Abstract
The onset of fire on the International Space Station (ISS) is a critical problem that can threaten the life of crew members onboard and thus instantaneous fire detection and extinguishment technology has been considered as one of the most important aspects in the ISS operation. In the present study, a numerical analysis was performed to better understanding of the characteristics of smoke behaviors and detection in a pressurized module of the ISS using the NIST Fire Dynamic Simulator (FDS). Numerical results indicate that the smoke flow patterns under zero-gravity condition are clearly different from those under normal gravity condition. In addition, the results obtained from numerical simulations coupled with the PM internal flows are expected to provide basic and useful information in designing the microgravity fire detection devices and establishing in fire response protocol for astronauts or the crew members.
국제우주정거장에서 화재발생은 승선한 승무원들의 생명과 직접적으로 연관된 사안이므로 선실내부에서 언제든지 발생할 수도 있는 화재의 초기 감지 및 진화는 우주정거장의 운영에 있어서 중요한 기술 중 하나이다. 본 연구에서는 국제우주정거장에서 각종 실험과 연구를 진행하는 가압모듈을 대상으로 환기, 연기거동 및 감지에 관한 수치모델링을 수행하였다. 수치모델링은 NIST에서 개발된 FDS(Fire Dynamic Simulator)를 사용하였으며, 부력이 작용하지 않는 국제우주정거장 내부의 무중력환경에서 발생된 화재의 연기거동패턴은 지상에서의 현상들과 큰 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 아울러 가압모듈에서 적용되고 있는 환기조건을 고려하여 수행된 연기거동 및 감지특성에 대한 수치 모델링 결과는 향후 무중력환경에 노출된 수 있는 우주선이나 대형우주구조물의 화재검출장비의 설계를 위한 기초적인 자료를 제공함은 물론 승선하게될 우주인이나 승무원들의 훈련자료로도 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.
