• Title/Summary/Keyword: Satellite Thermal Analysis

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통신해양기상위성의 전이궤도 열해석 (TRANSFER ORBIT THERMAL ANALYSIS FOR COMS)

  • 전형열;김정훈;김성훈;양군호
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.48-54
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    • 2008
  • COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) is a geostationary satellite and has been developing by KARI for communication, ocean and meteorological observations. It will be launched by ARIANE 5. Ka-band components are installed on South panel, where single solar array wing is mounted. Radiators, embedded heat pipes, external heat pipe, insulation blankets and heaters are utilized for the thermal control of the satellite. The Ka-band payload section is divided several areas based on unit operating temperature in order to optimize radiator area and maximize heat rejection capability. Other equipment for sensors and bus are installed on North panel. The ocean and meteorological sensors are installed on optical benches on the top floor to decouple thermally from the satellite. During the transfer orbit operation, satellite will be under severe thermal environments due to low dissipation of components, satellite attitudes and LAE(Liquid Apogee Engine) firing. This paper presents temperature and heater power prediction and validation of thermal control design during transfer orbit operation.

인공위성 전장품의 열설계 검증을 위한 해석 및 실험적 연구 (An Analysis and Experimental Study for Thermal Design Verification of Satellite Electronic Equipment)

  • 김정훈;전형열;양군호
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.91-95
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    • 2005
  • A heat dissipation modeling method of EEE parts is developed for thermal design and analysis of an satellite electronic equipment. The power consumption measurement value of each functional breadboard is used for the heat dissipation modeling method. For the purpose of conduction heat transfer modeling of EEE parts, surface heat model using very thin ignorable thermal plates is developed instead of conventional lumped capacity nodes. The thermal plates are projected to the printed circuit board and can be modeled and modified easily by numerically preprocessing programs according to design changes. These modeling methods are applied to the thermal design and analysis of CTU and verified by thermal cycling and vacuum tests.

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Thermal Analysis on a Satellite Box during Launch Stage by Analytical Solution

  • Choi, Joon-Min;Kim, Hui-Kyung;Hyun, Bum-Seok
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제4권2호
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    • pp.17-25
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    • 2003
  • Simple methods are developed to predict temperatures of a satellite box during launch stage. The box is mounted on outer surface of satellite and directly exposed to space thermal environment for the time period from fairing jettison to separation. These simple methods are to solve a 1st order ordinary differential equation (ODE) which is simplified from the governing equation after applying several assumptions. The existence of analytical solution for the 1st order ODE is determined depending on treatment of time-dependent molecular heating term. Even for the case that the analytical solution is not available due to the time dependent term, the 1st order ODE can be solved by relatively simple numerical techniques. The temperature difference between two different approaches (analytical and numerical solutions) is relatively small (Jess than $1^{\circ}C$ along the time line) when they are applied to STSAT-I launch scenario. The present methods can be generally used as tools to quickly check whether a satellite box is safe against space environment during the launch stage for the case that the detailed thermal analysis is not available.

반실험적 열소산 방법을 이용한 위성용 전장품 열해석 (A SATELLITE ELECTRONIC EQUIPMENT THERMAL ANALYSIS USING SEMI-EMPERICAL HEAT DISSIPATION METHOD)

  • 김정훈;전형열;양군호
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.32-39
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    • 2006
  • A heat dissipation modeling method of EEE parts is developed for thermal design and analysis of an satellite electronic equipment. The power consumption measurement value of each functional breadboard is used for the heat dissipation modeling method. For the purpose of conduction heat transfer modeling of EEE parts, surface heat model using very thin ignorable thermal plates is considered instead of conventional lumped capacity nodes. These modeling methods are applied to the thermal design and analysis of CTU EM and EQM and verified by thermal cycling and vacuum tests.

Thermal Analysis of Spacecraft Propulsion System and its Validation

  • Han, Cho-Young;Park, Joon-Min
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권5호
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    • pp.847-856
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    • 2004
  • Heaters for the spacecraft propulsion system are sized to prevent propellant from catastrophic freezing. For this purpose, thermal mathematical model (TMM) of the propulsion system is developed. Calculation output is compared with the results obtained from thermal vacuum test in order to check the validity of TMM. Despite a little discrepancy between the two types of results, both of them are qualitatively compatible. It is concluded that the propulsion system heaters are correctly sized and TMM can be used as a thermal design tool for the spacecraft propulsion system.

