KR100491227B1 - 로켓 추력 발생 모사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추력을 발생시키는 로켓 시스템의 개발시 실제 발사시험 전에 지상에서 요구되는 여러 가지 시험들을 수행하기 위하여 로켓에 추력이 발생될 때의 상황을 연출하기 위하여 실제 연소시험을 거치지 않고 지상에서 모사 추력을 발생시킬 수 있도록 하는 로켓 추력 발생 모사장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 슈/레일(2)에 올려지는 모사로켓(1)을 고정시키는 말만 밴드(3)와,

상기 모사로켓(1)의 하측에서 압축판 하부(5)에 지지되면서 추력을 모사로켓(1)에 제공하는 스프링(4)과,

상기 압축판 하부(5)의 하측에 위치하며 부가되는 하중을 인디케이터를 통하여 확인하도록 하는 로드셀(6)과,

상기 로드셀(6)의 하측에 설치되어 스프링(4)을 압축시키는 유압잭(7)으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

로켓 추력 발생 모사장치{Simulator of rocket thrust generation}

본 발명은 추력을 발생시키는 로켓 시스템의 개발시 실제 발사시험 전에 지상에서 요구되는 여러 가지 시험들을 수행하기 위하여 로켓에 추력이 발생될 때의 상황을 연출하기 위하여 실제 연소시험을 거치지 않고 지상에서 모사 추력을 발생시킬 수 있도록 하는 로켓 추력 발생 모사장치에 관한 것이다.

로켓발사 시의 초기 상황을 연출하기 위한 종래의 방법은 실제추진기관의 연소시험에 주로 의존하였다.

추진기관 연소초기에 노즐에서 분출되는 화염후류로 인하여 육안으로 연소초기 상황을 관찰한다는 것은 불가능하다.

또한 로켓의 발사초기의 가속도를 맞춘 추력으로 로켓을 밀어 올린다는 것은 더더욱 불가능하였다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 스프링을 유압잭으로 압축시키고 압축력을 로드셀을 통하여 관찰하면서 요구되는 추력을 임의로 설정할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 안전하게 로켓 추력 발생 상황을 모사할 수 있도록 하며, 모사 로켓의 무게에 따라 모사추력을 다르게 발생시킬 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 슈/레일에 올려지는 모사로켓을 고정시키는 말만 밴드와,

상기 모사로켓의 하측에서 압축판 하부에 지지되면서 추력을 모사로켓에 제공하는 스프링과,

상기 압축판 하부의 하측에 위치하며 부가되는 하중을 인디케이터를 통하여 확인하도록 하는 로드셀과,

상기 로드셀의 하측에 설치되어 스프링을 압축시키는 유압잭으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 임의 형태의 빔으로 형성되는 프레임의 내부 상측으로 모사로켓(1)이 설치되며, 이 모사로켓(1)을 하측의 슈/레일(2)에 올려 놓고 모사로켓(1)의 하측 선단을 말만 밴드(3)를 이용하여 고정시킨다.

상기 말만 밴드(3)는 폭발분리너트를 이용하여 양선단을 고정시켜 말만 밴드(3)를 어느 순간에 폭발력으로 분리되도록 하는 것이다.

말만 밴드(3)에 고정된 모사로켓(1)의 하측에는 스프링(4)을 설치하여 지지되도록 하고, 스프링(4)의 하측은 압축판 하부(5)를 통하여 지지되도록 한다.

압축판 하부(5)의 하측에는 로드셀(6)을 설치하고, 로드셀(6)의 하측에는 추력을 발생시키는 유압잭(7)이 설치되어 있다. 유압잭(7)은 유압 피스톤(7a), 유압 실린더(7b), 유압 라인(7c) 및 유압 펌프(미도시) 등을 구비할 수 있다. 유압 펌프 등이 유압 라인(7c)을 통하여 유압 실린더에 작동 유체를 유출입시킴으로써, 유압 피스톤(7a)은 유압 실린더(7b)로부터 신장 및 수축되어 외부에 힘을 가하도록 한다. 로드셀(6)은 압축판 하부(5)와, 유압잭(7)의 유압 피스톤(7a) 사이에 배치된다. 로드셀(6)은 커패시턴스, 인덕턴스 및 스트레인 게이지 방식 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 인디케이터(미도시)는 로드셀(6)과 연결되어 로드셀(6)로부터의 전기적 신호를 입력받는데, 입력받은 전기적 신호를 사전 설정된 정보에 따라 추력 등의 해당 수치로 변환하여 이를 디스플레이 창 등을 통하여 표시할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 유압 피스톤의 신장과 같은 유압 유니트 작동에 의하여, 유압잭(7)은 압축판 하부(5)에 힘을 가하는데, 이는 로드셀(6)을 통하여 전달된다.

