세계최초의 정지궤도 해양탑재체인 GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)는 정지궤도 복합위성인 COMS(Communication, Ocean, and Meteorological Satellite)에 기상탑재체, 통신탑재체와 함께 탑재되기 위해 개발되고 있다. 본 논문에서는 부분품 레벨의 응답특성을 이용한 탑재체 레벨의 복사모델 수립방법을 소개하며, 복사모델을 이용하여 각 채널의 비선형성 특성을 분석한다. 또한, 해양탑재체의 복사시험 데이터를 이용하여 각 채널의 비선형 특성을 검증한다. 분석 결과, 선형이득과 비선형이득의 함수로 표현되는 비선형성$G^3$/b는 모든 채널에 대해 동일함을 확인하였다.

터빈 또는 압축기와 같은 터보기계의 성능을 평가하기 위해서는 입구의 유동을 측정해야 한다. 입구의 평균된 유동을 측정하기 위해서는 일반적으로 여러 개의 엘리먼트를 가진 레이크를 여러 개 사용해서 원주방향과 반경방향으로 평균된 유동을 사용한다. 그런데 터빈 입구에서 레이크를 사용하여 터빈 입구의 유동을 측정하면 레이크에서 유동을 측정한 후 레이크 자체가 손실을 일으키므로 터빈 입구에서의 전압력에 차이가 있을 뿐 아니라 교란된 유동이 터빈의 성능에 기대하지 않은 영향을 미치는 문제점이 있다. 그러므로 터빈 입구에 고정적으로 설치한 레이크로 측정한 데이터로는 정확한 터빈의 성능을 평가하는데 오차를 일으킨다. 본 연구에서는 이런 문제점을 해결하기 위하여 터보기계의 시험시 레이크와 레이크 후단에서 프로브를 이용한 상세 유동 측정을 통하여 레이크의 손실을 측정하는 방법을 제안하였다. 그리고 이 방법을 사용하여 시험을 수행한 결과를 제시하였다.

본 연구에서는 피로해석을 단순화하기위한 등가 단위하중 방법을 제시하였다. 그리고 등가 단위하중을 이용하여 동체구조물의 피로수명을 평가하였다. 균열진전해석에 필요한 응력확대 계수와 기하학적 형상계수를 계산하기 위하여 유한요소 해석을 수행하였다. 또한 균열진전 방향을 평가하기 위하여 변형률 에너지 밀도 계수를 사용하였다.

본 논문은 액체산소 및 케로신을 이용한 30톤급 터보펌프+가스발생기 연계시험의 시동모사 수류시험 결과를 포함하고 있다. 시험 목적, 연계시험 시스템 구성, 시험 조건, 시험 절차 및 시험결과가 제시되었다.

위성영상의 융합에 있어, 가장 중요한 점은 전정영상의 공간적 세밀함과 다중분광영상의 분광정보 모두를 보존하는 것이다. 다양한 영상융합 기법 중에서, IHS 변환을 이용한 융합기법은 폭넓게 사용되고 있으며, 계산과정이 매우 단순하다는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는, fast IHS 변환과 trade-off 파라미터 $\alpha^i$를 이용한 융합기법을 제안한다. 제안한 융합 기법은 분광 ERGAS와 공간 ERGAS의 평가를 통하여, 융합영상에서 분광정보와 공간적 세밀함 사이의 trade-off 최적화를 가능하게 한다. IKONOS 영상의 실험결과, 제안한 기법은 기존의 fast IHS 변환을 이용한 융합기법에 비해 공간적 세밀함과 분광정보의 보존측면에서 더 효과적임을 확인할 수 있었다.

본 논문에서 [1MHz-47MHz]의 주파수 범위에서의 통신해양기상위성과 정지궤도 발사체와의 예비적인 EMC 해석 과정을 기술한다. 정지궤도용 발사체 최대 복사 방출 한계치와 위성의 최대 복사 감응 한계치와 비교한다. 전자파 호환이 되지 않는 발사체로는 land launch와 소유즈가 있다. 만약에 이 발사체가 선정된다면 위성체 레벨에서 전자파 시험을 통하여 검증하여야 한다.

본 연구는 차세대 항공 데이터 통신시스템(VDL Mode 2) 개발관련 탑재/지상 운용시험장비 및 VME 와 AOA네트워크 간의 인터페이스 (이하 KARI-Wrapper) 설계 부분을 기술하고 있다. 탑재/지상용 KARI-Wrapper 설계사양은 ARINC 618, 620, 622 문서를 바탕으로 분석하였고, 시스템 구성도를 작성하여 각 구성품간의 입출력 인터페이스를 설계하였다. 이러한 시스템 구성도 근거로 상/하향 데이터 송수신에 대한 시험을 수행하여 요구조건을 만족하는지 확인하였다.

