KR102513254B1

KR102513254B1 - Test apparatus to simulate microgravity

Info

Publication number: KR102513254B1
Application number: KR1020200175826A
Authority: KR
Inventors: 백승환; 유이상; 박광근; 정영석; 조기주; 오승협
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2023-03-23
Also published as: KR20220085615A

Abstract

본 발명은 간편하며 저비용의 저중력 환경 시험장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치는 캡슐, 상기 캡슐 내부에서 하부에 충전되는 완충부재, 상기 캡슐의 하면에 연결되어 공기저항을 커버하는 커버부재, 상기 캡슐의 내부에 배치되며, 시험체를 수용할 수 있는 시험상자 및 상기 캡슐의 상면과 상기 시험상자의 상면을 결합하며, 낙하 시작과 동시에 상기 캡슐의 상면과 상기 시험상자의 상면의 결합을 해제할 수 있는 결합부를 포함한다.The present invention relates to a simple and low-cost low-gravity environment test apparatus, and a low-gravity environmental test apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a capsule, a buffer member filled in the lower portion of the capsule, and the lower surface of the capsule A cover member covering air resistance, a test box disposed inside the capsule and capable of accommodating a test body, and combining the upper surface of the capsule and the upper surface of the test box, and at the same time as the drop starts, the upper surface of the capsule and the test box It includes a coupling part capable of releasing the coupling of the upper surface of the box.

Description

Low Gravity Environment Test Device {TEST APPARATUS TO SIMULATE MICROGRAVITY}

본 발명은 저중력 환경을 모사할 수 있는 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간편하며 저비용으로 공기 저항을 최소화할 수 있는 저중력 환경 모사를 위한 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a test apparatus capable of simulating a low gravity environment, and more particularly, to a test apparatus for simulating a low gravity environment capable of minimizing air resistance at a simple and low cost.

무중력 상태란 중력이 작용하지 않거나, 중력이 작용하더라도 중력이 작용하지 않는 것처럼 보이는 상태를 말한다.The state of weightlessness refers to a state in which gravity does not act, or even if gravity acts, gravity does not appear to act.

한편 다양한 분야에서 무중력 또는 저중력 환경을 모사하여 이를 이용한 실험 또는 시험을 진행하고 있다. 특히, 우주항공산업과 같이 무중력 또는 저중력 환경과 밀접한 관련을 갖는 산업분야에서는 무중력 또는 저중력 환경을 모사하기 위한 다양한 방법을 이용한다.On the other hand, in various fields, experiments or tests are being conducted by simulating zero-gravity or low-gravity environments. In particular, in an industrial field closely related to a zero-gravity or low-gravity environment, such as the aerospace industry, various methods are used to simulate a zero-gravity or low-gravity environment.

무중력 또는 저중력 환경을 모사하는 방법에는 여러가지 방법이 있다. 드롭타워에서의 자유낙하, 무중력 비행기, 클리노스탯(Clinostat), 우주정거장 등 다양한 방법을 이용하여 무중력 또는 저중력 환경을 모사할 수 있다.There are many ways to simulate a zero-gravity or low-gravity environment. A zero-gravity or low-gravity environment can be simulated using various methods such as free fall from a drop tower, zero-gravity airplane, clinostat, and space station.

그러나, 위의 무중력 또는 저중력 환경을 모사하는 방법들은 대체로 높은 비용이 요구되며 그 구성이 복잡하여 무중력 또는 저중력 환경을 구현하기 쉽지 않다. 특히, 대표적인 무중력 또는 저중력 환경 모사 장치인 드롭타워에서도 진공 환경을 조성하고 시험체를 자유낙하시키는 것에 의해 무중력 또는 저중력을 구현할 수 있으나 그 비용이 크다.However, the above methods for simulating the weightless or low-gravity environment generally require high costs and have complex configurations, making it difficult to implement the weightless or low-gravity environment. In particular, even in a drop tower, which is a representative weightless or low-gravity environment simulation device, weightlessness or low-gravity can be implemented by creating a vacuum environment and free-falling a test object, but the cost is high.

이에 보다 간편하고 저렴한 비용으로 무중력 또는 저중력 환경을 모사할 수 있는 장치가 요구되었다.Accordingly, a device capable of simulating a zero-gravity or low-gravity environment more conveniently and at a lower cost has been required.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.The above-described background art is technical information that the inventor possessed for derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and cannot necessarily be said to be known art disclosed to the general public prior to filing the present invention.

본 발명은 무중력 또는 저중력 환경을 모사할 수 있는 저중력 환경 시험장치를 제공하며, 보다 구체적으로 저렴한 비용과 간편한 방법으로 저중력 환경을 모사할 수 있는 저중력 환경 시험장치를 제공한다.The present invention provides a low-gravity environment test apparatus capable of simulating a zero-gravity or low-gravity environment, and more specifically, provides a low-gravity environment test apparatus capable of simulating a low-gravity environment at a low cost and in a convenient way.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.However, these problems are exemplary, and the problem to be solved by the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치는 캡슐, 상기 캡슐 내부에서 하부에 충전되는 완충부재, 상기 캡슐의 하면에 연결되어 공기저항을 커버하는 커버부재, 상기 캡슐의 내부에 배치되며, 시험체를 수용할 수 있는 시험상자 및 상기 캡슐의 상면과 상기 시험상자의 상면을 결합하며, 낙하 시작과 동시에 상기 캡슐의 상면과 상기 시험상자의 상면의 결합을 해제할 수 있는 결합부를 포함할 수 있다.A low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention is disposed inside the capsule, a buffer member filled in the lower portion of the capsule, a cover member connected to the lower surface of the capsule to cover air resistance, and the capsule, It may include a test box capable of accommodating the test body and a coupling part capable of coupling the upper surface of the capsule and the upper surface of the test box, and releasing the coupling between the upper surface of the capsule and the upper surface of the test box at the same time as the drop starts. .

