KR100547945B1 - Large High-resolution Camera Supporting Structure of a Satellite - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저궤도 지구 관측 인공위성에 탑재되어 지구를 관측하는 고해상도 카메라의 지지 구조물에 관한 것이다. The present invention relates to a support structure of a high resolution camera mounted on a low orbit earth observation satellite to observe the earth.

본 발명에 의한 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물은 론저론, 상기 론저론의 상부에 형성되는 상부 레일, 상기 론저론의 하부에 형성되는 하부 레일, 상기 론저론과 상기 상, 하부 레일에 의해서 형성되는 측면 공간에 형성되는 마감 패널, 상기 상부 레일에 형성되는 상부 플랫폼, 및 상기 하부 레일에 형성되는 하부 플랫폼을 포함하는 탑재 모듈; 상기 상부 플랫폼에 위치하는 상부 체결부; 상기 하부 플랫폼에 위치하는 하부 체결부; 상기 상부 체결부에 일단이, 상기 론저론의 하부 및/또는 상기 하부 레일에 타단이 각각 체결되는 롱 스트럿; 상기 상부 체결부에 일단이, 상기 하부 체결부에 타단이 각각 체결되는 숏 스트럿; 및 상기 하부 플랫폼에 형성되는 링을 포함한다.The high-resolution camera support structure of the satellite according to the present invention is a long side, formed by the upper rail, the upper rail formed on the lower portion of the ron low, the lower rail formed on the lower portion of the ron low, the side formed by the upper and lower rail A mounting module including a finishing panel formed in a space, an upper platform formed on the upper rail, and a lower platform formed on the lower rail; An upper fastening part positioned on the upper platform; A lower fastening part positioned on the lower platform; A long strut, one end of which is fastened to the upper fastening part, the other end of which is fastened to the lower end of the loaner ron and / or the lower rail; A short strut having one end fastened to the upper fastening part and the other end fastened to the lower fastening part; And a ring formed in the lower platform.

인공위성, 고해상도 카메라, 지지 구조물, 탑재 모듈, 열 변형Satellites, high-resolution cameras, support structures, mounting modules, thermal deformation

Description

인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물{Large High-resolution Camera Supporting Structure of a Satellite}Large High-resolution Camera Supporting Structure of a Satellite

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물의 사시도1 is a perspective view of a satellite high resolution camera support structure according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 분해 사시도2 is an exploded perspective view of FIG.

도 3은 도 2의 상부 플랫폼 관련 부분을 아래에서 본 도면과 상부 러그 부분의 확대도3 is an enlarged view of the upper lug portion and a view from below of the upper platform related portion of FIG.

도 4는 도 2의 하부 플랫폼 관련 부분을 위에서 본 도면과 하부 러그 부분의 확대도와 A-A선에 따른 단면도4 is an enlarged view of the lower platform related part of FIG. 2 and the lower lug part and a cross-sectional view taken along line A-A;

도 5는 도 2의 상, 하부 러그, 롱 스트럿, 및 숏 스트럿 간의 연결 관계를 도시한 도면FIG. 5 is a diagram illustrating a connection relationship between upper, lower lugs, long struts, and short struts of FIG. 2.

도 6은 도 2의 링의 평면도와 B-B선에 따른 단면도FIG. 6 is a plan view of the ring of FIG. 2 and a cross section along line B-B

도 7은 도 2의 고해상도 카메라 지지 구조물에 고해상도 카메라가 탑재된 상태를 도시한 도면과 하부 플랫폼 부분의 확대도7 is a view showing a state where a high resolution camera is mounted on the high resolution camera support structure of FIG. 2 and an enlarged view of a lower platform portion;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1: 론저론 2: 상부 레일1: Lonzer's theory 2: Upper rail

3: 하부 레일 4: 마감 패널3: lower rail 4: finishing panel

5: 상부 플랫폼 6: 하부 플랫폼5: upper platform 6: lower platform

7: 상부 체결부(상부 러그) 8: 하부 체결부(하부 러그)7: Upper fastener (upper lug) 8: Lower fastener (lower lug)

9: 롱 스트럿 10: 숏 스트럿9: long strut 10: short strut

11: 링 100: 고해상도 카메라 지지 구조물11: ring 100: high resolution camera support structure

200: 고해상도 카메라 200: high resolution camera

본 발명은 저궤도 지구 관측 인공위성에 탑재되어 지구를 관측하는 고해상도 카메라의 지지 구조물에 관한 것이다. The present invention relates to a support structure of a high resolution camera mounted on a low orbit earth observation satellite to observe the earth.

