초록 ▼

본 연구의 목적은 우주 발사체 엔진의 추력벡터 제어용으로 사용하기 위한 중복안전도(Fail-Safe Mode)가 반영된 유압 작동기를 자체적으로 설계, 해석, 제작 및 시험평가를 통해 개발하는 것이다. 본 과제를 통한 기술개발은 선진기술 조사 및 분석을 통한 개발규격 수립, 구성품에 대한 개념/상세설계, 구조해석과 유압 시스템의 동특성 해석 등을 통한 시스템의 최적화 설계 및 구성부품의 제작과 조립, 성능시험과 환경시험 등을 통해 완성되었다. 본 연구 과제의 개발대상인 유압 작동기는 2002년 11월 성공적으로 발사된 KSR-Ⅲ의

본 연구의 목적은 우주 발사체 엔진의 추력벡터 제어용으로 사용하기 위한 중복안전도(Fail-Safe Mode)가 반영된 유압 작동기를 자체적으로 설계, 해석, 제작 및 시험평가를 통해 개발하는 것이다. 본 과제를 통한 기술개발은 선진기술 조사 및 분석을 통한 개발규격 수립, 구성품에 대한 개념/상세설계, 구조해석과 유압 시스템의 동특성 해석 등을 통한 시스템의 최적화 설계 및 구성부품의 제작과 조립, 성능시험과 환경시험 등을 통해 완성되었다. 본 연구 과제의 개발대상인 유압 작동기는 2002년 11월 성공적으로 발사된 KSR-Ⅲ의 GEAS (Gimbal Engine Actuation System)에 사용된 작동기의 개발요구조건 등을 참조하여 12,000 N 이상의 Stall Force, 0.24m/s 이상의 Piston Velocity, 12 Hz 이상의 동특성을 갖는 것을 개발목표로 하였으며 항공기용 작동기에는 필수적인 중복안전도 개념을 적용함으로써 향후 KSLV용 구동장치 등에 활용 가능한 기반기술 개발이 되도록 하였다. 중복안전도는 우주발사체이므로 중복안전도를 적용한 우주 발사체의 추력벡터 제어용 유압 작동기의 개발은 해외로부터의 의존 없이 국내에서 독자적으로 설계/해석/제작 기술을 보유한다는 의미뿐만 아니라 이의 우주 발사체로의 적용이라는 의미도 갖는다고 할 수 있으며 본 연구개발 결과는 KSLV와 같은 위성 발사체에 직접 적용 또는 기본 설계 자료로 활용될 수 있는 등 그 파급효과가 클 것으로 예측된다.

Abstract ▼

The purpose of this study is to develop the hydraulic servo actuator capable of fail-safe mode for thrust vector control of space launch vehicle through our own design, analysis, manufacturing and test. The technology development was accomplished by the following things; the specification developmen

The purpose of this study is to develop the hydraulic servo actuator capable of fail-safe mode for thrust vector control of space launch vehicle through our own design, analysis, manufacturing and test. The technology development was accomplished by the following things; the specification development through the search and analysis of advanced technologies, the conceptual/detail design of components, the optimum system design through the structural & dynamic analysis, the fabrication and assembly of components and the performance/environment tests. The target model of this study is based on the development requirements of the hydraulic servo actuator applied in GEAS(Gimbal Engine Actuation System) of KSR-III rocket that was successfully launched in November 2002. The target model has the major development requirements of the stall force more than 12000N, the piston velocity more than 0.24m/s, the dynamic response more than 12Hz and the fail-safe mode capability. The fail-safe mode concept that is essential to aircraft servo actuator has not been generalized in space launch vehicles, but its importance in space launch vehicles is growing fast with respect to high reliability. Therefore the development of hydraulic servo actuator capable of fail-safe mode for thrust vector control of space launch vehicle has the meaning of acquiring of design/analysis/manufacturing technology necessary to hydraulic servo actuator capable of fail-safe mode without the foreign dependency. Also it has the meaning of the application of hydraulic servo actuator capable of fail-safe mode to space launch vehicle. The results of this study can be applied directly to the satellite launch vehicle such as KSLV or be used as the basic design reference.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...3
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...8
• CONTENTS ...9
• 목차 ...10
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...13
• 제 1 절 연구개발 목적 및 필요성...13
• 1. 로켓 추력벡터 제어 구동장치 시스템 개요...13
• 2. 연구개발의 필요성...15
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...17
• 제 1 절 국내외 기술개발 현황...17
• 1. 유압 서보 기술 개발 현황...17
• 2. 국내 기술 개발 현황...17
• 제 2 절 국내 기술개발 방향...18
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...19
• 제 1 절 개발 목표 및 추진 단계...19
• 1. 연구개발 목표...19
• 2. 연구개발 추진 단계...19
• 제 2 절 1차년도 연구개발 수행 내용 및 결과...19
• 1. 1차년도 연구개발 목표...19
• 2. 1차년도 연구개발 내용 및 범위...20
• 3. 1차년도 연구개발 결과...21
• 제 3 절 2차년도 연구개발 수행 내용 및 결과...45
• 1. 2차년도 연구개발 목표...45
• 2. 2차년도 연구개발 내용 및 범위...45
• 3. 2차년도 연구개발 결과...46
• 제 4 절 3차년도 연구개발 수행 내용 및 결과...77
• 1. 3차년도 연구개발 목표...77
• 2. 3차년도 연구개발 내용 및 범위...77
• 3. 3차년도 연구개발 결과...77
• 제 4 장 목표달성도...122
• 제 1 절 연구개발 목표...122
• 1. 연구개발 최종 목표 및 달성도...122
• 제 2 절 연도별 연구개발 목표 및 달성도...123
• 1. 1차년도 목표 및 달성도...123
• 2. 2차년도 목표 및 달성도...125
• 3. 3차년도 목표 및 달성도...127
• 제 5 장 활용계획 및 결론...129
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...131
• 제 7 장 참고문헌...132
• 첨부목록...145
• 1. TVC용 유압 작동기 및 서보설계기술 개발 규격서...146
• 2. TVC용 유압 작동기 제작 도면...165
• 3. TVC용 유압 작동기 제작 공정도...203
• 4. TVC용 유압 작동기 BOM(Bill Of Material)...226
• 5. TVC용 유압 작동기 조립 절차서...229
• 6. TVC용 유압 작동기 제어시스템 개발보고서...237
• 7. TVC용 유압 작동기 환경시험장비 제작보고서...256
• 8. TVC용 유압 작동기 VALVE조립체 시험규격서...269
• 9. TVC용 유압 작동기 성능시험 절차서...282
• 10. TVC용 유압 작동기 환경시험 절차서...304
• 11. 진동/충격시험 Data Sheet...316