KR101844518B1 - 발사체 고정 시스템 및 발사체 고정 방법 - Google Patents

발사체 고정 시스템 및 발사체 고정 방법 Download PDF

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이정호
김동기
이장환
최봉수
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한국항공우주연구원
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 시스템은, 발사대 스탠드에 형성된 발사체 삽입로를 둘러싸는 형태로 상기 발사대 스탠드 위에 설치되는 제1 고정대; 및 제2 고정대, 상기 제2 고정대의 위치를 조절하는 위치 조절부 및 상기 위치 조절부를 지지하는 지지부를 가지고, 상기 제1 고정대의 바깥쪽에 설치되며, 개방 모드와 고정 모드를 전환할 수 있는 복수 개의 전환식 고정 장치;를 포함한다.
상기 개방 모드에서, 상기 위치 조절부는 상기 제2 고정대가 상기 제1 고정대보다 상기 발사체 삽입로에 가까운 방향으로 더 돌출되지 않도록 상기 제2 고정대를 상기 발사체 삽입로에서 멀어지는 방향으로 이동시키고, 상기 고정 모드에서, 상기 위치 조절부는 상기 제2 고정대의 아랫면이 상기 제1 고정대의 윗면과 맞닿도록 상기 제2 고정대를 이동시킨다.

Description

발사체 고정 시스템 및 발사체 고정 방법{System and method for holding Space launch vehicle}
본 발명은 기립(起立)된 상태의 우주 발사체(space launch vehicle, SLV)를 고정하는 발사체 고정 시스템 및 발사체를 고정하는 방법에 관한 것이다.
발사체, 또는 우주발사체(space launch vehicle, SLV)는 인공 위성과 같은 탑재물(payload)을 지구 표면으로부터 우주 공간으로 옮기는 데 사용되는 로켓을 말한다. 발사체는 일반적으로 탑재물(payload)을 둘러싸는 페어링(fairing) 및 추진 기관을 갖춘 여러 개의 단(stage)으로 구성되어 있다. 각 발사체 단은 산화제 탱크, 연료탱크, 엔진 등 추진기관을 포함하는데, 하부의 단이 먼저 점화되어 연료로 산화제를 모두 소진하면 무게 절감을 위해 상기 단이 우주발사체로부터 분리되고, 상부의 다음 단이 점화되게 된다. 이러한 발사체 단은 각단별로 단 시험설비에서 시험을 수행하여 성능을 확인한 후 문제가 없을 시 발사체로 조립된다. 이때 하부로 갈수록 단의 길이가 길어지며, 예컨대 3단 형태의 발사체는 총 길이가 약 40m에 이를 정도로 긴 길이를 가지게 된다.
이렇게 긴 발사체를 세운 상태에서 조립할 수는 없으므로, 일반적으로 발사체 단은 지면에 평행하게 눕혀진 상태로 발사대까지 이송된 후, 발사대에 설치된 기립 장치를 통해 기립하게 된다. 이후, 발사체는 고정 장치에 의해 기립된 상태로 고정되고, 이후 기립된 발사체 주위로 플랫폼 등의 구조물이 설치되어 연소 시험, 정비 등이 이루어지게 된다.
한국 등록특허 제10-1644293호 (공고일 2016.08.01.) 한국 등록특허 제10-0515481호 (등록일 2005.09.09)
수십 톤(ton)에 이르는 발사체를 안정적으로 고정하기 위해서는, 고정 장치가 발사대에 설치되는 것이 바람직하다. 그러나 이처럼 고정 장치가 발사대에 설치되는 경우, 발사체를 세우거나 눕히는 과정에서 고정 장치와 기립 장치 간 구조물이 부딪힐 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 기립 장치는 발사체를 조금 더 들어 올린 상태로 회전시켜야 하는데, 이에 따라 고정 장치에서 내야 하는 힘과 에너지가 더 커지게 되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 개방 모드와 고정 모드를 가지는 복수 개의 전환식 고정 장치를 이용하여 공간을 확보하면서도 발사체를 안정적으로 지지할 수 있는 발사체 고정 시스템 및 발사체 고정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 시스템은, 발사대 스탠드에 형성된 발사체 삽입로를 둘러싸는 형태로 상기 발사대 스탠드 위에 설치되는 제1 고정대; 및 제2 고정대, 상기 제2 고정대의 위치를 조절하는 위치 조절부 및 상기 위치 조절부를 지지하는 지지부를 가지고, 상기 제1 고정대의 바깥쪽에 설치되며, 개방 모드와 고정 모드를 전환할 수 있는 복수 개의 전환식 고정 장치;를 포함하고, 상기 개방 모드에서, 상기 위치 조절부는 상기 제2 고정대가 상기 제1 고정대보다 상기 발사체 삽입로에 가까운 방향으로 더 돌출되지 않도록 상기 제2 고정대를 상기 발사체 삽입로에서 멀어지는 방향으로 이동시키고, 상기 고정 모드에서, 상기 위치 조절부는 상기 제2 고정대의 아랫면이 상기 제1 고정대의 윗면과 맞닿도록 상기 제2 고정대를 이동시킨다.
