위성의 잔여연료량은 인공위성의 수명을 결정하는 가장 중요한 요소 중에 하나이다. 하지만 이러한 잔여연료량은 부정확하고 불규칙한 여건으로 인하여 정확하게 측정이 불가능하다. 특히 미세중력하에서 액체의 추진제가 탱크주위에 넓게 퍼지는 관계로 인하여 직접적인 측정은 불가능하다. 본 논문에서는 기존에 사용되어왔던 여러 방법을 간단히 소개하고, 두 개 이상의 다중탱크시스템을 갖는 위성에서 온도차이에 의해 추진제가 이동하는 열펌핑현상을 이용하여 잔여연료량을 측정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
It is derived for the temperature profile in a cylindrical and planar shape capillary pumped loop evaporators subject to a uniform heat flux prior to the initiation of boiling using the finite difference method. The results of the analysis allow for the determination of applied power levels for which nucleation is likely to occur only within the vapor grooves of the evaporator while maintaining subcooling in the liquid core, thereby increasing the likelihood of a successful startup. Also, limits are found for which additional increases in the applied heat flux do not increase the temperature difference between the vapor grooves and the wick-liquid core interface. Several advantages of larger diameter evaporators observed experimentally in startup are explained and quantified by the model. This analysis is appropriate for standard capillary pumped loop evaporators during a fully-flooded startup as well as starter pump designs and loop heat pipes.
Yb$^{3+}$ 이온은 InGaAs LD 및 Ti:sapphire 레이저로 펌핑할 수 있는 940 nm에서의 흡수대를 가지고 있고, 1.03 $mu extrm{m}$의 형광방출 특성을 가지고 있으며, 지금까지 알려진 1 $\mu\textrm{m}$ 파장대의 레이저 활성이온 중에서 가장 적게 열을 발생하는 특성을 가지고 있음이 알려져 최근에는 Yb$^{3+}$ 이온을 첨가한 여러 가지 레이저 매질이 연구되고 있다.[1] 그 중에서도 Yb$^{3+}$ ion doped yttrium aluminum garnet (Yb:YAG) 단결정은 충분하게 넓은 흡수선폭, 좋은 열광학적 특성, 고출력 작동을 하게 하는 stokes shift, 그리고 LD에 의한 펌핑을 가능하게 하는 940 nm 영역에서의 흡수 및 긴 여기시간을 가진 이상적인 매질로 알려져 있다.[2] 이러한 특성으로 인해 Yb:YAG 단결정은 femtosecond 레이저 등 각종 레이저 시스템의 소형화[3]를 가져왔으며, 레이저 결정의 양산 가능성 및 레이저 기기의 소형화에 따르는 시스템의 가격 감소가 가능하므로 Yb:YAG microchip 레이저는 향후 고출력 레이저 기기 산업의 중추가 될 것으로 기대된다. (중략)
여기밀도 변화에 따른 펄스폭 연속 가변 Quenched Dye Laser(Q이)를 설계 제작하여 그 동작 특성을 분석하였다. 펌핑광원은 펄스폭 20 ns(FWHM), 에너지 150mJ의 XecCl 엑시머 레이저를 사용하였으며, 색소레이저의 활성매질은 Rhodamine 6G로서 에탄올(ethanol)용액에 2.5$\times$10-3[mol/l]의 농도로 용해되었다. 활성길이 5 nm인 색소셀에서 서로 평행한 양면을 공진기로 구성하여 색소레이저의 이완발진 출력특성을 얻었다. 이완발진의 펄스열에서 단일 펄스를 추출하기 위해 QDL를 구성하였다. QDL의 펄스폭을 가변하기 위해 초점거리 f=150 mm 접속렌즈를 이동시켜 색소셀에 조사되는 공간적 펌핑폭을 조절함으로써 여기밀도를 8.8$\times$1023[cm-3s-1]~2.8$\times$1023[cm-3s-1]까지 가변시켰다. 공간적 펌핑폭에 따른 펄스폭 가변 실험을 수행한 결과 QDL의 발진 펄스폭이 86 ps~201 ps 사이에서 연속적으로 가변됨을 알 수 있었다.