로드셀(6)에 전달된 힘은 압축판 하부(5)를 통하여 스프링(5)에 전달되어, 스프링(5)을 압축시킨다. 로드셀(6)에 부가되는 하중은 인디케이터를 통하여 확인하면서 설정하고자 하는 추력값과 일치되도록 한다. 즉, 예를 들어 스트레인 게이지 방식의 로드셀(6)은 금속 탄성체와, 금속 탄성체의 표면에 부착된 스트레인 게이지를 구비하는데, 로드셀(6)에 전달되는 힘에 의하여 금속 탄성체는 압축 변형을 하게 되고, 이에 따라 금속 탄성체의 표면에 부착된 스트레인 게이지도 함게 압축 변형하게 된다. 스트레인 게이지의 압축 변형에 따라 저항값이 변화하게 되고, 저항값의 변화에 따른 전기적 신호의 변화는 로드셀(6)과 연결된 인디케이터(미도시)로 전달된다. 인디케이터로 전달된 전기적 신호의 변화는 추력 및/또는 추력의 변환되고, 이는 인디케이터에 구비되는 디스플레이 창등을 통하여 표시된다. 사용자는 인디케이터를 통하여 표시되는 추력값을 확인하면서, 인디케이터를 통하여 확인할 수 있는 추력값과 사전 설정된 추력값이 일치하는지를 확인하면서 유압잭(7)을 작동시킨다.

압축되는 스프링(4)은 모사로켓(1)에 하중력을 제공하여 설정된 추력값으로 추력을 모사하는 것이다.

이때 로켓의 추력은 아래의 식과 같다.

: 로켓의 추력

12.15 : 스프링 상수(Kgf/mm)

: 스프링 압축거리

: 로켓의 질량

상기 식에서 알 수 있는 바와 같이 설정하고자 하는 모사로켓(1)의 초기 가속도 a는 스프링 압축거리 x의 변수로 나타내어진다.

압축거리는 유압잭(7)을 이용하여 쉽게 조절 가능하며 스프링(4)의 압축력은 로드셀(6)을 통하여 측정되고 인디케이터를 통하여 확인할 수 있는 것이다.

스프링(4)의 압축력, 즉 추력을 설정한 후 추력모사장치와 모사로켓(1)을 묶어서 고정하고 있는 말만 밴드(3)를 연결하고 있는 폭발분리너트를 폭발시켜 분리시키면 모사로켓(1)은 초기 설정 가속도로 위로 튀어 오르듯 운동하게 된다.

따라서 이 과정에서 로켓발사 초기의 현상들을 관찰하고, 지상 장비와의 간섭영역들을 확인하는 시험을 수행할 수 있다.

이때, 모사로켓(1)의 무게에 따라서 유압잭(7)을 이용하여 모사추력을 다르게 발생시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 스프링을 유압잭으로 압축시키고 압축력을 로드셀을 통하여 관찰하면서 요구되는 추력을 임의로 설정할 수 있으므로 안전하게 로켓 추력 발생 상황을 모사할 수 있는 것이다.

본 발명은 로켓 발사 초기의 현상을 관찰하고 지상 장비와의 간섭영역들을 확인하는 시험을 수행하여 실제 연소시험을 거치지 않고 여러 가지 시험들을 수행할 수 있는 것이다.

본 발명은 모사로켓의 무게에 따라 모사추력을 다르게 발생시켜 정확한 추력을 제공할 수 있는 것이다.

본 발명은 시험에 소요되는 비용을 연소시험에 비하여 대폭 줄일 수 있으며, 시험 준비기간도 짧은 장점을 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 사시도

도 2 는 본 발명의 주요부분을 나타낸 사시도

도 3 은 본 발명의 주요부분을 나타낸 저면 사시도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 모사로켓 2 : 슈/레일

3 : 말만 밴드 4 : 스프링

5 : 압축판 하부 6 : 로드셀

7 : 유압잭

Claims (2)

1. 슈/레일(2)에 올려지는 모사로켓(1)을 고정시키는 말만 밴드(3)와,

   상기 모사로켓(1)의 하측에서 압축판 하부(5)에 지지되면서 추력을 모사로켓(1)에 제공하는 스프링(4)과,

   상기 압축판 하부(5)의 하측에 위치하고 일단이 상기 압축판 하부(5)에 연결되며, 전기적 소통을 이루는 인디케이터를 통하여 부과되는 하중을 확인 가능한 로드셀(6)과,

   상기 로드셀(6)의 하측에 설치되어 스프링(4)을 압축시키는 유압잭(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는 로켓 추력 발생 모사장치.
2. 제1항에 있어서, 말만 밴드(3)는 추력이 모사로켓(1)에 제공된 후 분리시켜 모사로켓(1)을 초기설정 가속도로 운동하도록 함을 특징으로 하는 로켓 추력 발생 모사장치.