일 실시예에 있어서, 상기 위치 조절부는 상기 제2 고정대와 연결되고, 상기 지지부 상의 고정 회전축을 중심으로 위아래 방향으로 회전하는 회전 암(arm); 및 상기 회전 암과 연결되어, 상기 회전 암이 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 실린더;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 고정대는 위층; 아래층; 상기 위층과 상기 아래층을 연결하여 상기 위층을 지지하는 복수 개의 연결 프레임을 포함하고, 상기 위층은 상기 아래층보다 상기 발사체 삽입로의 중심 쪽으로 더 돌출되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 고정대의 위층의 안쪽 경계선은 원의 호(arc) 모양인 부분을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 고정 모드에서, 복수 개의 상기 제2 고정대의 윗면은 모두 같은 높이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수 개의 전환식 고정 장치의 상기 제2 고정대의 위아래 폭은 모두 같을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 고정대의 윗면 및 상기 제2 고정대의 아랫면 및 윗면은 체결 구멍을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 방법은 상기 전환식 고정 장치를 개방 모드로 배치하는 개방 모드 배치 단계; 발사체 기립 장치를 이용하여 발사체를 상기 발사체 삽입로에 삽입시키는 발사체 기립 단계; 상기 제2 고정대의 아랫면이 상기 제1 고정대의 윗면과 맞닿도록 상기 제2 고정대를 이동시켜 상기 전환식 고정 장치를 고정 모드로 전환하는 고정 모드 전환 단계; 상기 발사체의 높이를 조절하는 발사체 높이 조절 단계; 및 상기 발사체의 어댑터와 상기 제2 고정대를 체결하는 어댑터 체결 단계;를 포함한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 개방 모드에서 전환식 고정 장치의 제2 고정대가 전체적으로 바깥쪽으로 물러나 '개방'되므로 발사체 기립 장치가 발사체를 삽입시킬 수 있는 공간을 넓게 확보할 수 있으며, 고정 모드에서는 전환식 고정 장치의 제2 고정대가 전체적으로 안쪽 위로 전진하여 제1 고정대 상에 체결되어 일체로 거동함으로써 발사체를 안정적으로 지지할 수 있는 발사체 고정 시스템 발사체 고정 방법을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 시스템의 개방 모드와 고정 모드를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전환식 고정 장치의 개방 모드 및 고정 모드를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 3과 도 4의 측면도를 동시에 나타낸 그림이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 방법의 각 단계를 시계열적으로 나타낸 순서도이다.
도 7은 개방 모드 배치 단계(S10)에 있는 발사체 고정 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 8은 발사체 기립 단계에서의 발사체 고정 시스템 및 발사체 기립 장치를 나타낸 측면도이다.
도 9는 발사체가 기립된 상태를 나타낸 발사체 고정 시스템의 측면도이다.
도 10은 고정 모드 전환 단계에서의 발사체 고정 시스템 및 발사체 기립 장치를 나타낸 측면도이다.
도 11은 발사체 높이 조절 단계에서의 발사체 고정 시스템 및 발사체 기립 장치를 나타낸 측면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 '위'에 또는 '상'에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재된 있는 경우도 포함한다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 단계는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 단계는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 같거나 대응하는 구성 요소는 같은 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 시스템의 개방 모드와 고정 모드를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 시스템은, 발사대 스탠드(S)에 형성된 발사체 삽입로(insertion route, IR)를 둘러싸는 형태로 발사대 스탠드(S) 위에 설치되는 제1 고정대(100); 및 제2 고정대(210), 상기 제2 고정대(210)의 위치를 조절하는 위치 조절부(220), 상기 위치 조절부(220)를 지지하는 지지부(230)를 가지고, 상기 제1 고정대(100)의 바깥쪽에 설치되며, 개방 모드와 고정 모드를 전환할 수 있는 복수 개의 전환식 고정 장치(200);를 포함한다. 이때 상기 개방 모드에서, 상기 위치 조절부(220)는 상기 제2 고정대(210)가 상기 제1 고정대(100)보다 상기 발사체 삽입로(IR)에 가까운 방향으로 더 돌출되지 않도록 상기 제2 고정대(210)를 상기 발사체 삽입로(IR)에서 멀어지는 방향으로 이동시키고, 상기 고정 모드에서, 상기 위치 조절부(220)는 상기 제2 고정대(210)의 아랫면이 상기 제1 고정대(100)의 윗면과 맞닿도록 상기 제2 고정대(210)를 이동시킨다.