항공기 유압펌프의 인증시험 항목 및 절차에 대하여 조사하였다. 항공기용 유압펌프는 설계 최적화를 통한 중량 최소화와 인증시험 절차가 매우 중요하다. 본 연구는 통상의 항공용 유압펌프의 기초 성능자료를 가정하고, 이를 토대로 인증시험을 실시할 경우 중요 인증시험의 절차를 제시하였다.

본 논문은 정지궤도위성에 탑재 가능한 저 계산량의 궤도데이터 생성 알고리즘을 제안하고 있다. 제안하는 알고리즘의 기본적인 개념은 지상에서 생성된 기준궤도에 대한 변위 정보를 48시간에 대하여 30분 간격으로 생성한 다음, 위성에 업로드 한다. 위성에서는 업로드된 변위정보를 테이블 형태로 저장하고, 원하는 시간에 근접한 세 개의 데이터 셋을 취한 다음 이차함수 보간법 적용하여 원하는 시간에 대한 변위정보를 계산한다. 생성된 변위 정보는 다시 기준궤도에 더해져 최종적인 궤도성분을 복구하도록 한다. 여기서 기준궤도는 이심율과 궤도 경사각이 0인 이상적인 정지궤도를 의미한다. 본 알고리즘을 이용할 경우 1Hz이상의 속도로 궤도정보를 생성하여 요구하는 탑재체에 공급 할 수 있는 장점이 있다. 본 알고리즘은 48시간에 대한 궤도 변위 정보를 저장하기 위하여 3킬로바이트 이내의 추가적인 메모리를 요구한다. 이러한 수치는 정지궤도위성에서 충분히 지원 가능한 수치로 판단된다.

지구 관측용 광학탑재체를 포함하는 정지궤도 복합위성에는 관측 대상인 지구의 기준위치 정보를 제공하기 위해 적외선 지구센서가 장착된다. 정지궤도상에서 지구센서와 관측 탑재체사이의 지향차는 그 크기가 작더라도 관측 영상의 품질에 심각한 영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서 이러한 지향차를 줄이기 위해 궤도상에서 기하학적 안정성을 보장할 수 있는 지지구조물이 적용되었다. 본 논문에서는 통신해양기상위성에서 지구센서 장착을 위해 사용된 지지구조물에 대한 설계 측면의 타당성을 제시한다. 이를 위해 설계 전반의 내용을 기술하고, 설계과정에서 고려된 안정성 측면의 제반 사항과 강성과 강도 등의 요구조건에 대한 부합 여부를 살펴볼 것이다.

본 문서는 일반 사용자들이 다목적실용위성 2호(KOMPSAT-2) 영상을 사용하는데 있어 보다 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위해, 기존의 상용 S/W를 이용하여 영상의 센서모델링을 적용하는 방법에 대해 설명하고자 한다. 센서모델링은 다목적실용위성 2호 자료로부터 정량적, 정성적 정보를 추출하기 위한 가장 기본적인 단계라고 할 수 있다. 우선 다목적실용위성 2호(KOMPSAT-2) 영상자료와 함께 제공되는 보조데이터의 종류와 내용에 대해 살펴보고, 이를 상용 S/W에서 어떻게 사용할 것인가에 대해 설명하였다. 센서모델링에 적용은 Polynomial-base의 센서모델링과 Refine RFM을 적용하였다. Polynomial-base 센서모델링에서, 위성위치는 1차 다항식 형태의 등속직선운동, 위성자세는 X축, Y축, Z축에 대하여 고정값 또는 Y축과 Z축에 대한 1차 다항식 형태가 정확도가 우수한 것으로 나타났다. Refine RFM 모델링을 수행할 때 Affine 모델을 적용할 경우 정확도가 1 pixel 이하로 확보됨을 알 수 있었다.

본 논문에서는 KSLV-I 2단부 TVC 시스템의 비행중 동특성 예측 결과를 제시하고자 한다. 개발단계별 TVC 동특성시험 데이터에 대한 비교 분석을 통해 비행용 TVC 시스템의 최소 작동 대역폭을 예측하고, 선형모델 추정 결과를 제시한다. TVC 동특성 데이터 비교 분석 결과 KSLV-I 2단부 TVC 시스템의 최소 작동 대역폭이 1도 명령 기준으로 6.0 Hz 이상 보장됨을 보인다. KSLV-I 2단부 TVC 동특성이 8차의 선형모델 형태로 근사됨을 또한 보인다. 본 논문의 결과는 궁극적으로 KSLV-I 최종 비행성능 및 자세안정성 분석 시에 활용되어 발사체의 안정적인 비행을 도모하는 데 있어서 큰 역할을 담당할 것으로 여겨진다.