카메라는 해상도에 비례하여 크기 및 무게가 증가하며, 고해상도 카메라(Large High-resolution Camera)는 높이가 약 1,350mm, 직경이 약 800mm, 무게가 약 80.0kg 정도가 된다. 이와 같은 크기 및 무게의 고해상도 카메라 장착 기술은 풍부한 데이타 베이스에 의한 경험이 요구되며, 열 변형 최소화에 의한 카메라의 지향 정밀도 보장은 고해상도 카메라 지지 구조물의 최우선 목표이다.The camera increases in size and weight in proportion to the resolution, and the large high-resolution camera is about 1,350 mm high, about 800 mm in diameter, and about 80.0 kg in weight. High resolution camera mounting technology of this size and weight requires abundant database experience, and ensuring the directing accuracy of the camera by minimizing thermal deformation is a top priority of the high resolution camera support structure.

국내의 인공위성 고해상도 카메라 지지 구조물의 설계, 해석 및 제작 기술은 본 발명 외에는 전무하다. There is no technology for designing, analyzing, and manufacturing a domestic satellite high resolution camera support structure except for the present invention.

외국의 고해상도 카메라 지지 구조물은 키네마틱 조인트(Kinematic Joint: Iso-static Design, 최소한으로 축 하중을 전달하며 모멘트는 전달하지 않음)에 의하여 하중 전달을 최소화한다. 또한, 복합 재료 사용에 의하여 열 변형을 최소화 하는 복잡한 구조로 설계, 해석 및 제작된다. Foreign high-resolution camera support structures minimize load transfer by kinematic joints (Iso-static Design, which transfers axial loads to a minimum and no moments). In addition, the use of composite materials is designed, analyzed and fabricated into complex structures that minimize thermal deformation.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 설계, 해석 및 제작되어, 고해상도 카메라를 발사 환경으로부터 안전하게 지지하고, 탑재 모듈 전체의 열 변형을 우주 환경하에서 최소화할 수 있는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to design, analyze, and manufacture a simple structure to safely support a high-resolution camera from a launch environment and to minimize thermal deformation of the entire mounting module in a space environment. It is to provide a high resolution camera support structure of the satellite.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물은 론저론, 상기 론저론의 상부에 형성되는 상부 레일, 상기 론저론의 하부에 형성되는 하부 레일, 상기 론저론과 상기 상, 하부 레일에 의해서 형성되는 측면 공간에 형성되는 마감 패널, 상기 상부 레일에 형성되는 상부 플랫폼, 및 상기 하부 레일에 형성되는 하부 플랫폼을 포함하는 탑재 모듈; 상기 상부 플랫폼에 위치하는 상부 체결부; 상기 하부 플랫폼에 위치하는 하부 체결부; 상기 상부 체결부에 일단이, 상기 론저론의 하부 및/또는 상기 하부 레일에 타단이 각각 체결되는 롱 스트럿; 상기 상부 체결부에 일단이, 상기 하부 체결부에 타단이 각각 체결되는 숏 스트럿; 및 상기 하부 플랫폼에 형성되는 링을 포함한다.In order to achieve the above object, a satellite high resolution camera support structure according to the present invention includes a lower rail, an upper rail formed on an upper portion of the lower loron, a lower rail formed on a lower portion of the lower loron, and the upper and lower parts. A mounting module including a finishing panel formed in a side space formed by a rail, an upper platform formed on the upper rail, and a lower platform formed on the lower rail; An upper fastening part positioned on the upper platform; A lower fastening part positioned on the lower platform; A long strut, one end of which is fastened to the upper fastening part, the other end of which is fastened to the lower end of the loaner ron and / or the lower rail; A short strut having one end fastened to the upper fastening part and the other end fastened to the lower fastening part; And a ring formed in the lower platform.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 탑재 모듈, 체결부, 스트럿, 및 링을 포함한다. The present invention largely includes a mounting module, fastenings, struts, and rings, as shown in FIGS. 1 and 2.

탑재 모듈은 론저론(Longeron; 1), 론저론(1)의 상부에 형성되는 상부 레일(Upper Rail; 2), 론저론(1)의 하부에 형성되는 하부 레일(Lower Rail; 3), 론저론(1)과 상, 하부 레일(2, 3)에 의해서 형성되는 측면 공간에 형성되는 마감 패널(Closure Panel; 4), 상부 레일(2)에 형성되는 상부 플랫폼(Upper Platform; 5), 및 하부 레일(2)에 형성되는 하부 플랫폼(Lower Platform; 6)을 포함한다. The mounting module includes a longeron (Longeron) 1, an upper rail (2) formed on the upper part of the longeron (1), a lower rail (3) formed on the lower part of the longeron (1) and a loan. Closure panel (4) formed in the side spaces formed by the low (1) and the upper, lower rails (2, 3), the upper platform (5) formed on the upper rail (2), and And a lower platform 6 formed on the lower rail 2.