도 1을 참조하면, 발사대 스탠드(S) 상에 발사체 고정 시스템이 설치된다. 발사대 스탠드(S)는 발사체의 점화 발사 전 발사체(SLV)를 지지, 고정하기 위한 곳이다. 발사대 스탠드(S)에는 발사체(SLV)의 아랫부분이 삽입될 수 있는 발사체 삽입로(IR)가 형성된다. 발사체 삽입로(IR)는 원형, 정다각형 등 다양한 형태의 구멍일 수 있다. 발사체 삽입로(IR)의 폭은 약 3m 내지 7m일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 고정대(100)는 발사체 삽입로(IR)를 둘러싸는 형태로 발사대 스탠드(S) 위에 설치된다. 제1 고정대(100)는 추후 체결될 제2 고정대(210)를 지지(support)하는 역할을 수행한다. 이에, 제1 고정대(100)는 일체(一體)로 형성된 구성요소일 수 있으나, 도 1에서 예시한 것과 같이 여러 개의 구성요소가 결합한 형태의 장치일 수도 있다. 이때 각 구성요소는 서로 볼트/너트 등으로 체결되어 마치 하나인 것처럼 거동할 수 있다.
도 1에서는 제1 고정대(100)가 발사체 삽입로(IR)를 중심으로 방사형(radial)으로 배치된 여러 개의 받침부(130), 링 형태를 가지는 하나의 평평한 지지부(120), 호(arc)의 형태로 지지부(120) 위에 체결되는 여러 개의 프레임부(110)를 포함하는 것으로 예시하였으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 프레임부(110)는 위층(110U), 아래층(110D), 위층과 아래층을 연결하여 위층을 지지하는 연결 프레임(110L)을 포함할 수 있다. 연결 프레임(110L)의 사이사이는 비어 있을 수 있다. 상기와 같은 비어 있는 곳이 있는 경우, 제1 고정대(100)의 무게가 감소하고, 추후 발사체(SLV)가 발사될 때 연기가 빠져나올 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 한편, 제1 고정대(100)의 윗면(또는 위층의 윗면, 100US)에는 체결 구멍(101)이 형성될 수 있는데 이에 대하여는 후술한다.
제1 고정대(100)는 발사체(SLV)의 크기에 따라 다양한 높이를 가질 수 있다. 제1 고정대(100)의 높이는 약 50cm 내지 1m일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1에서는 제1 고정대(100)의 구성요소 전체가 링 모양을 형성하여 발사체 삽입로(IR)를 둘러싸는 것을 예시하였으나, 이와 달리 정다각형 등 다양한 모양으로 발사체 삽입로(IR)를 둘러쌀 수 있다.
제1 고정대(100)의 바깥쪽에는, 복수 개의 전환식 고정 장치(200)가 설치된다. 여기서 바깥쪽이란, 발사체 삽입로(IR)의 중심에서 멀어지는 방향, 즉 반지름 방향(radial direction)을 의미할 수 있다. 복수 개의 전환식 고정 장치(200)는 제1 고정대(100)를 둘러싸는 형태로 발사대 스탠드(S) 상에 배치될 수 있다. 전환식 고정 장치(200)의 개수는 2개 이상이며, 도 1에서는 6개의 전환식 고정 장치(200)가 설치된 것을 예시하였다. 발사체 어댑터(adaptor, A)의 모양 및 발사체 기립 장치(erector, E)의 배치 등에 따라, 각각의 전환식 고정 장치(200)의 크기는 서로 다를 수 있다. 그러나 복수 개의 전환식 고정 장치(200) 중 제2 고정대(210)의 위아래 폭(도 5, h210)은 모두 같을 수 있는데, 이에 대하여는 후술한다.
이하에서는, 각각의 전환식 고정 장치(200)마다 발사체 삽입로(IR)의 중심을 향하는 방향을 '앞' 방향, 발사체 삽입로(IR)의 중심에서 멀어지는 방향을 '뒤' 방향으로 정의한다. 비슷하게, '앞', '뒤'라는 단어 역시 각각의 전환식 고정 장치(200)마다 발사체 삽입로(IR)의 중심과의 상대적 거리를 기준으로 정의된다.