The geostationary satellite propulsion system has thermistors which can measure liquid propellant temperature at tanks, pipes and etc. In the satellite propulsion system with several tanks, the propellant in the tanks is moved by temperature change and this temperature pattern is constant. In this paper, the temperature change pattern of KOREASAT 1 propulsion system is compared and the prediction study of pressurant inflow using temperature change of geostationary satellite propulsion system is described.
A basic pulse tube refrigerator has been constructed with extensive instrumentation to study the characteristics of the heat exchanger experimentally under the oscillating pressure and the oscillating flow. This paper describes the sequential experiments with the basic pulse tube refrigerator. The experiments were performed for various cycle frequencies under the square pressure wave forms. First, the heat flux was measured through the cycle at the both cold and warm end heat exchangers without the regenerator. In order to enhance the thermal communication capability of the heat exchanger with the gas at low operating frequencies, a unique design of the triangular shape radial fin concept was applied to the heat exchangers. For the fin heat exchanger, the measured heat flux and the calculated heat flux from the two well-known oscillating heat transfer correlations were compared and discussed. Second, the regenerator was added to the pulse tube to make a basic pulse tube refrigerator configuration. The experiment showed the great impact of the regenerator on the temperature and the heat flux profiles. At the warm-end, the cyclic averaged heat flux had its maximum value at the specific operating frequency. The paper presents the explanation of the surface heat pumping effect as well as the experimental data.
다이오드 레이저로 펌핑되는 Nd:YAG 매질에 형성된 열 복굴절은 레이저 출력과 빔질의 저하를 초래한다. 선편광된 레이저 출력을 얻기 위해서는 주로 공진기 내에 선형 편광자를 삽입하게 되는데, 레이저 매질에 형성된 열 복굴절에 의한 왜곡 편광된 레이저 빔이 편광자에 의해 반사되어 공진기 손실을 초래한다. 편광 왜곡에 의한 레이저 빔의 손실을 줄이거나 이중 초점을 제거하기 위해 주로 사용되어지는 광 소자는 Faraday 회전자, λ/4 판, 석영 회전자 등이 사용되어진다.$^{(1-5)}$ 90$^{\circ}$ 석영 회전자와 Faraday 회전자는 공진기 내에 두 개의 동일한 구조를 갖는 레이저를 이용할 경우 사용되고 λ/4 판 과 45$^{\circ}$ Faraday 회전자는 주로 단일 레이저 헤드의 복굴절 보상을 위해 사용되어진다. 45$^{\circ}$ Faraday 회전자는 이론적으로 완벽히 열복굴절에 의한 편광 왜곡을 보상한다. 그러나, 열복굴절을 완벽히 보상하기 위해서는 레이저 빔이 항상 레이저 매질의 같은 지점을 통과해야 한다. 실제적으로 레이저 매질에서는 열에 의한 열 렌즈 효과가 있기 때문에 레이저 빔이 항상 같은 지점을 통과하지 않게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 공진기 내에 열 렌즈 효과를 보상하기 위한 렌즈를 삽입하거나 레이저 헤드를 공진기 거울 가까이 설치하여야 한다. Faraday 회전자는 길이가 길기 때문에 레이저 헤드를 공진기 거울 가까이 설치하기는 어렵고 항상 열 렌즈 효과를 보상해주는 광학 소자가 있어야 하는 단점이 있다. 반면 λ/4 판은 완벽한 편광 왜곡을 보상해주지 않아 레이저 손실을 초래하지만 두께가 얇아 레이저 헤드와 공진기 거울을 근접해서 설치할 수 있어서 몇몇 연구자에 의해 연구되어 졌다.$^{(3)}$ 본 연구에서는 λ/4 판을 이용하고 편광기에서 반사된 빔을 공진기에 되반사 시키는 구조를 사용하여 선 편광된 레이저의 출력과 빔의 질을 개선 시켰다. (중략)
수 KHz의 반복율로 발진하는 레이저광을 증폭하는 증폭기를 제작하고, 특성을 조사하였다. 증폭기로는 연속 방전하는 섬광등으로 펌핑되는 Nd:YAG 헤드를 사용하였고, 레이저 매질에서 발생하는 열 복굴절을 보상하여 이중통과 증폭기를 구성한 경우, 복굴절에 의한 레이저광 손실을 5%로 감소시켰다. 4 중통과 증폭기를 구성을 하였을 때, 반복율 5-10 KHz에서 이득은 약 3.2이었고, 펄스폭은 40 ns에서 48 ns로. 20%증가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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