온도 허용오차와 고정 노드를 고려한 자동화된 위성 축소 열모델 생성 방법 (Automated reduced thermo-mathematical model generation method for satellite considering temperature tolerance and fixed nodes)

  • 남지민
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.9-15
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    • 2023
  • 인공위성의 축소 열모델 생성 작업은 궤도 열해석의 시간 단축과 발사체 연동 열해석 수행을 위해 인공위성 제작 프로젝트에서 반드시 한 번 이상 수행하게 된다. 축소 열모델 생성 방법은 여러가지가 거론되고 있지만, 실무적으로는 직관적이면서도 편리한 등온격자생성법이 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 아직까지 등온격자생성법의 자동화에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 논문에서는 온도 허용오차와 고정 노드를 고려한 등온격자생성법 기반 위성 축소 열모델 자동 생성 방법을 제안하였다. 서로 다른 세 가지의 온도 허용오차 케이스를 이용하여 방법론을 검증하였으며, 평균 온도 차이는 ECSS의 축소 열모델 생성 가이드라인(< 2 K)을 만족함을 확인할 수 있었다.

저궤도 위성 광학탑재체의 열해석 모델 검증을 위한 열모델 보정 및 히터 설계 (Thermal Model Correlation and Heater Design Verification for LEO Satellite Optical Payload's Thermal Analysis Model Verification)

  • 김민재;허환일;김상호;장수영;이덕규;이승훈;최해진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권11호
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    • pp.1069-1076
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    • 2011
  • 인공위성이 궤도상에서 임무를 수행하는 동안 모든 위성 부품이 허용 온도 범위 내에서 존재하도록 하기 위하여 검증된 열모델을 개발하고, 궤도 열해석을 통하여 열적 안정성을 확보하기 위한 열설계를 수행한다. 본 연구에서는 저궤도 위성 광학탑재체의 열진공/열평형 시험 결과를 이용하여 열해석 모델을 보정하고 flight heater의 작동주기를 맞추어 줌으로써 검증된 열모델을 확보하였다. 또한 위성의 열적 안정성을 확보하기 위하여 보정이 완료된 모델을 이용하여 궤도 열해석을 수행함으로써 모든 부품이 허용온도 범위내에 존재하는 것을 확인하였다.

멀티 탑재체를 가진 6 U 초소형위성의 열설계 검증을 위한 궤도 열해석 (On-orbit Thermal Analysis for Verification of Thermal Design of 6 U Nano-Satellite with Multiple Payloads)

  • 김지석;김희경;김민기;김해동
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.455-466
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    • 2020
  • 본 연구에서는 다수의 우주 환경 관측용 탑재체를 장착한 6U급 초소형위성에 대한 열모델을 구축하여 이를 기반으로 수행된 열설계에 대해 기술하였으며, 궤도 열해석을 통해 적용된 열설계의 유효성을 입증하였다. 초소형위성의 특성을 고려하여 표면 처리 및 절연체, 열전도체 등의 수동 열제어 기법 위주로 열설계를 진행하였지만, 배터리 및 추력기 등과 같이 작동 온도의 범위가 좁고 궤도 열환경에 직접적으로 노출되는 부품들에 대해서는 능동 열제어 기법 중 하나인 히터를 적용하였다. 궤도 열해석 조건은 기본적으로 위성의 궤도 조건을 바탕으로 하며, 임무 시나리오에 따른 발열량 및 위성의 자세에 따라 임무 모드, 초기 운용 모드, 비상운용 모드, 편대 비행 모드로 분류하여 궤도 열해석을 수행하였다. 각 모드 별 해석 결과를 통해 모든 부품들이 작동 온도 조건을 만족하는 것을 확인하였고, 비상운용 모드의 해석 결과를 통해 배터리 및 추력기의 히터 용량과 작동 주기를 산출하였다.

위성 데이터 전송용 2축 짐벌식 X-band 안테나 구동용 전장품 APD 열 해석 (Thermal Analysis of APD Electronics for Activation of a Spaceborne X-band 2-axis Antenna)

  • 하헌우;강수진;김태홍;오현웅
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.1-6
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    • 2016
  • The thermal analysis of electronic equipment is required to predict the reliability of electronic equipment being loaded on a satellite. The transient heat transfer of electronic equipment that was developed recently has been generated using a large-scale integration circuit. If there is a transient heat transfer between EEE(Electric, Electronic and Electro mechanical) parts, it may lead to failure the satellite mission. In this study, we performed the thermal design and analysis for reliability of APD(Antenna Pointing Driver) electronics for activation of a spaceborne X-band 2-axis antenna. The EEE parts were designed using a thermal mathematical model without the thermal mitigation element. In addition, thermal analysis was performed based on the worst case for verifying the reliability of EEE parts. For the thermal analysis results, the thermal stability of electronic equipment has been demonstrated by satisfying the de-rating junction temperature.