각각의 전환식 고정 장치(200)는 제2 고정대(210), 제2 고정대의 위치를 조절하는 위치 조절부(220) 및 위치 조절부를 지지하는 지지부(230)를 가진다. 도 1을 참조하면, 개방 모드에서 제2 고정대(210)의 아랫면은 제1 고정대의 윗면(100US)과 맞닿지 않을 수 있다. 즉 위치 조절부(220)에 의해, 제2 고정대(210)는 제1 고정대(100)보다 안쪽으로 더 돌출되지 않도록 발사체 삽입로(IR)에서 멀어지는 방향, 즉 바깥 방향으로 이동할 수 있다. 이때 제2 고정대(210)의 높이는 낮아질 수 있으며, 더욱 상세하게는 제2 고정대(210)의 아랫면의 높이는 제1 고정대(100)의 윗면의 높이보다 낮아질 수 있다. 즉 개방 모드에서 제2 고정대(210)는 바깥쪽(뒤쪽) 아래로 '후퇴'한 상태를 가질 수 있다. 이때 전환식 고정 장치(200)의 제2 고정대(210)가 전체적으로 바깥쪽으로 물러나 '개방'되므로 발사체 기립 장치(erector, E)가 발사체(SLV)를 삽입시킬 수 있는 공간을 넓게 확보할 수 있다.
도 2를 참조하면, 고정 모드에서 제2 고정대(210)는 제1 고정대(100) 상에 배치된다. 발사체(SLV)가 기립(起立)한 이후, 위치 조절부(220)는 제2 고정대의 아랫면(210LS)이 제1 고정대의 윗면(100US)과 맞닿도록 제2 고정대(210)를 이동시킬 수 있다. 즉 개방 모드에서 고정 모드로 전환할 때, 위치 조절부(220)는 제2 고정대(210)를 발사체 삽입로(IR)의 중심 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때 제2 고정대(210)의 높이는 높아질 수 있고, 더욱 상세하게는 제2 고정대(210)의 아랫면의 높이는 제1 고정대(100)의 윗면의 높이와 같아질 수 있다.
즉 고정 모드에서 제2 고정대(210)는 안쪽(앞쪽) 위로 '전진'한 상태를 가질 수 있다. 이러한 '전진' 상태에서, 제1 고정대(100)와 제2 고정대(210)는 서로 체결될 수 있다. 이때 맞닿는 제1 고정대의 윗면(100US)과 제2 고정대의 아랫면(210LS)은 모두 평평(flat)하거나 서로 상보적인(complementary) 형상을 가질 수 있다. 체결된 제1 고정대(100)와 제2 고정대(210)는 전체적으로 발사체(SLV)를 고정할 수 있는 시스템(system)을 이룰 수 있다. 이 상태에서, 제2 고정대(210)의 윗면은, 발사체(SLV)의 둘레를 둘러싸는 어댑터(A)와 체결되어 발사체(SLV)를 고정할 수 있다.
즉 모드를 전환할 수 있는 복수 개의 전환식 고정 장치(200)는 고정 모드에서 발사체(SLV) 주위를 둘러쌀 수 있도록 제2 고정대(210)를 '전진'시키고, 제1 고정대(100)는 복수 개의 제2 고정대(210)를 지지한다. 제2 고정대(210)는 발사체 어댑터(A)와 체결되어, 발사체(SLV)가 안전하게 기립된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전환식 고정 장치(200)의 개방 모드 및 고정 모드를 나타낸 사시도이다. 도 3 및 도 4에서는 편의상 발사체 고정 시스템 중 전환식 고정 장치(200)만을 도시하였다.
일 실시예에 따르면 위치 조절부(220)는, 제2 고정대(210)와 연결되고, 지지부(230) 상의 고정 회전축(230FA)을 중심으로 위아래 방향으로 회전하는 회전 암(arm, 221) 및 회전 암(221)과 연결되어, 회전 암(221)이 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 실린더(222)를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 각각의 제2 고정대(210)의 뒤쪽에는 암 연결부(210A)가 배치될 수 있다. 암 연결부(210A)는 평행한 두 개의 판 형태일 수 있고, 각 판의 사이에는 회전 암(221)이 삽입될 수 있다. 회전 암(221)은 상기 판 사이에서 위치가 고정되지만, 상기 판과 회전 암(221)을 관통하는 중심축을 기준으로 회전할 수 있다.
회전 암(221)은 앞뒤로 배치된 제1 회전 암(221F) 및 제2 회전 암(221B)을 포함할 수 있다. 암 연결부(210A)는 앞뒤로 배치된 제1 회전 암(221F) 및 제2 회전 암(221B)과 각각 연결될 수 있다. 이에 따라 제2 고정대(210)는 위아래로 회전(pitching)하지 않고 평평한 상태를 유지하면서 모드가 전환될 수 있다.
