• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.1-7
• /
• 2013

Recently, there are a number of studies over dynamic analysis for minimizing vibration of flexible structures such as solar panel for agility of high-agility satellite. The traditional studies perform dynamic analysis of a solar panel assumed as rigid structure since the stiffness of solar panel is higher than the stiffness of solar panel's hinge spring. However, there are vibrations that have modes of bending and torsion when high-agility satellite rotate speedily. This vibrations result in delaying safety time of satellite or degrading image quality. This paper presents dynamic analysis's technique of satellites including the spring hinge of solar panel and flexible structural solar panel's effects described as the linear equation of motion using Lagrange's theorem, and verifies the validity of an established dynamic analysis's technique of satellites by comparing the finite element method. In addition high-agility satellite's dynamic characteristics of a torque profile are analyzed from the established dynamic analysis's technique of satellites.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제17권4호
• /
• pp.476-490
• /
• 2016

This paper defines mode shape function of a composite solar panel assumed as Kirchhoff-Love plate for considering a torsional mode of composite solar panel. It then goes on to define dynamic model of a high-agility satellite considering the flexibility of composite solar panel as well as stiffness of a solar panel's hinge using Lagrange's theorem, Ritz method and the mode shape function. Furthermore, this paper verifies the validity of dynamic model by comparing numerical results from the finite element analysis. In addition, this paper performs a dynamic response analysis of a rigid satellite which includes only natural modes for solar panel's hinges and a flexible satellite which includes not only natural modes of solar panel's hinges, but also structural modes of composite solar panels. According to the results, we confirm that the torsional mode of solar panel should be considered for the structural design of high-agility satellite. Finally, we performed optimization of high-agility satellite for minimizing mass with solar panel's area limit using the defined dynamic model. Consequently, we observed that the defined dynamic model for a high-agility satellite and result of the optimal design are very useful not only because of their optimal structural design but also because of the dynamic analysis of the satellite.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권7호
• /
• pp.648-656
• /
• 2015

능동 합성개구레이더 위성의 주요기동은 SAR 안테나 방향을 바꾸기 위한 롤축 기동이다. 그리고 도플러 중심주파수 변화를 최소화하기 위하여 요축 기동이 요구된다. 따라서 토크/모멘텀 용량을 대부분 롤축으로 그 다음으로 요축으로 할당하는 것이 합리적이다. 하지만 궤도 조정 때문에 가끔씩 피치축으로 중심으로 큰 각도의 회전이 요구된다. 본 논문에서는 롤축과 요축의 연속회전을 통한 피치축 기동시간 단축 방법에 대해서 살펴본다. 이들 두 축이 피치축에 비해서 기동성능이 좋기 때문에, 피치축을 중심으로 큰 회전이 요구될 때는 기동시간 단축이 가능하다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.86-96
• /
• 2018

본 논문에서 제안한 캔위성은 2017년 캔위성 경연대회에 출전한 $HA+RC^2S$ CanSat (High Agility and Remote Control Camera System Can Satellite)이다. 주요임무는 수동진동감쇠기인 동흡진기를 사용하여 카메라를 회전시킨 직후에 발생하는 잔류진동을 감쇠하여 고품질의 영상획득이 가능한 고기동 안정화 카메라 시스템을 검증하는 것이다. 부가적으로는 지상국의 조이스틱을 사용하여 무선으로 제어되는 원격 제어 셀프카메라로 캔위성 자체의 이미지데이터를 획득하는 것이다. 본 논문에서는 임무 정의, 시스템 설계, 제작, 기능 및 성능시험, 최종 비행시험을 포함하는 $HA+RC^2S$ CanSat의 개발과정에 대해 서술하였다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.50-57
• /
• 2018

본 논문에서는 고기동 위성의 진동 저감을 위해 지지대를 복합재료 태양전지판에 적용하였다. 또한 리츠 법을 이용하여 지지대를 포함한 복합재료 태양전지판의 동역학적 모델을 정의하였으며, 지지대가 포함되지 않은 복합재료 태양전지판과 비교하여 지지대의 진동 흡수 성능을 확인하였다. 제한된 질량 내에서 진동 흡수 성능을 최대화하기 위해 정의된 동역학적 모델을 이용하여 지지대를 포함한 복합재료 태양전지판의 설계변수에 대한 최적설계를 수행하였으며, 최적화된 전개 고정형 복합재료 태양전지판의 설계안을 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권9호
• /
• pp.53-59
• /
• 2006