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치에 있어서, 상기 결합부는 상기 캡슐의 상면에 배치되는 개구부, 상기 시험상자의 상부에 배치되고 상기 개구부와 끼움결합되는 돌출부 및 상기 개구부의 외측방향으로 연장되며 상기 시험상자를 수용하는 홈을 포함할 수 있다.In the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention, the coupling part extends to the opening disposed on the upper surface of the capsule, the protrusion disposed on the top of the test box and fitted with the opening, and the outer direction of the opening. It extends and may include a groove accommodating the test box.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치에 있어서, 상기 캡슐의 상면과 상기 시험상자의 상면이 결합된 경우, 상기 시험상자의 하면과 상기 완충부재의 상부 사이의 거리는, 상기 캡슐이 낙하 종료 지점에 닿을 때까지 이동한 캡슐 낙하거리와 시험상자 낙하거리의 차이 이상으로 확보될 수 있다.In the low gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention, when the upper surface of the capsule and the upper surface of the test box are coupled, the distance between the lower surface of the test box and the upper part of the buffer member is such that the capsule falls It can be secured more than the difference between the drop distance of the capsule moved until reaching the end point and the drop distance of the test box.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치에 있어서, 상기 캡슐 낙하거리와 시험상자 낙하거리의 차이는 끌림계수를 이용하여 계산될 수 있다.In the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention, the difference between the capsule drop distance and the test box drop distance may be calculated using a drag coefficient.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치에 있어서, 상기 시험상자의 상부에 배치되는 금속부재를 더 포함하고, 상기 금속부재는 낙하 시작 지점에서 상기 시험상자를 부착하여 유지시키기 위한 전자석과 결합할 수 있다.In the low gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention, further comprising a metal member disposed on top of the test box, the metal member is an electromagnet for attaching and maintaining the test box at the starting point of the fall can be combined

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치에 있어서, 상기 캡슐 및 상기 시험상자에 배치되는 복수 개의 리프팅핀을 더 포함할 수 있다.In the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention, a plurality of lifting pins disposed on the capsule and the test box may be further included.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치에 있어서, 상기 캡슐과 상기 커버부재는 일체로 형성되고, 상기 완충부재는 상기 커버부재의 내부 및 상기 캡슐 내부의 하부까지 충전될 수 있다.In the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention, the capsule and the cover member are integrally formed, and the buffer member may be filled to the inside of the cover member and to the bottom of the inside of the capsule.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become clear from the detailed description, claims, and drawings for carrying out the invention below.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치는 시험상자의 외부에서 공기저항을 커버하는 캡슐 및 커버부재를 이용하여 시험체의 공기저항을 최소화하여 자유낙하할 수 있다. 이에 따라, 저렴한 비용과 간편한 방법으로 저중력 환경을 모사할 수 있다.The low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention can freely fall by minimizing the air resistance of the test body using a capsule and a cover member that cover the air resistance outside the test box. Accordingly, it is possible to simulate a low-gravity environment in a low-cost and simple way.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치는 공기저항을 커버하는 캡슐과 공기저항을 받지 않는 시험상자의 낙하거리 차이를 고려하여 캡슐의 높이를 형성할 수 있다. 이에 따라, 낙하하는 동안 시험상자는 캡슐과 접촉하지 않고 저중력 상태로 계속하여 낙하할 수 있다. 이로써 무중력 환경에 보다 근접한 시험장치를 형성할 수 있다.The low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention may form the height of the capsule in consideration of the difference in falling distance between the capsule covering air resistance and the test box not receiving air resistance. Accordingly, during the fall, the test box may continue to fall in a low gravity state without contacting the capsule. This makes it possible to form a test device closer to a zero-gravity environment.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치는 커버부재가 콘 형상으로 형성되어 외부에서 받는 공기저항을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 캡슐과 시험상자의 공기저항 차이에 따른 낙하거리 차이를 감소시킬 수 있다.In the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention, the cover member is formed in a cone shape to reduce air resistance received from the outside. Accordingly, the difference in falling distance due to the difference in air resistance between the capsule and the test box can be reduced.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐의 상면을 나타내는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 및 시험상자의 낙하 시 겉보기 가속도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치가 낙하할 때, 캡슐과 시험상자의 낙하거리를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐에서 낙하거리를 고려하여 확보되는 최소 높이를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치가 낙하 시작 지점에서 전자석과 결합되어 있는 것을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치에서 전체가 유선형으로 형성되는 것을 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view showing a low gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 showing a top surface of a capsule according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the apparent acceleration upon falling of a capsule and a test box according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing the drop distance of the capsule and the test box when the low gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention is dropped.
5 is a cross-sectional view showing a minimum height secured in consideration of a drop distance in a capsule according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing that the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention is coupled to an electromagnet at a drop start point.
7 is a cross-sectional view showing that the whole is formed in a streamlined shape in the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the description of the invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, even if shown in different embodiments, the same identification numbers are used for the same components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first and second are used for the purpose of distinguishing one component from another component without limiting meaning.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, expressions in the singular number include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

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. In the following embodiments, terms such as include or have mean that features or components described in the specification exist, and do not preclude the possibility that one or more other features or components may be added.

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. In the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the x-axis, y-axis, and z-axis are not limited to the three axes of the Cartesian coordinate system, and may be interpreted in a broad sense including these. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.When an embodiment is otherwise implementable, a specific process sequence may be performed differently from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order reverse to the order described.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)에 대해 설명한다.A low gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)를 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐(100)의 상면을 나타내는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도이다.1 is a perspective view showing a low gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is II-II of FIG. 1 showing an upper surface of a capsule 100 according to an embodiment of the present invention is a cross section according to

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)는 캡슐(100), 완충부재(200), 커버부재(300), 시험상자(400) 및 결합부(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the low gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a capsule 100, a buffer member 200, a cover member 300, a test box 400, and a coupling part 500. ) may be included.

캡슐(100)은 저중력 환경 시험장치(10)의 외부면을 형성하여 공기저항을 받는 부재이다. 캡슐(100)은 내부에 공간을 형성하는 기둥 형태일 수 있다. 캡슐(100)은 다각기둥 또는 원기둥의 형태일 수 있다. 또는 구 형상이거나 기타 내부에 공간을 형성하는 다른 형상일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 캡슐(100)이 원기둥의 형태인 것을 중심으로 설명하기로 한다.The capsule 100 is a member that forms an outer surface of the low-gravity environmental test apparatus 10 and receives air resistance. The capsule 100 may have a columnar shape forming a space therein. The capsule 100 may be in the form of a polygonal column or a cylinder. Or it may be spherical or other shape forming a space therein. However, in the following description, for convenience of description, the capsule 100 will be mainly described in the form of a cylinder.

캡슐(100)은 외부 충격에 의해 파손되지 않도록 강성을 가질 수 있다. 또한 낙하 시의 공기 저항에 의해 변형되지 않을 수 있다. 예컨대, 캡슐(100)은 알루미늄 또는 강화 플라스틱으로 형성될 수 있다.The capsule 100 may have rigidity so as not to be damaged by an external impact. Also, it may not be deformed by air resistance when falling. For example, the capsule 100 may be formed of aluminum or reinforced plastic.