인공위성 반작용휠의 속도측정은 크게 펄스 개수 측정 방법과 펄스 간 시간 측정 방법으로 나뉠 수 있다. 본 연구에서는 반작용휠의 타코 펄스에 불균일성이 존재할 때 두 가지 방법들에 대한 오차 분석이 이루어졌다. 펄스 간 시간 측정 방법은 고속에서는 시간 측정에 사용되는 고주파 클럭에, 저속에서는 시간 측정에 사용되는 펄스 개수에 크게 영향을 받지만 이 값들을 잘 선택함으로써 분해능 및 정밀도가 펄스개수 측정 방법보다 항상 더 좋도록 설계할 수 있다. 그러나 반작용휠의 타코 펄스 간격에 불균일성이 존재할 때에는 측정 정확도가 저하된다. 본 연구에서 저하되는 측정 정확도를 정량적으로 분석하였으며 그 결과 시간 측정에 사용되는 펄스 개수를 늘림으로써 저하 되는 성능을 향상시킬 수 있음을 해석적으로 검증하였다.

소형 위성 발사체 KSLV-I은 2단의 추진기관으로 고체 킥 모터(Kick Motor)를 사용한다. 킥 모터의 연소 중에는 진동 및 충격이 발생하게 된다. 킥 모터는 2단 전자 탑재물 베이의 하단에 연결되어 있고 연소 중 발생하는 진동 및 충격이 킥 모터의 동체를 통해 전자탑재 베이로 전달 될 수 있다. 전자 탑재물로 전달되는 진동 및 충격의 크기가 큰 경우 전자탑재물의 오작동을 유발할 수 있다. 따라서 킥 모터의 연소 중 발생하는 진동, 충격의 사전검증이 필요하다. 본 연구는 킥모터의 지상 연소 시험을 통해 연소 중 발생하는 진동을 계측하고 이를 바탕으로 랜덤 진동 및 충격 응답 스펙트럼을 분석하였다.

위성발사체(KSLV)발사에 있어서 Telemetry data는 발사임무수행 및 비행안전통제를 위해서 매우 중요한 자료이다. 따라서 발사체의 전체 비행구간 동안에 Telemetry 신호를 안정적으로 수신하는 것은 매우 중요하며, 이를 위하여 우주센터에서는 고흥 센터, 제주추적소 및 해상의 다운레인지를 운용하고 있다. 본 문서에서는 발사임무설계에 따른 예상비행궤적 및 발사체 자세, 추적소 위치를 고려하여 각 추적소의 임무구간에 신호를 안정적으로 수신할 수 있는지를 판단하는 Link Margin 및 통신신뢰도를 분석한다. 보다 정확한 분석을 위해서는 예상비행궤적 및 추적소 위치를 고려하여 발사체기준의 추적소방향(Aspect angle 및 roll angle)에 대한 탑재송신부 유효방사전력(EIRP: Effective Isotropic Radiation Power) 특성을 사용하여야 하나, 본 분석에서는 가용자료의 한계로 95% spatial coverage 유효방사전력을 사용하였다.

발사환경 시 작용하는 진동 환경을 지상에서 구현하기 위해 가진 시스템을 이용하고 있다. 진동시험은 수직, 수평 방향에 대해 수행되며, 수평방향 시험의 경우 슬립테이블 시스템과 연계하여 시험을 수행하게 된다. 최근 개발 중인 대형 위성의 경우, 위성과 진동 시험기 사이의 연결 구조물의 하중 및 동적 설계 요구 조건을 만족하기 위하여 수평가진 시스템과 열 특성이 매우 다른 스틸 소재를 이용하여 제작하였다. 본 연구에서는 수평가진 시스템과 열팽창 계수가 다른 소재를 이용하는 대형 구조물의 열 특성 및 모멘트 검증 과정과 발생한 문제점을 개선하고자 적용한 안을 제시하고자 한다.

KSLV-I은 100kg급 소형 인공위성을 지구 저궤도에 진입시키는 임무를 수행하여야 하며, 이를 위해 상단의 3축 자세제어를 위한 자세제어 시스템이 요구된다. 추력기 노즐을 통해 질소가스를 방출함으로써 발생하는 작용 반작용 모멘트를 제어모멘트로 사용하는 냉가스 추력기 자세제어 시스템을 KSLV-I 상단의 3축 자세제어 시스템으로 선정하였다. 충전 시스템의 유량 검증 및 충전 시나리오 작성을 위해 지상 충전 시스템 개발 전단계로 충전모사 시스템의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 KSLV-I 충전 모사 시스템의 오리피스 설계, 시스템 개발, 충전 시험에 관한 것이다.

