Characteristic Research of Electromechanical Actuation System for Launch Vehicle Thrust Vector Control

발사체 추력벡터제어용 전기-기계식 구동장치시스템 특성 연구

In this paper, the development results of electromechanical TVC actuation system is described in the aspect of design, analysis, manufacturing and test. The kinds of prime power for TVC actuation system is classified by the variety of propulsion system of launch vehicle. The electric power by battery is the sole candidate for prime power of TVC actuation system at the view point of feasible domestic infra technologies for the present. The characteristic analysis study is performed between electromechanical and electrohydraulic actuation system with respect to power efficiency, performance and weight efficiency. The electromechanical actuation system has superiority of power and weight efficiency according to less opportunity of power conversion process.

본 논문에서는 근래에 들어 중/소형급 추진기관을 갖는 발사체의 추력벡터제어용 구동 장치시스템으로 적용 연구가 활발히 진행되고 여는 전기-기계식 구동장치시스템에 대한 설계 및 해석, 이에 기반을 둔 시제품 제작 및 시험 수행 결과를 기술하였다. 아울러 발사체 적용 추진기관 형상 및 규모를 기준으로 적합한 구동장치시스템의 원천동력 형상을 분류하였다. 국내에서 개발 중인 중/소형 추진기관 추력벡터제어용 구동장치시스템의 원천 동력은 배터리의 전기동력이며 이를 사용한 구동장치 형상은 전기-유압식과 전기-기계식으로 구분된다. 전기-기계식 형상이 전기-유압식 보다 작은 동력 변환 과정을 수행하기 때문에 원천동력 대비 구동기 출력동력의 비율을 나타내는 전효율이 우수한 것으로 분석되었다. 아울러 유사한 동력 규모와 기능을 갖는 구동장치시스템을 구성할 경우 전기-기계식 형상이 소요 부품의 수가 감소하여 중량 측면에서도 우위에 있음을 알 수 있었다.