캡슐(100)의 내부 반경은 중앙에 배치되는 시험상자(400)와 캡슐의 내부면이 이격될 수 있도록 충분히 형성될 수 있다. 이는 캡슐(100)과 시험상자(400)의 낙하 도중에 시험상자(400)가 캡슐(100)의 내부면과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 보다 정밀한 저중력 환경에서의 낙하 시험을 시행할 수 있다.The inner radius of the capsule 100 may be sufficiently formed so that the test box 400 disposed in the center and the inner surface of the capsule can be spaced apart from each other. This can prevent the test box 400 from contacting the inner surface of the capsule 100 while the capsule 100 and the test box 400 are falling. Accordingly, it is possible to perform a drop test in a more precise low-gravity environment.

캡슐(100)의 내부에는 시험체를 수용할 수 있는 시험상자(400)가 배치될 수 있다. 시험상자(400)는 내부에 시험체를 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다. 시험상자(400)는 다각기둥 또는 원기둥의 형태일 수 있다. 또는 구 형상이거나 기타 내부에 공간을 형성하고 캡슐(100)의 상면에서 캡슐(100)과 결합할 수 있는 형상일 수 있다. Inside the capsule 100, a test box 400 capable of accommodating a test body may be disposed. The test box 400 may form a space for accommodating a test body therein. The test box 400 may be in the form of a polygonal column or a cylinder. Alternatively, it may have a spherical shape or a shape capable of forming a space therein and combining with the capsule 100 on the upper surface of the capsule 100.

시험상자(400)의 일측에는 시험체를 주입 또는 삽입하기 위한 개구가 형성될 수 있다. 일 실시예로 개구는 시험상자(400)의 상부에 형성될 수 있다. 개구는 도어 형태로 개폐가 가능한 형태일 수 있으며, 여닫이식 힌지 도어 또는 미닫이식 슬라이딩 도어일 수 있다.An opening for injecting or inserting a test body may be formed at one side of the test box 400 . In one embodiment, the opening may be formed at the top of the test box 400. The opening may be in the form of a door that can be opened and closed, and may be a casement hinged door or a sliding sliding door.

또는 개구는 마개를 끼움결합함에 의해 개폐될 수 있다. 즉 개구를 폐쇄하기 위한 마개가 더 구비될 수 있다. 마개는 일측에서 연장되어 시험상자(400)와 연결될 수 있다.Alternatively, the opening may be opened and closed by fitting a stopper. That is, a stopper for closing the opening may be further provided. The stopper may be extended from one side and connected to the test box 400.

이에 따라, 시험체는 개방된 개구를 통해 시험상자(400) 내부로 주입 또는 삽입되며, 이후에 개구는 도어 또는 마개에 의해 폐쇄될 수 있다.Accordingly, the test body is injected or inserted into the test box 400 through the opened opening, and then the opening may be closed by a door or a stopper.

시험체는 저중력 환경에서의 시험이 요구되는 다양한 물질일 수 있다. 일 실시예로, 시험체는 저중력 환경에서의 거동을 시험하기 위한 유체일 수 있다. 그러나, 유체 이외에도 저중력 환경에서의 거동을 시험 또는 확인하기 위한 다양한 물질이 시험체로 이용될 수 있다.The test body may be a variety of materials that require testing in a low-gravity environment. In one embodiment, the test body may be a fluid for testing behavior in a low-gravity environment. However, other than fluid, various materials for testing or verifying behavior in a low-gravity environment may be used as a test body.

시험상자(400)의 내부에는 시험체를 관찰하기 위한 카메라가 더 구비될 수 있다. 카메라는 시험상자(400)의 내부 일측에 고정될 수 있다. A camera for observing the test object may be further provided inside the test box 400 . The camera may be fixed to one side of the inside of the test box 400.

캡슐(100)의 일면은 시험상자(400)가 출입하도록 개폐될 수 있다. 또한 캡슐(100)의 일면은 시험상자(400) 뿐 아니라 캡슐(100)의 내부에 배치되는 완충부재(200)가 출입하도록 개폐될 수 있다. 또는 캡슐(100)의 일면의 일부가 개폐될 수 있다. 일 실시예로 캡슐(100)의 상면은 시험상자(400)가 출입하도록 개폐될 수 있다.One side of the capsule 100 may be opened and closed so that the test box 400 enters and exits. In addition, one side of the capsule 100 can be opened and closed so that not only the test box 400 but also the buffer member 200 disposed inside the capsule 100 come in and out. Alternatively, a portion of one side of the capsule 100 may be opened or closed. In one embodiment, the upper surface of the capsule 100 may be opened and closed so that the test box 400 enters and exits.

이를 통해 시험상자(400)는 캡슐(100)의 내부에 배치되거나, 유지보수를 위해 캡슐(100)의 내부로부터 제거될 수 있다. 또한 캡슐(100) 내부에 배치되는 완충부재(200)도 개폐되는 캡슐(100)의 일면을 통해 출입할 수 있다.Through this, the test box 400 may be disposed inside the capsule 100 or removed from the inside of the capsule 100 for maintenance. In addition, the buffer member 200 disposed inside the capsule 100 can also enter and exit through one side of the capsule 100 that is opened and closed.

캡슐(100)의 내부에는 또한 하부에 충전되는 완충부재(200)가 배치될 수 있다. 완충부재(200)는 캡슐(100)의 하부면으로부터 일정 높이까지 충전될 수 있다. 또한 완충부재(200)는 캡슐(100)의 내부에서 측부를 따라 부착될 수 있다. 완충부재(200)는 예컨대, 스티로폼, 스펀지, 또는 에어캡(Air cap) 등일 수 있다. 완충부재(200)는 저중력 환경 시험장치(10)의 낙하 시에 캡슐(100)의 내부에 낙하되는 시험상자(400)의 충격을 완화할 수 있다. 또한 낙하 후의 반동이나 낙하 시의 흔들림 등으로 시험상자(400)가 캡슐(100)의 측면에 접촉되는 경우에도 충격을 완화하여 시험상자(400)의 파손을 방지할 수 있다.Inside the capsule 100, a buffer member 200 filled in the lower portion may also be disposed. The buffer member 200 may be filled up to a certain height from the lower surface of the capsule 100 . In addition, the buffer member 200 may be attached along the side of the inside of the capsule 100. The buffer member 200 may be, for example, styrofoam, sponge, or air cap. The buffer member 200 can alleviate the impact of the test box 400 falling into the capsule 100 when the low-gravity environment test apparatus 10 falls. In addition, even when the test box 400 contacts the side surface of the capsule 100 due to recoil after falling or shaking during the fall, damage to the test box 400 can be prevented by alleviating the impact.