본 논문에서는 단일 임무운용 개념에서 벗어나 향후 다수의 위성들을 동시에 직접 제어 하거나, 임무가 상이하더라도 주요 핵심시스템을 근간으로 각 위성마다 소요되는 임무운용 시스템을 개발함에 있어 개발기간을 획기적으로 줄일 수 있는 차세대 통합형 임무운용시스템 개발을 위한 분석 및 설계결과를 기술하였다. 이를 위해 우주개발선진국들의 통합지향형 임무운용시스템 개발 추세 및 개발 동향을 살펴보고, 각 시스템들의 주요 기능을 수행하는 공통 핵심시스템의 구조도 분석하였으며 설계 결과를 제시하였다.

가스발생기 사이클 액체로켓엔진의 비추력 성능 해석을 수행하였다. 본 해석 방법은 공개된 문헌의 추력 300톤급 엔진에 대한 개념설계와 비교하여 검증을 마쳤다. 막냉각을 증가시킴으로써 연료가 연소에 참여하는 비율이 감소될 수 있지만 재생냉각에 필요한 연료 펌프의 소요동력 감소를 통하여 엔진의 비추력이 증가될 수 있다. 개선된 조건은 막냉각의 도움을 통하여 연료펌프 헤드를 감소시키고 연소 압력을 높일 수 있음을 예시한다.

발사체 추진시스템에서 CC(Combustion Chamber) 산화제 개폐밸브는 액체산소를 연소기로 공급 및 차단함으로써 연소를 개시 및 중단시킬 뿐만 아니라, 정상운영 상태에서는 연소기 내 안정된 연소가 가능하도록 일정한 유량의 액체산소를 공급한다. CC 산화제 개폐밸브 개발과 관련하여, TM(Technology Model)의 극저온 산화제 개폐밸브를 제작하여, 밸브의 정상적인 작동성능을 이미 확인한 바 있다. 반면 TM의 유량계수, Cv가 설계기준 값보다 상당히 작았기 때문에, 차기 개발 단계인 CC 산화제 개폐밸브 EM(Engineering Model)의 설계/제작을 통해 충분히 개선된 Cv 특성을 확보하기 위해 CFD 해석을 수행하였다. CFD 해석 결과, 밸브 출구 각도를 120o로 변경하고, 밸브의 부분적인 크기 증가와 스트록 길이를 증가시킴으로써 EM의 Cv를 상당히 향상시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 유량시험을 통해 측정된 EM의 개선된 Cv는 최소 212로써, 기존 TM의 Cv값인 161보다 32%가량 증가된 것을 확인하였다.

본 논문은 Circumferentially Uniform Stiffness (CUS) 형상의 복합재료 얇은 벽 보로 모델링한 항공기 날개의 에일러론 역전 특성에 대해 해석적인 연구를 수행하였다. CUS 복합재료 날개의 에일러론 역전 특성을 연구하기 위해, 신장-비틀림 구조 연성, 날개의 가로세로비, 에일러론 대 날개의 시위비 및 길이비, 초기 받음각, Sweep 각 등을 고려하여야 한다. 얇은 벽 보의 항공기 날개에 대한 보다 더 효과적인 설계를 위해, 에일러론 역전 특성과 관련한 연구 결과는 매우 중요한 역할을 담당할 수 있을 것이다.

본 논문은 검출기의 비선형 모델을 바탕으로 유도된 영상 신호-잡음비(Image SNR)[1]의 분포도를 시뮬레이션을 통하여 검증하고, 선형/비선형 이득값들의 변화에 따른 분포도의 특성을 분석한다. 특히, 이득값들의 변화에 따른 분포도의 영향은 운영중인 위성 카메라의 잡음 특성 변화에 상관없이 이득값들에 의한 영상 신호-잡음비 변화 가능성을 보여준다. 마지막으로 본 논문은 영상 신호-잡음비 분포도를 이용하여 운영 변수(누적횟수, 노출시간) 선정과 관련된 최적화 방법에 대한 예시를 제시함으로써, 유도된 분포도의 유용성을 확인한다.

위성 개발 및 운영의 주체가 달라서 이중으로 소모되는 에너지를 줄이기 위해 공통지상 시스템의 통합 개발이 절실히 필요하다. 위성의 개발, 시험, 통합, 발사, 궤도 운영, 임무 수행의 전주기를 아우르는 공통지상시스템을 개발하기 위해서는 모든 단계에서 사용될 수 있는 언어를 개발해야 한다. 이를 위해 위성 시험운영언어의 유럽표준인 PLUTO와 가장 대표적인 언어중 하나인 STOL과 ELISA 및 PIL과 현재 항공우주연구원 AIT의 위성 시험 언어인 ATS와 지상국 운영시스템인 MCE를 자세히 분석하고, 이를 토대로 통합 절차서 언어 개발을 위한 설계 요건들을 제안한다.