회전 암(221)에는 실린더(222)가 연결될 수 있다. 특히, 실린더(222)는 뒤쪽에 배치된 제2 회전 암(221B)과 연결될 수 있다. 실린더(222)의 위치는 지지부(230) 상에서 고정될 수 있다. 고정된 위치에 설치된 실린더(222)는 길이 조절을 통해 회전 암(221)이 회전할 수 있는 동력을 제공한다. 예컨대 도 3과 같이 실린더(222)의 길이가 짧아지는 경우, 실린더(222)에 연결된 회전 암(221)이 뒤로 후퇴하고, 이에 따라 회전 암(221)의 위쪽 부분과 연결된 제2 고정대(210)는 대략적으로 호(arc)를 그리며 뒤쪽 아래로 후퇴하게 된다. 반대로, 도 4와 같이 실린더(222)의 길이가 길어지는 경우, 실린더(222)에 연결된 회전 암(221)은 앞으로 전진하고, 회전 암(221)의 위쪽 부분과 연결된 제2 고정대(210)는 대략적으로 호(arc)를 그리며 앞쪽 위로 전진하게 된다. 한편, 회전 암(221) 및 실린더(222)는 각각의 제2 고정대(210)의 좌우측마다 하나씩 배치될 수 있다. 이 경우 회전 암(221)은 안정적으로 제2 고정대(210)의 무게를 지탱할 수 있다. 실린더(222)는 유압에 의해 제어될 수 있고, 복수 개의 제2 고정대(210)의 실린더(222)는 전기적으로 연결된 제어부에 의해 동시에 제어될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 고정대(210)는 위층(210U), 아래층(210D), 위층(210U)과 아래층(210D)을 연결하여 위층(210U)을 지지하는 복수 개의 연결 프레임(210L)을 포함할 수 있고, 위층(210U)은 아래층(210D)보다 발사체 삽입로(IR)의 중심 쪽으로 더 돌출되어 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 각각의 제2 고정대(210)는 평평한 면을 가지는 아래층(210D), 아래층(210D)의 면에 수직으로 연장된 연결 프레임(210L), 연결 프레임(210L) 위에 배치되고 평평한 면을 가지는 위층(210U)을 포함할 수 있다. 상기 위층(210U), 아래층(210D), 연결 프레임(210L)은 일체로 구성된 장치일 수도 있으며, 체결되어 일체로 거동하는 구성요소일 수도 있다. 이때 위층(210U)은 아래층(210D)보다 안쪽으로 좀 더 돌출되어 있을 수 있고, 연결 프레임(210L)은 앞쪽 위 방향으로 연장될 수 있다. 예컨대 연결 프레임(210L)의 옆면은 앞으로 기울어진 사다리꼴의 형태를 가질 수 있다. 이에 따라 위층(210U), 아래층(210D), 연결 프레임(210L)을 포함하는 제2 고정대는 앞으로 기울어진 형태의 창살 구조를 가질 수 있다.
이에 따라, 고정 모드에서, 제2 고정대의 위층(210U)은 좀 더 안쪽에 배치되므로 발사체 어댑터(A)와 닿아 체결될 수 있지만, 제2 고정대의 아래층(210D)과 발사체(SLV) 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 따라서 발사체(SLV)의 둘레에 배치된 구성요소가 발사체 고정 시스템과 부딪혀 손상되는 일을 방지할 수 있게 된다.
일 실시예에 따르면, 제2 고정대(210)의 위층의 안쪽 경계선(210UIP)은 원의 호(arc) 모양인 부분을 가질 수 있다. 도 4를 참조하면, 고정 모드에서, 제2 고정대(210)는 인접한 제2 고정대(210)와 서로 맞닿아 가운데 배치되는 발사체(도 4에서는 미도시)를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 이때 고정 모드의 복수 개의 제2 고정대의 위층(210U)이 서로 모여있는 모습은 위에서 볼 때 링(ring) 모양을 형성할 수 있다. 특히, 단면이 원형인 발사체(SLV)의 둘레를 둘러싸는 어댑터(A)가 링(ring) 구조인 경우, 어댑터(A)와 체결되는 복수 개의 제2 고정대(210)의 위층(210U)의 안쪽 경계선(210UIP)은 원의 일부인 호(arc) 모양일 수 있다. 한편, 복수 개의 제2 고정대(210) 중 일부는 체결되는 어댑터(A)의 모양에 따라 위층의 안쪽 경계선의 일부가 볼록하거나 오목할 수도 있다.