캡슐(100)의 하면에는 공기저항을 커버하는 커버부재(300)가 연결될 수 있다. 커버부재(300)는 캡슐(100)의 최하단에 위치하며 낙하 시 공기저항을 1차적으로 받을 수 있다. 커버부재(300)의 형상에 대한 끌림계수(drag coefficient), 즉 공기저항에 대한 계수가 고려되어 후술할 캡슐(100)의 낙하거리(H1)가 계산될 수 있다. 캡슐(100)의 낙하거리(H1)와 시험상자(400)의 낙하거리(H2)의 차이(L)는 캡슐(100)의 높이 형성에 고려될 수 있다.A cover member 300 covering air resistance may be connected to the lower surface of the capsule 100 . The cover member 300 is located at the lowermost end of the capsule 100 and can primarily receive air resistance when falling. A drop distance H1 of the capsule 100 to be described later may be calculated by considering a drag coefficient for the shape of the cover member 300, that is, a coefficient for air resistance. The difference (L) between the drop distance H1 of the capsule 100 and the drop distance H2 of the test box 400 may be considered in forming the height of the capsule 100.

끌림계수에 대한 표는 하기와 같다.The table for the drag coefficient is as follows.

일 실시예로, 커버부재(300)의 형상은 공기저항을 작게 받는 형상이 채택될 수 있다. 커버부재(300)는 끌림계수가 0.5 이하인 형상일 수 있다. 이에 따라 공기저항을 받는 캡슐(100)과 공기저항을 받지 않는 시험상자(400)의 낙하거리 차이(L)를 줄일 수 있다. 이에 따라 후술할 낙하거리 차이(L)를 확보하기 위한 캡슐(100)의 높이를 상대적으로 작도록 형성할 수 있다. 이에 따라 저중력 환경 시험장치(10)의 제작이 보다 간편해질 수 있으며, 저중력 환경 시험장치(10)의 구조가 간소화되고 불필요하게 크지 않을 수 있다. 그러나 이는 커버부재(300)가 끌림계수가 0.5 이상인 형상이 될 수 있음을 배제하는 것은 아니다. 커버부재(300) 형상의 끌림계수가 0.5 이상인 경우에도, 끌림계수가 고려되어 캡슐(100)의 낙하거리(H1) 및 시험상자(400)의 낙하거리(H2)를 계산할 수 있고, 이를 반영하여 캡슐(100)의 높이를 형성할 수 있다.In one embodiment, the shape of the cover member 300 may be adopted to receive a small air resistance. The cover member 300 may have a drag coefficient of 0.5 or less. Accordingly, it is possible to reduce the difference (L) in the falling distance between the capsule 100 subjected to air resistance and the test box 400 not subjected to air resistance. Accordingly, the height of the capsule 100 for securing a drop distance difference (L) to be described later can be formed to be relatively small. Accordingly, manufacturing of the low-gravity environment test device 10 may be simpler, and the structure of the low-gravity environment test device 10 may be simplified and not unnecessarily large. However, this does not exclude that the cover member 300 may have a shape with a drag coefficient of 0.5 or more. Even when the drag coefficient of the shape of the cover member 300 is 0.5 or more, the drag coefficient can be considered to calculate the drop distance H1 of the capsule 100 and the drop distance H2 of the test box 400. The height of the capsule 100 may be formed.

일 실시예로 커버부재(300)는 콘 형상으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 커버부재(300)는 하부로 갈수록 좁아지는 형상일 수 있다. 이는 커버부재(300)의 제작을 단순화할 수 있다. 또한, 커버부재(300)가 적정한 공기저항을 받도록 할 수 있다. In one embodiment, the cover member 300 may be formed in a cone shape. More specifically, the cover member 300 may have a shape that becomes narrower toward the bottom. This can simplify the manufacture of the cover member 300. In addition, the cover member 300 can receive appropriate air resistance.

커버부재(300)는 캡슐(100)과 동일한 재료로 형성될 수 있으나, 또한 상이한 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 커버부재(300)는 캡슐(100)보다 더 무거운 재료로 형성될 수 있다.The cover member 300 may be formed of the same material as the capsule 100, but may also be formed of a different material. For example, the cover member 300 may be formed of a heavier material than the capsule 100 .

또는, 커버부재(300)는 내부에 배치되는 무게추를 포함할 수 있다. 무게추는 저중력 환경 시험장치(10)의 낙하 시에 캡슐(100) 및 커버부재(300)가 공기저항에 의해 회전하지 않도록, 저중력 환경 시험장치(10)의 하부에 무게중심을 형성할 수 있다.Alternatively, the cover member 300 may include a weight disposed therein. The weight can form a center of gravity at the lower part of the low gravity environment test apparatus 10 so that the capsule 100 and the cover member 300 do not rotate due to air resistance when the low gravity environment test apparatus 10 is dropped. there is.

도 2를 참조하면, 결합부(500)는 캡슐(100)의 상면과 시험상자(400)의 상면을 결합하며, 낙하 시작과 동시에 캡슐(100)의 상면과 시험상자(400)의 상면의 결합을 해제할 수 있다. 이에 따라 낙하를 위해 저중력 환경 시험장치(10)가 낙하 시작 지점으로 이동하는 경우에는 캡슐(100)과 시험상자(400)가 결합되어 있다가, 낙하를 시작하는 경우에 캡슐(100)과 시험상자(400)는 결합을 해제하고 동시에 낙하를 시작할 수 있다.Referring to FIG. 2, the coupling part 500 couples the upper surface of the capsule 100 and the upper surface of the test box 400, and the upper surface of the capsule 100 and the upper surface of the test box 400 are coupled at the same time as the drop starts. can be unlocked. Accordingly, when the low-gravity environment test device 10 moves to the drop starting point for the drop, the capsule 100 and the test box 400 are coupled, and when the drop starts, the capsule 100 and the test The box 400 may disengage and start falling at the same time.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)는 캡슐(100) 및 커버부재(300)가 공기저항을 모두 커버하여, 시험상자(400)는 무중력에 가까운 저중력 환경에서 시험할 수 있다.In the low gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, the capsule 100 and the cover member 300 cover all air resistance, and the test box 400 can be tested in a low gravity environment close to zero gravity. can

또한, 시험상자(400)는 완충부재(200)를 통해 낙하 시 또는 낙하 후에 캡슐(100)과의 접촉에 따른 파손을 방지할 수 있다. 즉, 저중력 환경 시험장치(10)는 간단한 구조와 비용이 저렴한 방법으로 저중력 환경을 모사하여 시험할 수 있다. In addition, the test box 400 can prevent damage due to contact with the capsule 100 when or after falling through the buffer member 200 . That is, the low-gravity environment test apparatus 10 can simulate and test a low-gravity environment with a simple structure and a low-cost method.

