구조해석을 이용한 인공위성 자세제어용 추력기 열차폐막의 형상 변경에 대한 타당성 검증

Abstract

현재 개발중인 다목적실용위성은 자세제어 등에 필요한 추력과 모멘트를 발생하기 위해 NASA의 1lbf급 표준 추력기인 MRE-1을 사용할 예정으로 신뢰도 향상을 위해 이중추력기 모듈의 형태로 장착된다. 열차폐막의 국산화를 위해 기존의 용접 대신 전기주형법을 적용 할 예정이다. 하지만 열차폐막 내경이 기존의 용접으로 제작된 형상보다 불가피하게 감소됨으로 인해 열차폐막 끝단과 추력기 노즐 사이에 간섭이 발생할 우려가 제기되었다. 따라서 본 논문에서는 두 가지 다른 공정으로 제작될 열차폐막에 대해 구조해석을 수행하여 위성의 발사환경에서 추력기와 열차폐막의 간섭 여부 및 구조적 거동을 해석 및 비교하였고, 그 결과를 토대로 새로운 형상의 열차폐막에 대한 타당성을 검증하였다. MRE-1 Dual Thruster Module(DTM), which will be used in KOMPSAT(Korea Multi-Purpose Satellite), can provide reliable and cost-effective means for attitude and maneuvering control system. Thruster heat shield, one of the main components of DTM, is designed to prevent the critical radiative heat exchange between thruster and satellite during firing. To overcome the manufacturing difficulties, a electroforming process is preferred to classical welding process. In this case, an inner diameter of a new shield will be decreased a little due to the change of manufacturing process. Therefore, the interference problem between thruster nozzle and heat shield is investigated through structural analysis and their results are described in this paper.