도 5는 도 3과 도 4의 측면도를 동시에 나타낸 그림이다. 도 5에서도 편의상 발사체 고정 시스템 중 전환식 고정 장치(200)만을 도시하였다.
일 실시예에 따르면, 고정 모드에서, 복수 개의 제2 고정대(210)의 윗면(210US)은 모두 같은 높이에 배치될 수 있다. 예컨대, 복수 개의 제2 고정대(210)의 위아래 폭(h210), 즉 밑면에서 아랫면까지의 길이는 모두 같을 수 있다. 상기 위아래 폭(h210)은 약 1m일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 상술하였듯 제2 고정대(210)의 목적은 발사체 어댑터(A)와 체결되어 발사체(SLV)를 고정하기 위함이다. 그런데 발사체(SLV)의 어댑터(A)는 일반적으로 평평하게 형성되므로, 도 5와 같이 제2 고정대(210)의 윗면(210US)은 서로 모인 상태에서 평평하게 유지되어야 각각이 모두 발사체(SLV)의 어댑터(A)와 체결될 수 있다.
한편 모드가 전환될 때, 복수 개의 제2 고정대(210)의 높이 변화량(hd)은 같을 수 있다. 예컨대 상기 높이 변화량은 약 10cm 내지 100cm 일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 높이 변화량(hd)만큼, 발사체 기립 장치(E)가 발사체(SLV)를 삽입시킬 때 필요한 공간이 더 확보될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 시스템은, 개방 모드에서 전환식 고정 장치(200)의 제2 고정대(210)가 전체적으로 바깥쪽으로 물러나 '개방'되므로 발사체 기립 장치(E)가 발사체(SLV)를 삽입시킬 수 있는 공간을 넓게 확보할 수 있으며, 고정 모드에서는 전환식 고정 장치(200)의 제2 고정대(210)가 전체적으로 안쪽 위로 전진하여 제1 고정대(100) 상에 체결되어 일체로 거동함으로써 발사체(SLV)를 안정적으로 지지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사체 고정 방법의 각 단계를 시계열적으로 나타낸 순서도이다.
일 실시예에 따른 발사체 고정 방법은, 전환식 고정 장치(200)를 개방 모드로 배치하는 개방 모드 배치 단계(S10), 발사체 기립 장치(E)를 이용하여 발사체(SLV)를 발사체 삽입로(IR)에 삽입시키는 발사체 기립 단계(S10), 제2 고정대(210)의 아랫면이 제1 고정대(100)의 윗면과 맞닿도록 제2 고정대(210)를 이동시켜 전환식 고정 장치(200)를 고정 모드로 전환하는 고정 모드 전환 단계(S30), 발사체(SLV)의 높이를 조절하는 발사체 높이 조절 단계(S40) 및 발사체의 어댑터(A)와 상기 제2 고정대를 체결하는 어댑터 체결 단계(S50)를 포함한다.
도 7은 개방 모드 배치 단계(S10)에 있는 발사체 고정 시스템을 나타낸 사시도이다. 개방 모드 배치 단계에서는, 전환식 고정 장치(200)를 개방 모드로 배치한다. 예컨대 제2 고정대(210)가 제1 고정대(100) 상에 배치되었던 경우에는, 제2 고정대(210)를 발사체 삽입로(IR)에서 멀어지는 방향으로 이동시킨다. 이때 발사체 기립 장치(E)에 연결된 발사체(SLV)가 지면에 평행하게 누워 있는 상태를 유지할 수 있다.
도 8은 발사체 기립 단계(S20)에서의 발사체 고정 시스템 및 발사체 기립 장치(E)를 나타낸 측면도이다. 원래 수평 방향으로 누워 있던 발사체(SLV)는 발사체 기립 장치(E)에 의해 회전하여 기립하게 된다. 도 8을 참조하면, 45°만큼 회전한 상태의 발사체(SLV)가 도시되어 있다. 이때 제2 고정대(210)는 바깥쪽으로 후퇴하여 개방 상태에 있으므로, 발사체(SLV)는 제2 고정대(210)가 고정 모드에서 차지하는 공간까지도 접근할 수 있다. 즉 제2 고정대(210)가 바깥쪽 아래로 후퇴함으로 인하여, 제2 고정대(210)의 위아래 폭(도 5, h210)만큼의 공간이 더 확보되고, 발사체(SLV)는 상기 공간으로 진입할 수 있다. 만약에 제2 고정대(210)가 고정 모드에 있는 경우를 가정했을 때보다, 발사체(SLV)는 제2 고정대(210)의 위아래 폭(도 5, h210)만큼 더 아래로 내려와 진입할 수 있게 된다. 따라서, 발사체(SLV)를 더 높은 위치까지 끌어올릴 필요가 없어진다. 따라서 수십 톤(ton) 규모의 발사체 기립 장치(E)가 소모해야 하는 에너지가 줄어들고, 기립된 발사체 주위에 설치되는 건물(미도시)의 높이를 더 낮출 수 있게 된다.