본 발명의 일 실시예에 따른 결합부(500)는 캡슐(100)의 상면에 배치되는 개구부(510), 시험상자(400)의 상부에 배치되고 개구부(510)와 끼움결합되는 돌출부(520), 개구부(510)의 외측방향으로 연장되며 시험상자(400)를 수용하는 홈(530)을 포함할 수 있다.The coupling part 500 according to an embodiment of the present invention includes an opening 510 disposed on the upper surface of the capsule 100 and a protrusion 520 disposed on the upper surface of the test box 400 and fitted with the opening 510. , It extends outwardly of the opening 510 and may include a groove 530 accommodating the test box 400.

개구부(510)는 캡슐(100)의 상면에서 중앙에 형성될 수 있다. 개구부(510)는 시험상자(400)를 수용할 수 있다. 개구부(510)의 형상은 원형, 다각형 등의 다양한 형상일 수 있으나, 개구부(510)와 끼움결합되는 돌출부(520)의 형상에 대응하여 형성될 수 있다.The opening 510 may be formed centrally on the upper surface of the capsule 100 . The opening 510 may accommodate the test box 400 . The opening 510 may have various shapes such as a circle or a polygon, but may be formed corresponding to the shape of the protrusion 520 fitted with the opening 510 .

돌출부(520)는 시험상자(400)의 일측에 형성될 수 있다. 구체적으로 돌출부(520)는 시험상자(400)의 상부에 형성될 수 있으며, 시험상자(400)의 외연에서 내측으로 축소되어 수직방향으로 연장된 형태일 수 있다. 돌출부(520)의 형상은 원형, 다각형 등의 다양한 형상일 수 있으나, 돌출부(520)와 끼움결합되는 개구부(510)의 형상에 대응하여 형성될 수 있다. 돌출부(520)의 높이는 개구부(510)와 끼움결합했을 때 캡슐(100)의 상면과 동일한 평면을 이루는 높이로 형성될 수 있고, 또는 캡슐(100)의 상면을 관통하여 돌출부(520)의 상면이 캡슐(100)의 상면보다 높은 위치에 있도록 형성될 수 있다.The protrusion 520 may be formed on one side of the test box 400 . Specifically, the protrusion 520 may be formed on the top of the test box 400, and may be reduced inward from the outer edge of the test box 400 and extended in a vertical direction. The protruding portion 520 may have various shapes such as a circular shape or a polygonal shape, but may be formed corresponding to the shape of the opening 510 fitted with the protruding portion 520 . The height of the protrusion 520 may be formed at the same plane as the top surface of the capsule 100 when fitted with the opening 510, or the top surface of the protrusion 520 may penetrate through the top surface of the capsule 100. It may be formed to be at a higher position than the upper surface of the capsule 100.

홈(530)은 캡슐(100)의 상면 내측에서 개구부(510)의 외측방향으로 연장될 수 있다. 홈(530)은 캡슐(100)의 상면과 시험상자(400)의 상면의 결합 시, 시험상자(400)를 수용할 수 있다. 즉 홈(530)은 시험상자(400)의 상면에서 돌출부(520)를 제외한 나머지 영역을 수용할 수 있다. 즉 홈(530)은 시험상자(400)의 상면에서 돌출부(520)를 제외한 나머지 영역과 동일한 형상의 홈(530)일 수 있다.The groove 530 may extend from the inside of the upper surface of the capsule 100 to the outside of the opening 510 . The groove 530 may accommodate the test box 400 when the upper surface of the capsule 100 and the upper surface of the test box 400 are coupled. That is, the groove 530 can accommodate the rest of the area except for the protrusion 520 on the upper surface of the test box 400 . That is, the groove 530 may be a groove 530 having the same shape as the rest of the area except for the protrusion 520 on the upper surface of the test box 400 .

캡슐(100)의 상면과 시험상자(400)의 상면의 결합은 시험상자(400)가 리프팅되는 동안 개구부(510)와 돌출부(520)가 끼움결합되고, 시험상자(400)가 홈(530)에 수용되는 것에 의해 구현될 수 있다. 즉, 시험상자(400)의 상면에서 돌출부(520)를 제외한 나머지 영역이 홈(530)에 대해 상측 방향으로 리프팅 힘을 가하고, 홈(530)은 캡슐(100)의 중력에 의한 힘을 시험상자(400)의 상면에서 돌출부(520)를 제외한 나머지 영역에 가하여 결합을 유지할 수 있다.The upper surface of the capsule 100 and the upper surface of the test box 400 are coupled so that the opening 510 and the protrusion 520 are fitted and coupled while the test box 400 is lifted, and the test box 400 forms a groove 530. It can be implemented by being accommodated in. That is, the remaining area of the upper surface of the test box 400, except for the protrusion 520, applies a lifting force to the groove 530 in an upward direction, and the groove 530 applies the force due to the gravity of the capsule 100 to the test box. On the upper surface of 400, the coupling can be maintained by applying to the remaining area except for the protrusion 520.

캡슐(100)의 상면과 시험상자(400)의 상면의 결합 해제는 낙하 시작 지점에서 낙하를 시작하는 것에 의해 구현될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 시험상자(400) 및 캡슐(100)의 리프팅에 의해 결합이 유지되며, 리프팅이 완료되어 낙하 시작 지점에서 낙하를 시작하는 것에 의해 결합이 해제될 수 있다. 시험상자(400)는 공기저항을 받지 않아 캡슐(100)보다 더 빠른 낙하 속도로 낙하할 수 있다. 따라서 더 빠른 속도로 낙하하는 시험상자(400)의 낙하로 캡슐(100)과 시험상자(400)의 결합은 자동적으로 해제될 수 있다.Disconnection between the upper surface of the capsule 100 and the upper surface of the test box 400 may be implemented by starting the drop at the drop start point. That is, as described above, the coupling is maintained by lifting the test box 400 and the capsule 100, and the coupling can be released by starting the drop at the drop starting point after the lifting is completed. The test box 400 does not receive air resistance and can fall at a faster falling speed than the capsule 100. Therefore, the coupling between the capsule 100 and the test box 400 can be automatically released by the fall of the test box 400 falling at a higher speed.

