항공우주시스템공학회지 (Journal of Aerospace System Engineering)

  • 제18권4호
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  • Pages.81-88
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  • 2024
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  • 1976-6300(pISSN)
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  • 2508-7150(eISSN)
항공우주시스템공학회 (The Society for Aerospace System Engineering)
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차세대중형위성 3호 과학탑재체 바이오캐비넷용 수동형 진동절연기의 발사진동 저감성능 검증

Validation of Launch Vibration Isolation Performance of the Passive Vibration Isolator for the Scientific Payload BioCabinet for CAS500-3

  • 서동재 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과) ;
  • 박연혁 ((주)스텝랩) ;
  • 이영진 (한림대학교 나노바이오재생의학연구소) ;
  • 이지승 (한림대학교 나노바이오재생의학연구소) ;
  • 김경희 (한림대학교 나노바이오재생의학연구소) ;
  • 김순희 (한림대학교 나노바이오재생의학연구소) ;
  • 박찬흠 (한림대학교 나노바이오재생의학연구소) ;
  • 오현웅 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과)
  • Dong-Jae Seo (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Yeon-Hyeok Park (STEPLab. Ltd.) ;
  • Young-Jin Lee (Nano-Bio Renerative Medical Institute (NBRM), College of Medicine, Hallym University) ;
  • Ji-Seung Lee (Nano-Bio Renerative Medical Institute (NBRM), College of Medicine, Hallym University) ;
  • Kyung-Hee Kim (Nano-Bio Renerative Medical Institute (NBRM), College of Medicine, Hallym University) ;
  • Soon-Hee Kim (Nano-Bio Renerative Medical Institute (NBRM), College of Medicine, Hallym University) ;
  • Chan-Hum Park (Nano-Bio Renerative Medical Institute (NBRM), College of Medicine, Hallym University) ;
  • Hyun-Ung Oh (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University)
  • 투고 : 2024.02.06
  • 심사 : 2024.06.13
  • 발행 : 2024.08.31
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초록

차세대 중형위성 3호의 탑재체 중 바이오캐비넷은 우주공간에서 바이오 3D프린팅 기법을 이용한 3차원 줄기세포 분화, 배양 및 분석 임무를 수행한다. 상기 3D 프린팅 기법은 궤도환경에서 사용을 목적으로 개발되었으나, 극심한 발사환경에 대한 별도의 검증이 이루어지지 않아 탑재체에 전달되는 발사하중을 저감 시키는 설계가 필수적이다. 본 논문에서는 바이오캐비넷에 전달되는 발사하중 저감을 위해 저강성 탄성 지지구조 적용 및 고댐핑 특성을 부여한 수동형 진동절연기를 제안하였으며, 고댐핑 특성을 부여하기 위해서 초탄성 형상기억합금의 초탄성 효과와 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조에 주목하였다. 제안한 진동절연기 인증모델에 대한 발사진동시험을 통해 설계유효성을 검증하였다.

The payload BioCabinet of CAS500-3 is designed for 3D stem cell differentiation, culture, and analysis utilizing bio 3D printing techniques in space. The 3D printing technique was initially developed for orbital use; however, it lacks separate validation for extreme launch vibration environments, necessitating a design that mitigates the launch load on the payload. This paper proposes a passive vibration isolator with a low-stiffness elastic support structure and high damping characteristics to reduce the launch loads affecting the BioCabinet. We explore the high-damping characteristics through the superelastic effects of SMA (Shape Memory Alloys) and a multi-layered structure incorporating viscoelastic tape. The effectiveness of the proposed vibration isolation system was confirmed via launch vibration tests on a qualification model.

키워드

과제정보

이 성과는 2022년도 정부(과학기술정보통신부)의 지원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(NRF-2021M1A3A4A06086601)

참고문헌

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