선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 고체 주진제에 대한 초음파 특성을 분석하고, 추진저〕/라이너 미접착에 대한 내측과 외측 검사 방법 및 추진제 damage에 의한 미세 크랙 검출에 대하여 실험 및 분석하여 고체추진제 추진기관에 대한 초음파 검사 가능성을 알아보고자 한다.
- 추진제에 인장 damage를 주고 인위적으로 미세 크랙을 발생시켜 초음파로 검사 가능성을 확인한 실험에서는 다음과 같은 결과를 얻었다. Fig 9에서는 인장 변형율에 따른 초음파 신호의 추진제 저면 신호 강도 변화를 나타낸 것이다.
제안 방법
- 먼저 추진제/라이너 미접착 검사에 있어 추진제 쪽에서 탐촉자를 접촉하여 검사하는 내측 검사 모사 방식을 적용하였으며, 사용한 탐촉자는2.25MHz, 0.5"이고, 시험한 결과는 다음과 같다. Fig 7은 정상접착과 미접착 상태에서 검출되는 초음파 pulse-echo 신호이다.
- 실험에 사용한 인장율은 0~25%까지이며 시편의 두께는 12mm였다. 사용한 초음파 탐촉자의 주파수는 1.0MHz, 크기 0.5"이며추진제 하단부에서 반사되어오는 신호 강도를 측정하여 상대 비교하였다.
- 따라서 매질의 표준 상태에서의 감쇠 특성 및 변화된 감쇠 특성을 분석하여 내부 상태를 판단한다.
- 999이다. 여기서 추진제 밀도는 1.715g/cm3, 초음파 속도는 1811m/secz 라이너 또는 EPDM의 밀도는 l.lg/cm3z 초음파속도는 1574m/sec, 공기의 밀도는 0.001g/cm3, 초음파 속도는 330m/sec를 적용하였다. 따라서, .
- 추진제 미세 크랙 검출에 사용된 시편 및 실험 방법은 Fig. 6과 같으며 JANAFF 추진제(A) 인장 시편을 사용하여 인장 damage를 주고 초음파의 감쇠 특성을 측정하였다. 실험에 사용한 인장율은 0~25%까지이며 시편의 두께는 12mm였다.
- Table 1과 같다. 표에서와 같이 추진제 종류별로 두께를 달리하여 초음파 속도 및 감쇠 정도를 측정하였고, A 추진제에 대하여서는 주파수에 따른 탐상가능한 깊이를 측정하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 초음파 탐촉자의 주파수는 비교적 감쇠특성이 심한 곳에서 침투성과 검사 효율성이 좋은 저주파수대의 0.5MHz를 사용하였으며 크기는 직경 0.7"였다.
- 0MHz로 검사하였으나 감쇠가 심하고 정상접착과 미접착 계면에서의 뚜렷한 유효 신호 차이를 검출하지 못하였다. 그래서 침투성이 좋은 저주파수대의 0.5MHz 탐촉자를 사용하였으며 실험 결과 Fig. 8과 같은 정상접착과 미접착 부위에서 검출되는 초음파 pulse-echo 신호를 얻었다. 정상 접착 상태에서는 Fig.
- 5와 같이 실제 로켓 모타의 일부분을 절개하여 미접착 결함을 모사하였다. 로켓 모타는 공대공으로 사용하는 AIM-7M이며, 외경 210mm, 연소관 (steel)두께는 2.0mm, 내열고무 두께는 3.0mmz 라이너 두께 1.0mm 이고 추진제 웹 두께는 65mm였다. 이 시편은 U자형 다중 주조 추진제 계면의 양쪽 50mm(전체 100mm)를 축방향으로 1/4 절개한 시편이며 다중 추진제 계면을 중심으로 20x40mm 크기의 추진제/라이너 미 접착 계면을 모사하였다.
- 시편이 사용되었다. 먼저, 추진제쪽(내측) 검사의 모사로는 Fig. 4와 같은 추진제/라이너 /EPDM 내열재로 구성된 시편을 사용하였다. 추진제(A) 두께는 22mm, EPDM 두께는 3mm이며, 추진제/라이너 미접착의 갭은 100배 현미경 측정한 결과 15um였다.
- 6과 같으며 JANAFF 추진제(A) 인장 시편을 사용하여 인장 damage를 주고 초음파의 감쇠 특성을 측정하였다. 실험에 사용한 인장율은 0~25%까지이며 시편의 두께는 12mm였다. 사용한 초음파 탐촉자의 주파수는 1.
- 0mm 이고 추진제 웹 두께는 65mm였다. 이 시편은 U자형 다중 주조 추진제 계면의 양쪽 50mm(전체 100mm)를 축방향으로 1/4 절개한 시편이며 다중 추진제 계면을 중심으로 20x40mm 크기의 추진제/라이너 미 접착 계면을 모사하였다. 미접착 갭의 최소 크기는 두께 게이지 측정 결과 20um였다.
- 4와 같은 추진제/라이너 /EPDM 내열재로 구성된 시편을 사용하였다. 추진제(A) 두께는 22mm, EPDM 두께는 3mm이며, 추진제/라이너 미접착의 갭은 100배 현미경 측정한 결과 15um였다.