이에 따라, 저중력 환경 시험장치(10)는 단순한 구조에 의해 캡슐(100)과 시험상자(400)를 결합하고, 낙하 시작 지점에서 낙하 시에 자동적으로 결합을 해제할 수 있다.Accordingly, the low-gravity environment test apparatus 10 can combine the capsule 100 and the test box 400 by a simple structure, and automatically release the coupling when falling at the drop start point.

일 실시예로, 결합부(500)는 전자기적 결합구조일 수 있다. 즉, 캡슐(100)의 상면에는 전자석부재가 배치되고, 시험상자(400)의 상면에는 금속부재가 배치되어 상호간의 인력에 의해 결합할 수 있다. 또한, 사용자의 작동에 의해, 예컨대 저중력 환경 시험장치(10)에 배치된 낙하버튼을 직접 누르거나, 리모콘에 배치된 낙하버튼을 누르는 것에 의해 전자석은 자성을 잃고 캡슐(100)과 시험상자(400)의 결합을 해제할 수 있다.In one embodiment, the coupling unit 500 may be an electromagnetic coupling structure. That is, an electromagnet member is disposed on the upper surface of the capsule 100 and a metal member is disposed on the upper surface of the test box 400 so that they can be coupled by mutual attraction. In addition, by the user's operation, for example, by directly pressing the drop button disposed on the low gravity environment test apparatus 10 or by pressing the drop button disposed on the remote control, the electromagnet loses its magnetism and the capsule 100 and the test box ( 400) can be released.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐(100) 및 시험상자(400)의 낙하 시 겉보기 가속도를 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)가 낙하할 때, 캡슐(100)과 시험상자(400)의 낙하거리(H1, H2)를 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐(100)에서 낙하거리를 고려하여 확보되는 최소 높이를 나타내는 단면도이다. 도면에서 낙하거리(H1, H2) 및 낙하거리 차이(L), 캡슐(100)의 높이 등은 발명을 보다 설명의 편의를 위하여 실제의 길이보다 더 과장되게 도시되었다. Figure 3 shows the apparent acceleration when the capsule 100 and the test box 400 fall according to an embodiment of the present invention, Figure 4 shows the low gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is dropped 5 is a cross-sectional view showing the drop distances H1 and H2 of the capsule 100 and the test box 400, and FIG. It is a cross section showing the height. In the drawings, the falling distances H1 and H2, the difference between the falling distances L, and the height of the capsule 100 are shown exaggeratedly longer than actual lengths for convenience of explanation of the invention.

도 3을 참조하면, 캡슐(100)의 겉보기 가속도와 시험상자(400)의 겉보기 가속도가 그래프로 도시되어 있다. 이는 30미터(m)의 높이에서 낙하한 것이며, 캡슐(100) 및 커버부재(300)의 끌림계수는 0.5로 가정하고, 시험상자(400)는 공기저항을 받지 않거나 받지 않는 것으로 가정할 수 있으므로 끌림계수는 0으로 가정할 수 있다. 이때의 캡슐(100) 및 시험상자(400)의 예측되는 겉보기 가속도의 값은 그래프에 도시된 바와 같다. 즉, 시험상자(400)는 캡슐(100) 및 커버부재(300)가 공기저항을 커버함에 따라, 겉보기 가속도가 0인 실질적으로 무중력 환경을 모사할 수 있다. 캡슐(100) 및 커버부재(300)는 공기저항을 커버하며, 공기저항으로 인해 겉보기 가속도는 수직방향으로, 증가하는 값을 갖는다. 이러한 겉보기 가속도의 차이로 인해 캡슐(100) 및 시험상자(400)의 낙하거리의 차이(L)가 발생한다.Referring to FIG. 3 , the apparent acceleration of the capsule 100 and the apparent acceleration of the test box 400 are graphed. This is a fall from a height of 30 meters (m), the drag coefficient of the capsule 100 and the cover member 300 is assumed to be 0.5, and the test box 400 can be assumed to not or not receive air resistance. The drag coefficient can be assumed to be zero. The predicted apparent acceleration values of the capsule 100 and the test box 400 at this time are as shown in the graph. That is, as the capsule 100 and the cover member 300 cover air resistance, the test box 400 can simulate a substantially weightless environment in which the apparent acceleration is zero. The capsule 100 and the cover member 300 cover the air resistance, and due to the air resistance, the apparent acceleration has an increasing value in the vertical direction. Due to this difference in apparent acceleration, a difference (L) in the falling distance of the capsule 100 and the test box 400 occurs.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)는 캡슐(100)의 상면과 시험상자(400)의 상면이 결합된 경우, 시험상자(400)의 하면과 완충부재(200) 상부 사이의 거리는 캡슐(100)이 낙하 종료 지점에 닿을 때까지 이동한 캡슐 낙하거리(H1)와 시험상자 낙하거리(H2)의 차이(L) 이상으로 확보될 수 있다.4 and 5, the low gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, when the upper surface of the capsule 100 and the upper surface of the test box 400 are coupled, the test box 400 The distance between the lower surface of the cushioning member 200 and the top of the shock absorbing member 200 can be secured by more than the difference (L) between the capsule drop distance (H1) and the test box drop distance (H2) until the capsule 100 reaches the drop end point. there is.

캡슐(100)의 낙하거리(H1)가 도 4에 도시되어 있다. 캡슐(100)의 낙하는 공기저항을 받아 끌림힘(Drag Force)를 받고, 이에 따라 낙하 가속도가 감소된다. 즉 캡슐(100)의 낙하거리(H1)는 다음 식에 의해 계산될 수 있다. 여기서 끌림계수는 상기 표 1에 예시되어 있다.The drop distance H1 of the capsule 100 is shown in FIG. 4 . The fall of the capsule 100 receives drag force due to air resistance, and thus the fall acceleration is reduced. That is, the drop distance H1 of the capsule 100 can be calculated by the following equation. Here, the drag coefficient is illustrated in Table 1 above.