론저론(1), 상부 레일(2), 하부 레일(3), 및 마감 패널(4)의 개수는 각각 6개인 것이 바람직하다. It is preferable that the number of the loaner ron 1, the upper rail 2, the lower rail 3, and the finishing panel 4 is six, respectively.

체결부는 상부 체결부(7)와 하부 체결부(8)로 나뉘어지는데, 상부 체결부(7)는 상부 플랫폼(5)에 위치하고(도 3 참조), 하부 체결부(8)는 하부 플랫폼(6)에 위치한다(도 4 참조). The fastening part is divided into an upper fastening part 7 and a lower fastening part 8, wherein the upper fastening part 7 is located on the upper platform 5 (see FIG. 3), and the lower fastening part 8 is connected to the lower platform 6. ) (See FIG. 4).

상부 체결부(7)와 하부 체결부(8)는 각각, 도 2에서와 같이 돌출부가 형성되어 있는 상부 러그(Upper Lug; 7)와 하부 러그(Lower Lug; 8)인 것이 바람직하다. 상부 플랫폼(5) 아랫면의 3 포인트(Point)에 상부 러그(7), 하부 플랫폼(6) 윗면의 3 포인트에 하부 러그(8)가 장착되는 것이 바람직하다(도 3 및 도 4 참조). 또한, 상부 러그(7)와 하부 러그(8)는 동일 수직선 상에 위치하는 것이 바람직하다(도 2 및 도 5 참조). The upper fastening portion 7 and the lower fastening portion 8 are preferably upper lugs 7 and lower lugs 8 having protrusions formed as shown in FIG. 2, respectively. Preferably, the upper lug 7 is mounted at three points below the upper platform 5 and the lower lug 8 is mounted at three points above the lower platform 6 (see FIGS. 3 and 4). In addition, the upper lug 7 and the lower lug 8 are preferably located on the same vertical line (see FIGS. 2 and 5).

도 5를 참조하면, 스트럿(Strut)은 롱 스트럿(Long Strut; 9)과 숏 스트럿(Short Strut; 10)으로 나뉜다. 롱 스트럿(9)은 상부 체결부(7)에 일단이, 론저론(1)의 하부 및/또는 하부 레일(3)에 타단이 각각 체결된다. 숏 스트럿(10)은 상부 체결부(7)에 일단이, 하부 체결부(8)에 타단이 각각 체결된다. Referring to FIG. 5, a strut is divided into a long strut 9 and a short strut 10. The long strut 9 has one end fastened to the upper fastening portion 7 and the other end fastened to the lower and / or lower rail 3 of the loaner loan 1, respectively. The short strut 10 has one end fastened to the upper fastening part 7 and the other end fastened to the lower fastening part 8, respectively.

롱 스트럿(9)은 상부 러그(7)에 일단이, 론저론(1)의 하부 및 하부 레일(3) 에 타단이 체결되어 비스듬하게 위치하는 것이 바람직하며, 숏 스트럿(10)은 수직 방향으로 위치하는 것이 바람직하다.Long strut 9 is preferably one end to the upper lug (7), the other end is fastened to the lower and lower rails (3) of the ronseron (1) is positioned obliquely, the short strut (10) in the vertical direction Preferably located.

상부 체결부(7), 하부 체결부(8), 롱 스트럿(9), 및 숏 스트럿(10)의 개수는 각각 3개인 바람직하다(도 2 참조). The number of the upper fastening portion 7, the lower fastening portion 8, the long strut 9, and the short strut 10 is preferably three each (see FIG. 2).

마감 패널(4), 상부 플랫폼(5), 및 하부 플랫폼(6)은 알루미늄 합금의 페이스쉬트(Facesheet)와 허니콤 코어(Honeycomb Core)의 샌드위치 패널로 설계, 해석 및 제작되는 것이 바람직하다. The finishing panel 4, the upper platform 5, and the lower platform 6 are preferably designed, interpreted, and manufactured with a sandwich sheet of aluminum alloy facesheet and honeycomb core.