위성 영상 활용 분야의 확대 및 사용자 증가에 따라 다양한 형태의 임무를 수행할 수 있는 위성이 요구되고 있다. 대부분의 고해상도 위성은 신호대 잡음비를 향상시키기 위하여 TDI (time delay and integration) 기법을 사용하지만 위성 기동에 의해 위성 영상의 품질 저하가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 고해상도 위성이 기동성을 이용하여 지상 관측을 수행하는데 있어서 필요한 위성 자세 관련 요구사항을 도출하고 지상 관측을 수행하기 위한 위성 운영 방안을 제시하는 것을 내용으로 한다. 본 논문에서 제시한 내용은 시스템 수준의 개념 설계 및 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제46권11호
• /
• pp.952-960
• /
• 2018

지구관측용 인공위성에서 고기동성이 많이 요구되고 있다. 고기동성을 만족시키기 위해 고토크 구동기가 인공위성 설계에서 필수적이다. 본 연구에서 고기동 소형위성 설계를 위해 한국항공우주연구원에서 연구되고 있는 5Nm급 소형 제어모멘트자이로(CMG, Control Moment Gyro) 개발 결과를 소개하였다. 구동로직 활용을 위해, 잘 알려진 Elliptic internal singularity를 성공적으로 회피하는 등으로 Singular Direction Avoidance (SDA) 방법에서 향상된 Designated Direction Escape (DDE) CMG 클러스터 구동로직에 대한 간단한 성능 검증과 상세한 로직 방법이 제시되었고, CMG가 피라미드 형태로 장착되었을 경우와 지붕 형태로 장착되었을 경우에 대해 5Nm급 소형 CMG가 고기동 소형위성 설계에 적절한지를 검증하기 위한 시뮬레이션이 수행되었다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 CMG 개발시 고려해야 할 의미있고 중요한 사항들을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제39권10호
• /
• pp.935-945
• /
• 2011

네 개의 반작용휠과 두 개의 제어모멘트자이로를 이용하여 X축 또는 Y축으로 위성을 고기동 시키는 자세제어방법에 대해서 연구해보았다. 일반적인 위성은 동일한 구동기들을 사용하므로 위성자세제어기를 먼저 설계하고 여기에서 나온 토크를 각 구동기에 할당하면 된다. 하지만 우리 위성은 출력토크 차이가 큰 반작용휠과 제어모멘트자이로로 이루어져 있기에 이러한 방법을 적용하는데 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 구동기 출력토크명령설계에 위성자세제어기를 포함시키는 방법을 사용하였다. 시뮬레이션을 통하여, 설계된 제어기법이 위성을 고기동 시키는 것을 확인하였다.

• 항공우주기술
• /
• 제11권2호
• /
• pp.80-86
• /
• 2012

빠르게 기동하면서도 고해상도 영상을 획득하기 위해서는 정확한 자세지향 및 높은 지향안정도가 요구된다. 자세제어계는 이러한 요구조건을 만족시키기 위해서 고성능 별추적기와 자이로를 장착하고 있다. 하지만, 위성에 장착된 자세센서인 별추적기와 자이로는 발사환경과 발사체에서 분리된 후 놓여지는 우주환경의 영향으로 지상에서 예측한 위성 동체기준좌표계에서 벗어난 오정렬 값을 가지게 되며, 자세제어계에서는 자세지향 오차 및 기동 성능 향상을 위해서 해당 오정렬 값을 추정하여 보상해주는 궤도상 보정을 수행해야 한다. 본 논문에서는 고기동 저궤도위성의 초기운용기간 중 위성본체 성능확인 단계에서 자세제어계에서 수행한 궤도상 보정에 대해서 기술하고 실제 얻어진 자세지향 및 지향안정도 성능 향상 결과를 제시한다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.17-25
• /
• 2016

본 연구에서는 초점면부 영상안정화 기법 중 렌즈 시프팅 영상안정화 기법에 적용될 광학설계를 수행하였다. 렌즈 시프팅 기법은 광학탑재체로 전달되는 미세진동외란을 보상하기 위해 광 경로를 바꿔주는 영상 안정화 기법이다. 실제 위성카메라의 제원을 참고하여 렌즈 시프팅 기법이 적용될 광학계의 요구도를 수립하였으며, 광학설계 프로그램인 Code-V를 이용해 광학계를 설계하였다. 설계된 광학계가 요구 조건을 충족하였는지 검증하기 위해 시야에 따른 광선 수차분석, 스팟 다이어그램 분석, MTF 선도분석을 수행하였다. 최종적으로 설계된 광학계는 슈미트 카세그라인 타입에 필드 플래트너와 진동보상 렌즈가 삽입된 형태이며, 주반사경 직경은 200 mm, GSD 2.87m, 나이퀴스트 주파수에서 MTF 33%으로 광학계 성능요구도를 만족하였다. 본 연구에서 설계된 진동보상렌즈의 입사광선에 대한 진동계수는 0.95~1.00 으로 성능 요구도를 만족하였다.