조체와의 충돌여부 등을 확인해야 궤도에서 위성의 임무 안정성을 검증할 수 있을 것이다. 그러나 지상 환경과 궤도 환경의 차이로 인해 지상에서는 궤도 환경을 정확히 모사하기에 어려움이 있다.
태양전지판을 전개하는 방식으로 설계하는 이유는 무엇인가 궤도에서 임무수행에 필요한 전력량을 생산하기 위해서는 요구하는 태양전지판의 면적을 확보해야 하는데 대부분의 태양전지판은 위성의 크기보다 크다. 따라서 위성을 발사체에 탑재하기 위해서는 태양전지판을 접어서 발사체에 탑재하고 발사체와 분리 후, 궤도에서 전개하는 방식으로 태양전지판을 설계하게 된다.
전개되는 태양전지판의 수가 적어야 하는 이유는 무엇인가 많은 위성에서 태양전지판의 형상은 여러 장을 겹쳐서 위성에 고정하여 발사하고 궤도에서 전개하는 방식이다. 그러나 힌지에 의한 연결이 많으면 많을수록 전개된 태양전지판의 강성은 나빠지게 되므로 고기동이나 빠른 안정화를 요구하는 위성의 경우에는 가능한 전개되는 태양전지판의 수가 적어야 한다. 본 논문에서 다루고자 하는 태양전지판을 전개하기 위해 Fig.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (14)

  1. Kim, K. W., and Park, Y., "Systematic Design of Tape Spring Hinges for Solar Array by Optimization Method Considering Deployment Performances," Aerospace Science and Technology, Vol. 46, 2015, pp.124-136. 

  2. Jeong, J. W., Yoo, Y. I., Lee, J. J., Lim, J. H., and Kim, K. W., "Development of a Tape Spring Hinge with a SMA Latch for a Satellite Solar Array Deployment Using the Independence Axiom," IERI Procedia, Vol. 1, 2012, pp.225-231. 

  3. FABmbH, Z. A. R. M., and Fallturm, A., ZARM Drop Tower Bremen User Manual, dimensions, 2008. 

  4. Mesland, D., Paris, D., Huijser, R., Lammertse, P., and Postema, R., "Ballistocraft: a Novel Facility for Microgravity Research, ESA bulletin. Bulletin ASE. European Space Agency, Vol 82, 1995, pp.7. 

  5. Scherpen, J. M. A., Van der Kerk, B., Klaassens, J. B., Lazeroms, M., and Kan, S. Y., "Nonlinear Control for Magnetic Bearings in Deployment Test Rigs: Simulation and Experimental Results," Proceedings of the 37th IEEE Conference on Decision and Control, Vol. 3, 1998, pp.2613-2618. 

  6. Auer, F., Combined electromagnetic suspension and propulsion for positioning with sub-micrometer accuracy, Delft University, 1995. 

  7. Schultheiss, D., Gravity Compensation of Deployable Solar Arrays for Small Spacecraft, Department of Engineering, University of Cambridge, 2003. 

  8. Fisher, A., and Pellegrino, S., "Interaction between Gravity Compensation Suspension System and Deployable Structure," Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 37, No. 1, 2000, pp.93-99. 

  9. Penn, J., Johnson, C., Lewis, J., Dear, T., and Stewart, A., "GPM Solar Array Gravity Negated Deployment Testing," Proceedings of the 42nd Aerospace Mechanisms Symposium, 2014, pp.335-348. 

  10. Franssen, R. H. M., Potze, W., de Jong, P., Fey, R. H. B., and Nijmeijer, H., "Large Amplitude Dynamic Behavior of Thrust Air Bearings: Modeling and Experiments," Tribology International, Vol. 109, 2017, pp.460-466. 

  11. Choi, J. S., Moon, S. M., Yoon, Y. S., Kim, H. W., and Choi, S. B., "Deployable Communication Antenna Alignment for Geostationary Satellite," Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol. 39, No. 3, 2011, pp.279-288. 

  12. Leipold, M., Eiden, M., Garner, C. E., Herbeck, L., Kassing, D., Niederstadt, T., ... and Seboldt, W. "Solar Sail Technology Development and Demonstration," Acta Astronautica, Vol. 52, No. 2, 2003, pp.317-326. 

  13. Jeong, S. Y., Lee, S. Y., Na, K. S., and Cho, K. D., "Comparison Study of Deployment Characteristics for Hinge Components by Solar Panel Deployment Tests for Small Satellites," Proceeding of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences Fall Conference, November 2014, pp.1152-1155. 

  14. Watt, A. M., and Pellegrino, S., Rigid Deployable Solar Array, Department of Engineering, University of Cambridge, 2004. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로