링(11)은 하부 플랫폼(6)에 형성되는데, 바람직하게는 하부 플랫폼(6)의 하부 러그(8)가 장착된 위치의 허너콤 코어 부분에 삽입된다(도 2 참조). 링의 상, 하부 및 일측부에 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다(도 6 참조).The ring 11 is formed in the lower platform 6, which is preferably inserted into the hencomb core part in the position where the lower lug 8 of the lower platform 6 is mounted (see FIG. 2). It is preferable that grooves are formed on the upper, lower and one side of the ring (see FIG. 6).

도 7을 참조하면, 고해상도 카메라(200)는 하부 러그(8) 위치의 하부 플랫폼(6) 아랫면에 3 포인트(Point)로 탑재된다. 고해상도 카메라(200)의 하중은 링(11)을 통하여 하부 플랫폼(6)에 분산되며, 하부 러그(8), 숏 스트럿(10), 및 상부 러그(7)를 통하여 상부 플랫폼(5)에 분산되어 론저론(1)으로 전달된다. 또한, 롱 스트럿(9)을 통하여 하중이 론저론(1)으로 직접 전달된다. 론저론(1)은 주 하중 통로(Main Load Path)의 역할을 함으로써, 이를 통하여 모든 하중이 전달되게끔 설계되는 것이다. Referring to FIG. 7, the high resolution camera 200 is mounted at three points on the lower surface of the lower platform 6 at the lower lug 8 position. The load of the high resolution camera 200 is distributed to the lower platform 6 via the ring 11 and to the upper platform 5 through the lower lug 8, the short strut 10, and the upper lug 7. It is transferred to the theory of the loan (1). In addition, the load is transmitted directly to the loaner theory 1 through the long strut 9. The long theory 1 is designed to serve as a main load path, so that all loads are transmitted through it.

고해상도 카메라(200) 외의 기타 장비는 마감 패널(4), 상부 플랫폼(5), 및 하부 플랫폼(6)에 배치 가능하다. Other equipment besides the high resolution camera 200 may be disposed in the finishing panel 4, the upper platform 5, and the lower platform 6.

탑재 모듈에 고해상도 카메라(200) 장착시, 스트럿(9, 10)은 발사체의 동특 성 요구 조건을 만족시키는 주 요소이며, 링(11)은 발사체의 준정적 하중을 만족시키는 주 요소이다. When the high resolution camera 200 is mounted on the mounting module, the struts 9 and 10 are the main elements that satisfy the dynamic characteristics requirements of the projectile, and the ring 11 is the main element that satisfies the quasi-static load of the projectile.

그리고, 도 2에서 보는 바와 같은 스트럿(9, 10)의 방향에 의하여 우주에서의 온도 변화에 대하여 탑재 모듈의 열 변형을 최소화 할 수 있다. In addition, it is possible to minimize the thermal deformation of the mounting module with respect to the temperature change in the space by the direction of the struts 9, 10 as shown in FIG.

상부 러그(7) 및 숏 스트럿(10) 없이, 롱 스트럿(9)을 하부 러그(8)로부터 론저론(1) 위쪽으로 연결할 경우, 발사체의 동특성 요구 조건을 만족시킬 수는 있으나, 탑재 모듈의 열 변형을 최소화할 수는 없다.If the long strut 9 is connected from the lower lug 8 to the top of the loanerron 1 without the upper lug 7 and the short strut 10, the dynamic requirements of the projectile can be met. Thermal deformation cannot be minimized.

탑재 모듈, 상, 하부 체결부(7, 8), 롱 스트럿(9), 숏 스트럿(10), 및 링(11)의 재질은 알루미늄 합금인 것이 바람직하다. The mounting module, the upper and lower fastening portions 7 and 8, the long strut 9, the short strut 10, and the ring 11 are preferably made of aluminum alloy.

본 발명은 론저론(1), 레일(2, 3), 마감 패널(4), 및 플랫폼(5, 6)으로 구성되는 기존의 다목적 실용 위성 1호의 탑재 모듈에, 체결부(7, 8), 스트럿(9, 10), 및 링(11)을 추가하여, 발사 환경으로부터 고해상도 카메라를 효과적으로 보호하며, 임무 궤도에서 우주의 온도 변화에 따른 탑재 모듈의 열 변형을 최소화하여 고해상도 카메라(200)의 지향 정밀도를 보장한다. 이로 인한 고해상도 카메라(200)의 역할 극대화에 의하여 인공위성의 지구 관측 임무를 완수할 수 있게 된다. The present invention provides a fastening unit (7, 8) to the mounting module of the existing multipurpose utility satellite 1 consisting of a longron (1), rails (2, 3), finishing panels (4), and platforms (5, 6) , Struts (9, 10), and rings (11) are added to effectively protect the high-resolution camera from the launch environment, and to minimize thermal deformation of the onboard module due to changes in the temperature of the universe in mission orbits To ensure the orientation precision. Due to this, the role of the high resolution camera 200 can be maximized to complete the satellite observation mission.