[M=캡슐 질량, a= 캡슐 가속도, g=중력가속도, c=끌림계수(Drag coefficient, 표1), v=캡슐의 낙하 속도][M = mass of capsule, a = acceleration of capsule, g = acceleration of gravity, c = drag coefficient (Table 1), v = falling speed of capsule]

시험상자(400)의 낙하거리(H2) 또한 도 4에 도시되어 있다. 시험상자(400)의 낙하는 공기저항을 받지 않거나, 거의 받지 않으므로 끌림힘을 받지 않는 것으로 가정할 수 있고, 시험상자(400)의 낙하 가속도는 중력 가속도와 같다. 즉 시험상자(400)의 낙하거리(H2)는 다음 식에 의해 계산될 수 있다.The drop distance H2 of the test box 400 is also shown in FIG. Since the fall of the test box 400 receives little or no air resistance, it can be assumed that no drag force is received, and the fall acceleration of the test box 400 is equal to the gravitational acceleration. That is, the drop distance H2 of the test box 400 can be calculated by the following equation.

[m=시험상자 질량, a=시험상자 가속도, g=중력가속도][m = test box mass, a = test box acceleration, g = gravitational acceleration]

이에 따라 계산된, 캡슐(100)이 낙하 종료 지점에 닿을 때까지 이동한 캡슐 낙하거리(H1)는 공기저항을 받지 않는 시험상자(400)의 낙하거리(H2)보다 작을 수 있다. 즉 두 낙하거리(H1, H2)의 차이(L)를 고려하여, 도 5에 도시된 바와 같이 캡슐(100)의 상면과 시험상자(400)의 상면이 결합 상태에 있을 때, 시험상자(400)의 하면과 완충부재(200)의 상부 사이의 거리가 두 낙하거리(H1, H2)의 차이(L) 이상이 되도록 할 수 있다. 캡슐(100)의 높이는 이를 고려하여 형성될 수 있다. 즉 캡슐(100)의 높이는 두 낙하거리(H1, H2)의 차이(L), 시험상자(400)의 높이, 완충부재(200)의 충전 높이의 합보다 크게 형성될 수 있다.Accordingly, the capsule drop distance H1 calculated until the capsule 100 reaches the drop end point may be smaller than the drop distance H2 of the test box 400 that is not subject to air resistance. That is, in consideration of the difference (L) of the two drop distances (H1, H2), as shown in FIG. 5, when the upper surface of the capsule 100 and the upper surface of the test box 400 are in a coupled state, the test box 400 ) The distance between the lower surface of the buffer member 200 and the upper part of the shock absorbing member 200 may be equal to or greater than the difference L between the two falling distances H1 and H2. The height of the capsule 100 may be formed in consideration of this. That is, the height of the capsule 100 may be greater than the sum of the difference (L) between the two drop distances H1 and H2, the height of the test box 400, and the filling height of the buffer member 200.

예컨대, 저중력 환경 시험장치(10)의 낙하 높이가 7미터(m)이며 커버부재(300)의 형상을 고려한 끌림계수는 0.5로 가정한 경우, 낙하거리(H1, H2)의 차이(L)는 약 0.005미터(m)로 계산될 수 있다. 따라서 도 5와 같이, 캡슐(100)과 시험상자(400)가 결합 상태에 있을 때, 시험상자(400)의 하면과 완충부재(200)의 상부 사이의 거리는 0.005미터(m), 즉 5밀리미터(mm)이상일 수 있다.For example, assuming that the drop height of the low gravity environment test apparatus 10 is 7 meters (m) and the drag coefficient considering the shape of the cover member 300 is 0.5, the difference (L) between the drop distances H1 and H2 can be calculated to be approximately 0.005 meters (m). Therefore, as shown in FIG. 5, when the capsule 100 and the test box 400 are in a coupled state, the distance between the lower surface of the test box 400 and the upper part of the buffer member 200 is 0.005 m (m), that is, 5 millimeters. (mm) or more.

예컨대, 저중력 환경 시험장치(10)의 낙하 높이가 30미터(m)이며 커버부재(300)의 형상을 고려한 끌림계수는 0.5로 가정한 경우, 낙하거리(H1, H2)의 차이(L)는 약 0.09미터(m)로 계산될 수 있다. 따라서 도 5와 같이, 캡슐(100)과 시험상자(400)가 결합 상태에 있을 때, 시험상자(400)의 하면과 완충부재(200)의 상부 사이의 거리는 0.09미터(m), 즉 9센티미터(cm)이상일 수 있다.For example, assuming that the drop height of the low-gravity environment test apparatus 10 is 30 meters (m) and the drag coefficient considering the shape of the cover member 300 is 0.5, the difference (L) between the drop distances H1 and H2 can be calculated to be approximately 0.09 meters (m). Therefore, as shown in FIG. 5, when the capsule 100 and the test box 400 are in a coupled state, the distance between the lower surface of the test box 400 and the upper part of the buffer member 200 is 0.09 m (m), that is, 9 cm. (cm) or more.

이에 따라 시험상자(400)는 낙하하는 도중에 캡슐(100)의 내부에 배치된 커버부재(300)에 접촉되어 저중력 상태의 낙하가 종료되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 낙하 종료 지점까지 최대한 긴 시간동안 저중력으로 낙하할 수 있다.Accordingly, the test box 400 may contact the cover member 300 disposed inside the capsule 100 while falling, thereby preventing the end of the fall in a low gravity state. In addition, it is possible to fall with low gravity for a long time until the end of the fall.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)는 캡슐(100) 및 시험상자(400)에 배치되는 복수 개의 리프팅핀(800)을 더 포함할 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2, the low-gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention further includes a plurality of lifting pins 800 disposed in the capsule 100 and the test box 400. can do.

리프팅핀(800)은 캡슐(100) 및 시험상자(400)에 배치되거나, 또는 시험상자(400)에만 배치될 수 있다. 리프팅핀(800)의 일단은 고리형상 또는 갈고리형상으로 형성되어 크레인 등의 와이어와 결합될 수 있으며, 리프팅핀(800)의 타단은 캡슐(100) 및 시험상자(400)와 결합될 수 있다. 이에 따라, 저중력 환경 시험장치(10)는 크레인 등에 의해 낙하 시작 지점으로 리프팅될 수 있다. The lifting pin 800 may be disposed on the capsule 100 and the test box 400, or only on the test box 400. One end of the lifting pin 800 is formed in a ring shape or hook shape and can be coupled to a wire such as a crane, and the other end of the lifting pin 800 can be coupled to the capsule 100 and the test box 400. Accordingly, the low-gravity environment test apparatus 10 may be lifted to the drop starting point by a crane or the like.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치가 낙하 시작 지점에서 전자석과 결합되어 있는 것을 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing that the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention is coupled to an electromagnet at a drop start point.