도 9는 발사체(SLV)가 기립된 상태를 나타낸 발사체 고정 시스템의 측면도이다. 발사체(SLV)가 완전히 기립되기 전까지, 제2 고정대(210)는 바깥쪽으로 후퇴한 상태, 즉 제1 고정대(100)의 윗면에 올려져 있지 않은 개방 모드에 있을 수 있다. 이때까지, 발사체(SLV)는 발사체 기립 장치(E)에 의해 지지될 수 있다.
도 10은 고정 모드 전환 단계(S30)에서의 발사체 고정 시스템 및 발사체 기립 장치(E)를 나타낸 측면도이다. 제어부의 제어에 의해, 복수 개의 전환식 고정 장치(200)의 제2 고정대(210)는 안쪽 위로 움직이고, 제2 고정대(210)의 아랫면과 제1 고정대(100)의 윗면이 맞닿는다. 이후, 제1 고정대(100)와 제2 고정대(210)는 서로 체결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 고정대(100)의 윗면 및 제2 고정대(210)의 아랫면 및 윗면은 체결 구멍을 가질 수 있다. 이때 제1 고정대와 제2 고정대가 겹쳐진 상태가 되었을 때, 제1 고정대(100)의 윗면의 체결 구멍(도 1, 101) 및 제2 고정대(210)의 아랫면의 체결 구멍(211D) 역시 서로 겹쳐지도록 체결 구멍(101, 211D)이 위치할 수 있다. 이에 따라 작업자는 체결 구멍(101, 211D) 사이로 볼트/너트 결합을 할 수 있고, 이에 따라 제2 고정대(210)는 제1 고정대(100) 위에 체결되어 지지, 고정될 수 있다. 상기 체결 구멍(101, 211D)은 수 개에서 수십 개일 수 있다. 한편, 제1 고정대(100)와 제2 고정대(210)는 상술한 볼트/너트 결합 외에 다양한 방식으로 체결될 수도 있다.
도 10의 확대도를 참조하면, 고정 모드 전환 단계에서 제2 고정대(210)의 윗면과 발사체 어댑터(A)의 아랫면은 아직 맞닿지 않은 상태일 수 있다. 예컨대 발사체 어댑터(A)는 제2 고정대(210)의 윗면보다 일정 높이(도 9, h1)만큼 더 위에 있을 수 있다. 상기 높이는 약 10cm일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 11은 발사체 높이 조절 단계(S40)에서의 발사체 고정 시스템 및 발사체 기립 장치(E)를 나타낸 측면도이다. 고정 모드 전환 단계(S30) 이후, 발사체 기립 장치(E)는 제2 고정대(210)의 윗면과 발사체 어댑터(A)의 아랫면이 서로 맞닿도록 상기 높이(h1)만큼 발사체(SLV) 전체를 아래로 움직이도록 조절할 수 있다. 즉 발사체(SLV)의 발사대 스탠드(S)에 대한 높이가 낮아질 수 있다.
도 11의 확대도를 참조하면, 제2 고정대(210)의 윗면 및 발사체 어댑터(A)는 체결 구멍을 가질 수 있다. 이때 제2 고정대와 어댑터(A)가 겹쳐진 상태가 되었을 때, 제2 고정대(210)의 윗면의 체결 구멍(도 9, 211U) 및 어댑터(A)의 체결 구멍(AH) 역시 서로 겹쳐지도록 체결 구멍(211U, AH)이 위치할 수 있다.
이후, 어댑터 체결 단계(S50)가 수행된다. 작업자는 체결 구멍(211U, AH) 사이로 볼트/너트 결합을 할 수 있고, 이에 따라 발사체 어댑터(A)는 제2 고정대(210) 위에 체결되어 지지, 고정된다. 상기 체결 구멍(211U, AH)은 수 개에서 수십 개일 수 있다. 한편, 제2 고정대(210)와 어댑터(A)는 상술한 볼트/너트 결합 외에 다양한 방식으로 체결될 수도 있다.
이후, 발사체(SLV)는 발사체 고정 시스템에 의해 고정되었으므로, 발사체 기립 장치(E)가 발사체(SLV)와 분리되어 다시 회전 하강하여도 발사체(SLV)는 기립된 자세를 유지할 수 있다.