본 발명은 간단한 구조로 설계, 해석 및 제작되어, 고해상도 카메라를 발사 환경으로부터 안전하게 지지하고, 탑재 모듈 전체의 열 변형을 우주 환경하에서 최소화할 수 있게 한다. The present invention is designed, analyzed and fabricated with a simple structure to safely support high resolution cameras from the launch environment and to minimize thermal deformation of the entire payload module in space.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었 지만, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention described above has been described in detail only with respect to specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. It is natural.

Claims (8)

론저론, 상기 론저론의 상부에 형성되는 상부 레일, 상기 론저론의 하부에 형성되는 하부 레일, 상기 론저론과 상기 상, 하부 레일에 의해서 형성되는 측면 공간에 형성되는 마감 패널, 상기 상부 레일에 형성되는 상부 플랫폼, 및 상기 하부 레일에 형성되는 하부 플랫폼을 포함하는 탑재 모듈;A long panel, an upper rail formed at an upper portion of the long roller, a lower rail formed at a lower portion of the long roller, a closing panel formed at a side space formed by the upper and lower rails, and the upper rail A mounting module including an upper platform formed and a lower platform formed on the lower rail; 상기 상부 플랫폼에 위치하는 상부 체결부;An upper fastening part positioned on the upper platform; 상기 하부 플랫폼에 위치하는 하부 체결부;A lower fastening part positioned on the lower platform; 상기 상부 체결부에 일단이, 상기 론저론의 하부 및/또는 상기 하부 레일에 타단이 각각 체결되는 롱 스트럿;A long strut, one end of which is fastened to the upper fastening part, the other end of which is fastened to the lower end of the loaner ron and / or the lower rail; 상기 상부 체결부에 일단이, 상기 하부 체결부에 타단이 각각 체결되는 숏 스트럿; 및A short strut having one end fastened to the upper fastening part and the other end fastened to the lower fastening part; And 상기 하부 플랫폼에 형성되는 링;A ring formed on the lower platform; 을 포함하는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물.High resolution camera support structure of a satellite comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 론저론, 상기 상부 레일, 상기 하부 레일, 및 상기 마감 패널의 개수는 각각 6개이며, 상기 상부 체결부, 상기 하부 체결부, 상기 롱 스트럿, 및 상기 숏 스트럿의 개수는 각각 3개인 것을 특징으로 하는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물.The number of the loaner theory, the upper rail, the lower rail, and the finishing panel is six, respectively, and the number of the upper fastening portion, the lower fastening portion, the long strut, and the short strut are three, respectively. High resolution camera support structure of a satellite. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 상부 체결부 및 상기 하부 체결부는 상부 러그 및 하부 러그인 것을 특징으로 하는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물.And said upper fastening portion and said lower fastening portion are upper lugs and lower lugs. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 숏 스트럿은 수직 방향으로, 상기 롱 스트럿은 비스듬하게 설치되는 것을 특징으로 하는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물.The short strut in the vertical direction, the long strut is installed obliquely, characterized in that the satellite high-resolution camera support structure. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 탑재 모듈, 상기 상, 하부 체결부, 상기 롱 스트럿, 상기 숏 스트럿, 및 상기 링의 재질이 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물.And the mounting module, the upper and lower fastening portions, the long struts, the short struts, and the ring are made of aluminum alloy. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 마감 패널 및 상기 상, 하부 플랫폼은 알루미늄 합금 재질의 페이스 쉬트와 허니콤 코어의 샌드위치 패널로 제작되는 것을 특징으로 하는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물.And the finishing panel and the upper and lower platforms are made of an aluminum alloy face sheet and a sandwich panel of a honeycomb core. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 하부 플랫폼의 상기 하부 체결부가 형성된 위치의 허니콤 코어 부분에 상기 링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물.And the ring is inserted into the honeycomb core portion at the position where the lower fastening portion of the lower platform is formed. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 링의 상, 하부 및 일측부에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인공위성의 고해상도 카메라 지지 구조물.High resolution camera support structure for a satellite, characterized in that the groove is formed in the upper, lower and one side of the ring.
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