- 추진제/라이너 미접착 검출 실험에는 2가지의 시편이 사용되었다. 먼저, 추진제쪽(내측) 검사의 모사로는 Fig.
성능/효과
- 이에 비하여 추진제/라이너 미접착 부위에서의 신호는 Fig. 7의 (b)와 같이 추진제/라이너 미접착 계면의 위치에서 신호 강도 높이 55%를 지시하며 EPDM 저면에서의 신호 높이는 거의 없는 것으로 나타났다. 이는 미 접착 계면에서 거의 전반사가 일어났음을 의미한다.
- 그리고 추진제/라이너 미접착 검사에 있어서는, pulse-echo법으로 내측(추진제쪽) 검사와 외측(연 소관 쪽) 검사에서 이론 값과 유사하게 추진제/라이너 미접착 계면이 검사 가능함을 실험적으로 확인하였다. 그러나 로켓 모타는 내부 형상과 구성품의 물성 및 두께가 다양하기 때문에 향후 실제 모타를 모사한 시편으로 실험하여, 검사 방법을 개발 및 입증하는 것이 필요하다.
- 따라서 두꺼운 추진제의 초음파검사에서는 이러한 큰 감쇠 특성으로 인하여 상당히 어려운 점이 있을 것으로 예측된다. 그리고, 탐촉자의 주파수별 감쇠 특성 및 저 면에서의 유효 신호 즉정을 고려하여 pulse-echo 법으로 검사 가능한 추진제 두께를 측정한 결과, 2.25MHz에서는 약 90mm 정도, 1.0MHz에서는 100mm정도, 0.5MHz에서는 150mm정도가 검사 가능함을 보였다. 따라서 두꺼운 추진제 검사에 있어서는 0.
- 5MHz에서는 150mm정도가 검사 가능함을 보였다. 따라서 두꺼운 추진제 검사에 있어서는 0.5MHz이하의 저주파수 탐촉자를 적용하는 것이 보다 효과적일 것으로 판단된다.
- 4배로 예측되었으며, 실제 신호에서도 그와 유사한 형태로 지시하였다. 따라서 소형 로켓 모타로 제한된 검사이지만 외측에서도 추진제 라이너 미접착 계면에 대한 검사가 가능함을 알 수 있었다.
- 인장 변형율이 증가 할수록 초음파의 신호 강도는 '현저히 저하되고, 추진제의 미세 크랙 발생 수는 상대적으로「현저히 증가함을 보여주고 있다. 미세 크랙의 크기는 초기인장 변형율 5%에서 30~60um의 범위였으며, 인장변형율 10%에서는 50~100um, 인장 변형율 20%에서는 100~160iim로 점차 증가하다가 25%에서는 길이는 늘어나지 않고 인장 방향으로 당긴 형태로 늘어나서 미세 불규칙 기공 형태로 변형됨이 관측되었다. 따라서 초음파 신호 강도 변화를 측정하면 미세 크랙 발생 정도를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
- 실험한 몇가지 종류의 추진제에서 초음파 속도는 1750~ 1860m/sec 범위이고, 감쇠 계수는 6~8dB/cm로 고무와 복합재의 중간 정도 초음파특성을 갖고 있음을 알았다. 그리고 이러한 상대적으로 큰 감쇠 특성을 고려한 두꺼운 추진제의 초음파 검사에 있어서는, 투과성과 신호 검출이다소 우세한 0.
- 나타낸 것이다. 인장 변형율이 증가 할수록 초음파의 신호 강도는 '현저히 저하되고, 추진제의 미세 크랙 발생 수는 상대적으로「현저히 증가함을 보여주고 있다. 미세 크랙의 크기는 초기인장 변형율 5%에서 30~60um의 범위였으며, 인장변형율 10%에서는 50~100um, 인장 변형율 20%에서는 100~160iim로 점차 증가하다가 25%에서는 길이는 늘어나지 않고 인장 방향으로 당긴 형태로 늘어나서 미세 불규칙 기공 형태로 변형됨이 관측되었다.
후속연구
- 그러나 로켓 모타는 내부 형상과 구성품의 물성 및 두께가 다양하기 때문에 향후 실제 모타를 모사한 시편으로 실험하여, 검사 방법을 개발 및 입증하는 것이 필요하다.
- 갖고 있음을 알았다. 그리고 이러한 상대적으로 큰 감쇠 특성을 고려한 두꺼운 추진제의 초음파 검사에 있어서는, 투과성과 신호 검출이다소 우세한 0.5MHz이하의 저주파수 고출력 탐촉자를 사용하는 것이 유리할 것으로 판단된다.
- 분야이다. 따라서 향후 다양한 실험 및 검사 방법의 개발이 요구된다.
- 추진제에 damage를 주어 미세 크랙을 모사한 추진제 인장 변형율 초음파 신호 측정 실험에서는 인장 변형율과 미세 크랙 발생수, 초음파 신호 강도 변화와의 상관 관계를 구하였으며, 신호강도 변화에 따른 미세 크랙 발생수를 예측할 수 있을 것으로 판단되나 추진제의 종류에 따라 다양한 값을 가질 수 있으므로 향후 추가적인 실험이 필요하다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.