이후, 예컨대 발사체(SLV) 회수의 필요성이 있어 발사체(SLV)를 다시 지상으로 눕히고 싶을 경우에는 상술한 단계를 거꾸로 밟아나가면 된다. 즉 발사체(SLV)와 발사체 기립 장치(E)를 다시 결합시킨 상태에서, 작업자는 어댑터(A)와 제2 고정대(210)의 체결을 풀 수 있다. 이후, 발사체 기립 장치(E)를 이용하여 발사체(SLV)의 높이를 상승시키도록 조절하고, 제2 고정대(210)를 개방 모드로 전환한다. 이를 통해 제2 고정대(210)의 위아래 폭만큼의 공간이 더 확보될 수 있다. 마지막으로는, 발사체(SLV)가 발사체 삽입로(IR)로부터 빠져나오도록 발사체 기립 장치(E)와 발사체(SLV)는 동시에 회전하여 하강하고, 하강이 완료된 후에는 발사체(SLV)가 회수될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 고정대 101: 체결 구멍
110: 프레임부 110U: 위층
110D: 아래층 110L: 연결 프레임
120: 지지부 130: 받침부
200: 전환식 고정 장치 210: 제2 고정대
210A: 암 연결부 210U: 위층
210D: 아래층 210L: 연결 프레임
210A: 암 연결부 211U, 211D: 체결 구멍
220: 위치 조절부 221: 회전 암
221F: 제1 회전 암 221B: 제2 회전 암
222: 실린더 230: 지지부
A: 발사체 어댑터 E: 발사체 기립 장치
IR: 발사체 삽입로 S: 발사대 스탠드
SLV: 발사체

Claims (8)

  1. 발사대 스탠드에 형성된 발사체 삽입로를 둘러싸는 형태로 상기 발사대 스탠드 위에 설치되는 제1 고정대; 및
    제2 고정대, 상기 제2 고정대의 위치를 조절하는 위치 조절부 및 상기 위치 조절부를 지지하는 지지부를 가지고, 상기 제1 고정대의 바깥쪽에 설치되며, 개방 모드와 고정 모드를 전환할 수 있는 복수 개의 전환식 고정 장치;를 포함하고,
    상기 개방 모드에서, 상기 위치 조절부는 상기 제2 고정대가 상기 제1 고정대보다 상기 발사체 삽입로에 가까운 방향으로 더 돌출되지 않도록 상기 제2 고정대를 상기 발사체 삽입로에서 멀어지는 방향으로 이동시키고,
    상기 고정 모드에서, 상기 위치 조절부는 상기 제2 고정대의 아랫면이 상기 제1 고정대의 윗면과 맞닿도록 상기 제2 고정대를 이동시키는, 발사체 고정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치 조절부는
    상기 제2 고정대와 연결되고, 상기 지지부 상의 고정 회전축을 중심으로 위아래 방향으로 회전하는 회전 암(arm); 및
    상기 회전 암과 연결되어, 상기 회전 암이 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 실린더;를 포함하는, 발사체 고정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 고정대는 위층; 아래층; 상기 위층과 상기 아래층을 연결하여 상기 위층을 지지하는 복수 개의 연결 프레임;을 포함하고,
    상기 위층은 상기 아래층보다 상기 발사체 삽입로의 중심 쪽으로 더 돌출되어 배치된, 발사체 고정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 고정대의 위층의 안쪽 경계선은 원의 호(arc) 모양인 부분을 포함하는, 발사체 고정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정 모드에서, 복수 개의 상기 제2 고정대의 윗면은 모두 같은 높이에 배치되는, 발사체 고정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 전환식 고정 장치의 상기 제2 고정대의 위아래 폭은 모두 같은, 발사체 고정 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고정대의 윗면 및 상기 제2 고정대의 아랫면 및 윗면은 체결 구멍을 가지는, 발사체 고정 시스템.
  8. 제1항의 상기 전환식 고정 장치를 개방 모드로 배치하는 개방 모드 배치 단계;
    발사체 기립 장치를 이용하여 발사체를 상기 발사체 삽입로에 삽입시키는 발사체 기립 단계;
    상기 제2 고정대의 아랫면이 상기 제1 고정대의 윗면과 맞닿도록 상기 제2 고정대를 이동시켜 상기 전환식 고정 장치를 고정 모드로 전환하는 고정 모드 전환 단계;
    상기 발사체의 높이를 조절하는 발사체 높이 조절 단계; 및
    상기 발사체의 어댑터와 상기 제2 고정대를 체결하는 어댑터 체결 단계;를 포함하는, 발사체 고정 방법.
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