• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권4호
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• pp.42-45
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• 2007

The process of Lay-out design and assembly for liquid rocket engine was presented and the Lay-out design for main components of liquid Rocket engine system was studied. Vertical direction is recommended in the case of turbopump's arrangement. If the length of pipe between gas-generator with turbopump's turbine is shorter, gas-generator is stable. The arrangements of main valves are recommended as near disposition to combustion chamber, because shut-down process time is shorter. Interference with launch vehicle and structural strength considering gimbal actuator's force and control performance is considered in the case of gimbal actuator's supporter design.

• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.141-146
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• 2002

로켓 추진에 의한 동력 비행 중 비행체의 자세제어를 위해, 대기권내 비행에 있어서는 공력비행 조정익으로 조종할 수 있으나 공기가 희박한 높은 고도나 대기권 밖에서의 비행은 추력벡터제어에 의존할 수밖에 없다. 추력벡터제어 방법으로 현재 여러 가지 장치가 개발되어 사용되고 있는데 본 연구는 로켓이 비행하는 동안 김발에 의해 연결된 로켓엔진 전체를 움직여 엔진에서 발생한 추력의 방향을 조종하여 로켓의 자세를 제어하는 김발엔진구동 추력벡터제어방식에 대한 내용을 다루었다. 로켓에 적용 가능한 김발엔진 구동장치로는 전기유압식, 전기기계식, 공압식 장치 등이 있으나 큰 동력이 요구되는 시스템에서는 대부분 출력 대 무게비가 높은 전기유압식 구동장치가 사용된다. 본 연구에서는 KSR-III의 추력벡터제어를 위해 사용되는 전기유압식 김발엔진 서보구동시스템을 상세모델링하였고 이에 기초하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그리고 시뮬레이션 결과와 실제 시스템을 대상으로 시험한 결과를 비교하여 모델을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.83-92
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• 2004

본 논문에서는 KSR-III 김발엔진 구동장치의 공진현상을 감쇠시키기 위한 서보필터 설계 결과를 제시하였다. 자세제어를 위한 김발엔진 구동장치를 엔진 지지구조물에 부착시켰을 때 저주파 영역에서 구조물과 구동장치 유압 모드간의 공진 현상이 발생하였고 이러한 공진현상을 감쇠시키기 위하여 서보필터의 설계가 요구되었다. 서보필터의 설계 과정으로 김발엔진 구동장치의 동특성 시험을 기반으로 서보필터 형상을 먼저 결정하고 보완 라그랑지안 공진화 기법을 이용하여 필터 파라미터의 최적값을 계산하였으며 최종적으로 비행용으로 적합한 서보필터를 결정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.738-746
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• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• 항공우주기술
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• 제2권2호
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• pp.115-123
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• 2003

본 논문에서는, KSR-III 김발엔진 구동장치 시스템의 원활한 작동을 보장하기 위한 방안으로 릴리프밸브의 적용을 고려하였다. 비행 중의 김발엔진 지지구조물에서의 진동 및 급격한 외란 등에 의해 구동기에 과도한 토크가 작용하는 경우, 구동기의 작동불능 및 로켓의 성능저하가 발생 가능함을 보였으며, 릴리프밸브의 적용을 통해 그러한 불안정성을 해소시킬 수 있음 을 보였다. 6자유도 시뮬레이션 분석을 통해, 릴리프밸브의 작동압이 낮을수록, LOHM 파라미터가 작을수록 시스템의 성능 면에서 유리하다는 결과를 제시하였으며, 릴리프밸브를 채용함에 따라 로켓에 작용하는 TWD 등의 외란을 감소시키는 효과도 발생함을 보일 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제1권2호
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• pp.105-112
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• 2002

본 논문에서는 KSR-III 김발엔진 구동장치 서보필터 설계 방안에 대한 연구 결과를 정리하였다. 비선형 해석모델에 대한 선형 근사모델을 기준으로 서보필터 설계를 수행하였다. 서보필터의 기본 형상으로서 설계 및 제작의 편의성 관점에서 2차의 Butterworth 저주파 필터를 우선적으로 고려하였다. 저주파 필터만을 사용할 경우 발생하는 불안정성 문제를 해결하기 위해 1차의 보상기를 추가하였다. 전체 로켓 시스템의 위상 안정성 여유와 공진 이득 감쇠를 동시에 고려할 경우, 2차의 Butterworth 필터로는 설계에 한계가 있었으며, 노치 필터를 사용해야 함을 알 수 있었다. 결과적으로, KSR-III 김발엔진 구동장치용 서보필터로는 2차 저주파 노치필터를 궤환신호와 명령신호 간의 오차 신호에 위치시키는 것이 효과적이라는 결론을 얻었다. 여기서 제시한 서보필터 형상을 토대로 추후 KSR-III 비행용 서보필터 제작 및 시험이 이루어질 예정이다.