[논문]점탄성 테이프를 적용한 적층형 블레이드 기반 충격저감장치

최재섭; 박연혁; 오현웅

doi:10.20910/jase.2023.17.2.86

점탄성 테이프를 적용한 적층형 블레이드 기반 충격저감장치
Development of Laminated Blade Based Shock Absorber Using Viscoelastic Adhesive Tape 원문보기

항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.17 no.2, 2023년, pp.86 - 93

최재섭 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과) , 박연혁 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과) , 오현웅 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과)

초록
AI-Helper

일반적으로 발사체의 페어링, 위성체 및 단 분리와 더불어 위성체의 전개형 구조물 분리 시 높은 신뢰도의 화약폭발 기반 파이로 분리장치가 주로 적용되고 있다. 이로부터 발생되는 파이로 충격은 짧은 시간에 높은 진폭의 하중이 발생함으로써, 위성 전장품 등 주요 탑재장비에 일시적 또는 영구적 손상을 유발하여 임무 실패를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 파이로 구속분리장치의 폭발 시 전달되는 충격하중 저감을 목적으로 저강성 블레이드 기반 충격저감장치를 제안하였다. 설계의 주안점은 저강성 블레이드 적용에 따라 발사진동환경 하 구조건전성 확보에 취약한 문제점을 해결하기 위해 고댐핑 특성 구현이 가능하도록 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조를 적용함에 있다. 상기 충격저감장치의 설계 유효성은 낙하추를 이용한 충격시험을 통해 입증하였으며, 발사진동환경 하 구조건전성은 전개형 구조물 모사 모델을 적용한 하중조건에서의 구조해석을 통해 평가를 수행하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Pyrotechnic separation devices have been widely used as holding and release mechanism for deployable appendage. However, pyro-shock can cause temporal or permanent damage on shock sensitive components such as electronics, mechanism, and brittle components. This study proposed a low-stiffness blade based passive shock absorber using a multi-layered stiffener laminated with viscoelastic acrylic tapes for reducing transmitted pyro-shock upon explosion of pyrotechnic separation devices. The multi-layered structure with viscoelastic tape has high-damping characteristics to effectively secure structural integrity of low-stiffness blades under the launch environment. The design effectiveness was verified through a shock test by dropping a pendulum. The structural integrity of the shock absorber under a launch environment was evaluated through structural analysis under load conditions with a deployable payload.

주제어

표/그림 (14)

그림 Fig. 1 Example of Deployable SAR Antenna [8]
그림 Fig. 2 Design Concept of Proposed Shock Absorber
그림 Fig. 3 Configuration of Proposed Shock Absorber
그림 Fig. 4 Shock Test Set-up
표 Table 1 Specification of Shock Absorber and Deployable Payload Dummy
표 Table 2 Specification of the Viscoelastic Adhesive Tape (3M966) [9]
표 Table 3 Specification of each Case
그림 Fig. 5 SRS Results Comparison of Each Cases
그림 Fig. 6 FEM of Shock Absorber with Deployable Payload Dummy
표 Table 4 Material Properties of FEM
그림 Fig. 7 Modal Analysis Results ((a) 1st Mode (23.79 Hz), (b) 2nd Mode (47.19 Hz), (c) 3rd Mode (51.47 Hz))
표 Table 5 Quasi-static Load Analysis Result Summary
그림 Fig. 8 Random Analysis Results
표 Table 6 Specification of Random Vibration Analysis [12]

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상세보기
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