DOI QR코드

DOI QR Code

The compatible non-explosive separation device for various pre-loads using the Ni-Cr wire and Kevlar rope

다양한 사전하중에 적용할 수 있는 Ni-Cr wire와 Kevlar rope를 이용한 위성 분리장치

  • Hwang, Hyun-Su (Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Kim, Byung-Kyu (Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Jang, Young-Keun (Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University)
  • Received : 2012.09.04
  • Accepted : 2013.01.31
  • Published : 2013.02.01

Abstract

We present a kevlar rope based Non-Explosive Actuator(NEA) device which has simple structure and is activated by burning Ni-Cr wire. Through performance test, we find it can be operated under various pre-load by simply changing turn number of Ni-Cr wire. It shows release time of 680ms and shock level of 110G under pre-load of 6.0kN. Launching environment and space environment tests are planned to verify performance of the NEA based on European Satellite Agency test manual. Conclusively, we expect the proposed NEA can be applicable to release solar panel and fairing separation.

본 논문에서는 기존의 복잡한 구조를 가지는 비폭발식 분리장치를 단순화시켜 니크롬 와이어와 케블라 로프를 이용한 새로운 개념의 비폭발식 분리 메커니즘을 설계/제작하고 기초성능 평가(사전하중, 분리시간, 충격 실험 등)를 위한 실험을 수행하였다. 그 결과 니크롬 와이어의 회전횟수에 따라 다양한 사전하중 하에서 작동이 가능한 것을 확인하였고, 최대 6.0kN의 사전하중 하에서 110G의 충격을 발생시키며 680ms의 짧은 시간에 분리되는 것을 확인하여 제안된 분리장치의 유용성을 확인하였다. 추후 발사환경 및 우주환경 시험을 통하여 제안된 분리장치의 우주인증을 수행하고 다양한 사전하중에서 작동 신뢰도를 확보하여 태양 전지 패널의 전개뿐만이 아니라 페어링 분리 등 다양한 용도에 사용이 가능하도록 개발하고자 한다.

Keywords

References

  1. Fosness, E.R., Buckley, S.J., & Gammill, W.F., "Deployment and Release Devices Efforts at the Air Force Research Laboratory Space Vehicles Directorate," AIAA Space 2001 Conference and Explosition, 2001, pp.28-30.
  2. Muller J. and Anderau C., "High Load Low Shock Release Unit(30kN)," ESMATS 2009.
  3. http://www.tiniaerospace.com.
  4. Park, H.J., Tak, W.J. & Kim, B.K., "Shape Memory Alloy Actuator Based Non-explosive Low-shock Separation Device." KSAS Fall Conference, 2008, pp.1359-1364.
  5. Kim K.W., Lee C.W., Jo Y.J., "Reliability Assessment of Tape Hinge Solar Array Deployment Mechanism", The Korea society for aeronautical & space sciences (KSAS) Fall Conference, 2006, pp.611-614.
  6. Jang T.S., Kim H.B. Woo S.H., "Analysis on enviromental test specifcations for solar pnanels of STSAT-2," The Korea society for noise and vibration engineering(KSNVE) Fall Conference, 2005, pp.957-961.
  7. ECSS-E-30 Part2A. ECSS Standards, 2000, pp.31
  8. Hwang D.S., "Design and analysis of satellite structure," The Korea society for aeronautical & space sciences (KSAS) Fall Conference, 1994, pp.111-p121.
  9. Lim J.H., Kim K.W., Kim S.W. Lee C.H., Rhee J.H., Hwang D.S., "Non-Explosive Actuator Technology for Satellite Applications," Korea Aerospace Research Institute(KARI), Vol.7, No.1, 2009, pp.97-104.