요격 미사일의 궤도천이와 자세제어를 담당하는 DACS(Divert and Attitude Control System)는

총 10개의 추력기로 구성되어 있으며, 무게 중심상에 4개의 궤도천이용 추력기(DCS, Divert Control System)가

장착되어 있고, 후단에는 6개의 자세제어용 추력기(ACS, Attitude Control System)가 장착되어 있습니다.


다운로드.png

 

 

- 궤도천이용 추력기(DCS)의 추력 제어

 

고체추진제 연소관, 10개의 핀틀 추력기와 구동기, 제어기로 구성되며,

연소실 압력을 유지시키면서 노즐목 면적의 조절을 통해 원하는 방향으로의 추력을 발생시키는 것이 핵심입니다.

 

Cap 2016-09-12 11-23-33-211.jpg

- 가변 핀틀 추력기의 노즐목 변화 예시.

 

중요한 점은 추력과 압력 제어를 동시에 수행하기 위해 추력을 발생시키고자 하는 추력기의 핀틀이 움직일 때

다른 추력기의 핀틀 또한 반대로 움직여 전체적인 총 노즐목 면적을 유지해야 하는 것입니다.

요구되는 구동을 위해 ACS / DCS에서의 추력 분배, 핀틀의 위치에 따른 노즐목 면적의 변화,

6개의 ACS를 이용한 자세제어 등을 동시에 수행해야 하기 때문에 고도의 제어 알고리즘 기술을 필요로 합니다.

 

section1_1_4_1_img.jpg

- 한화에서 개발중인 L-SAM의 DACS.

 

지금까지 개발된 DACS의 경우, 핀틀을 움직이기 위한 구동기가 추력기마다 장착이 되어 있어서 제어시스템 구조가 복잡했습니다.

이런 DACS의 구동기를 간소화하기 위한 연구가 국내외에서 진행되었는데,

국과연에서 출원한 특허에 따르면 기존에 4개의 구동기를 사용하던 것을 연동 메커니즘을 통해 3개로 감소시킬 수 있었다고 합니다.

 

Cap 2016-09-12 11-52-06-474.jpg

Cap 2016-09-12 12-10-37-793.jpg

 

 

 

구동장치가 최소화된 이 시스템은 핀틀 추력기, 피스톤, 유압 구동장치,

추력분배를 위한 2개의 구동장치를 가지고 있으며, 총 4개의 핀틀 추력기로 구성되어 있습니다.

핀틀 구조물은 피스톤의 변위에 따라 종속되어 구동하는 특징을 갖고 있습니다.

 

Cap_2016-09-12_12-22-29-336.jpg

 

 

추력분배를 위한 구동장치는 동일한 축방향의 구동장치와 연동되어

각각 Y축 방향, Z축 방향에 배치된 2개의 핀틀 추력기를 제어합니다.

나머지 1개의 구동장치는 비압축성유체의 양을 조절하여 전체 노즐목 면적을 조절하는 구조로 되어 있습니다.

피스톤 하단에는 비압축성유체가, 상단에는 연소가스가 흐르는데,

연소가스는 피스톤 상단을 거쳐 관을 따라 구동장치에 연결됩니다.

 

Cap 2016-09-12 12-22-29-336.jpg

- 연소가스 유입 시 피스톤이 움직이면서 핀틀의 노즐목도 움직여 노출되는 면적이 조절된다.

 

구동장치는 연소가스의 유량을 조절하여 피스톤 상단에 작용하는 압력을 변경합니다.

상대적으로 높은 피스톤 상단 압력을 갖는 피스톤은 비압축성유체를 밀어내고,

비압축성유체는 하단방향으로 움직여 피스톤을 밀어내서

연결되어 있는 핀틀의 노즐목 면적이 커지게 됩니다.


실제 구현 가능성에 대한 검증 방법으로 AMESim을 활용하여 시뮬레이션을 수행했고,

구동장치 연동 메커니즘 방안이 실제 구현이 가능하다는 것을 확인했다고 합니다.


참고자료

다축 핀틀 추력기에 적용을 위한 구동장치 연동 메커니즘 방안연구(한국항공우주학회지, 2015.08)

다축 핀틀 추력기 구동 메카니즘의 특허 분석(한국추진공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집 pp.262~267)


궤도천이 및 자세제어 시스템의 연구개발 동향과 전망(한국추진공학회지, 2012.12)

연동 메커니즘을 적용한 다축 핀틀 추력기 시스템(10-2015-0022223)





    



  • |
  1. Cap 2016-09-12 11-23-33-211.jpg (File Size:49.4KB/Download:0)
  2. Cap 2016-09-12 11-52-06-474.jpg (File Size:51.6KB/Download:0)
  3. section1_1_4_1_img.jpg (File Size:18.1KB/Download:0)
  4. Cap 2016-09-12 12-10-37-793.jpg (File Size:101.5KB/Download:0)
  5. Cap_2016-09-12_12-22-29-336.jpg (File Size:50.4KB/Download:0)
  6. Cap 2016-09-12 12-22-29-336.jpg (File Size:58.2KB/Download:0)
  7. 다운로드.png (File Size:5.7KB/Download:0)
facebook twitter google plus pinterest kakao story band
캘리포늄 2016.09.12. 16:38
이거 잘하면 미국에도 팔아볼수 있지 않을까요(?)

밀리돔 | milidom 의 저작물은 이용약관에 의거해 이용 가능합니다. 이 라이선스의 범위 이외의 이용허락은 별도로 문의하시기 바랍니다.

글/댓글 작성 전 이용약관을 숙지는 의무사항입니다. 규정 미준수에 의한 책임은 온전히 작성자 본인에게 있습니다.