도 6를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)는 시험상자(400)의 상부에 배치되는 금속부재(600)를 더 포함할 수 있다. 또한 금속부재(600)는 낙하 시작 지점에서 시험상자(400)를 부착하여 유지시키기 위한 전자석(700)과 결합할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the low-gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention may further include a metal member 600 disposed above the test box 400. In addition, the metal member 600 may be combined with the electromagnet 700 for attaching and maintaining the test box 400 at the drop starting point.

금속부재(600)는 시험상자(400)의 상부에 복수 개 배치될 수 있다. 이때, 금속부재(600)는 시험상자(400)의 상부에서 가상의 원의 원주 상에 동일한 중심각을 형성하도록 이격하여 복수 개 배치될 수 있다. 또는 일렬로 정렬되어 복수 개가 나란히 배치될 수 있다. 일 실시예로, 금속부재(600)는 시험상자(400)의 상부의 중심을 기준으로 이격하여 대칭되도록 두 개가 형성될 수 있다.A plurality of metal members 600 may be disposed above the test box 400 . At this time, a plurality of metal members 600 may be disposed spaced apart from each other to form the same central angle on the circumference of an imaginary circle at the top of the test box 400 . Alternatively, a plurality of them may be arranged side by side in a row. In one embodiment, two metal members 600 may be formed so as to be symmetrically spaced apart from each other based on the center of the upper portion of the test box 400.

이렇게 배치됨에 따라, 시험상자(400)가 금속부재(600)를 통해 낙하 시작 지점에 위치하는 전자석(700)과 결합할 때, 무게중심을 시험상자(400)의 중심에 유지하여 시험상자(400)가 회전하려는 토크를 감소시킬 수 있다.As it is arranged in this way, when the test box 400 is coupled to the electromagnet 700 located at the drop start point through the metal member 600, the center of gravity is maintained at the center of the test box 400 so that the test box 400 ) can reduce the torque to rotate.

금속부재(600)의 상면은 편평할 수 있다. 이에 따라, 금속부재(600)의 상면은 편평한 전자석(700)의 일측과 안정적으로 결합할 수 있다.An upper surface of the metal member 600 may be flat. Accordingly, the upper surface of the metal member 600 can be stably coupled with one side of the flat electromagnet 700 .

금속부재(600)와 전자석(700)이 결합한 후에 리프팅핀(800)에 결합된 와이어는 제거될 수 있다. 구체적으로, 저중력 환경 시험장치(10)는 금속부재(600)와 전자석(700)의 결합만으로 낙하 시작 지점에서 대기할 수 있다. 금속부재(600)는 시험상자(400)의 상부에 배치되므로, 금속부재(600)가 시험상자(400)를 지지하고, 시험상자(400)는 전술한 결합부(500)를 통해 캡슐(100)을 지지할 수 있다.After the metal member 600 and the electromagnet 700 are coupled, the wire coupled to the lifting pin 800 can be removed. Specifically, the low-gravity environment test apparatus 10 may stand by at the drop start point only through the combination of the metal member 600 and the electromagnet 700 . Since the metal member 600 is disposed above the test box 400, the metal member 600 supports the test box 400, and the test box 400 connects the capsule 100 through the above-described coupling part 500. ) can be supported.

낙하 시작을 위해 금속부재(600)와 전자석(700)의 결합은 해제될 수 있다. 이는 전자석(700)의 자성을 해제하는 방식에 의해 실행될 수 있다. 전자석(700)과의 결합이 해제된 저중력 환경 시험장치(10)는 캡슐(100)과 시험상자(400)가 각각 낙하를 시작할 수 있다. 이때 캡슐(100) 및 커버부재(300)가 공기저항을 커버하여 시험상자(400)는 무중력 또는 저중력 환경이 될 수 있다.The coupling between the metal member 600 and the electromagnet 700 may be released to start the fall. This may be performed by releasing the magnetism of the electromagnet 700 . In the low-gravity environment test apparatus 10 in which the coupling with the electromagnet 700 is released, the capsule 100 and the test box 400 may each start to fall. At this time, the capsule 100 and the cover member 300 cover the air resistance so that the test box 400 can become a weightless or low gravity environment.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치에서 전체가 유선형으로 형성되는 것을 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing that the whole is formed in a streamlined shape in the low-gravity environment test apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)는 캡슐(100)과 커버부재(300)는 일체로 형성될 수 있다. 이때 완충부재(200)는 커버부재(300)의 내부 및 캡슐(100) 내부의 하부까지 충전될 수 있다. 이에 따라 저중력 환경 시험장치(10)는 그 제작이 더욱 간편해지고, 완충부재(200)가 두텁게 형성되어 시험상자(400)의 낙하 충격을 보다 완화할 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the low-gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, the capsule 100 and the cover member 300 may be integrally formed. At this time, the buffer member 200 may be filled up to the inside of the cover member 300 and the lower part of the inside of the capsule 100. Accordingly, the manufacturing of the low-gravity environment test apparatus 10 is more simple, and the shock absorbing member 200 is formed thickly to more alleviate the drop impact of the test box 400.

일 실시예로 캡슐(100) 및 커버부재(300)는 전체가 유선형으로 형성될 수 있다. 유선형은 끌림계수가 매우 낮은 형상으로 캡슐(100) 및 커버부재(300)에 작용하는 공기저항을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 공기저항을 받는 캡슐(100)과 공기저항을 받지 않는 시험상자(400)의 낙하거리 차이(L)를 줄일 수 있다. 이에 따라 낙하거리 차이(L)를 확보하기 위한 캡슐(100)의 높이를 상대적으로 작도록 형성할 수 있다.In one embodiment, the entirety of the capsule 100 and the cover member 300 may be formed in a streamlined shape. The streamlined shape has a very low coefficient of drag and can reduce air resistance acting on the capsule 100 and the cover member 300 . Accordingly, it is possible to reduce the difference (L) in the falling distance between the capsule 100 subjected to air resistance and the test box 400 not subjected to air resistance. Accordingly, the height of the capsule 100 for securing the drop distance difference (L) can be formed to be relatively small.

본 발명의 일 실시예에 따른 저중력 환경 시험장치(10)는 캡슐(100) 및 커버부재(300)가 공기저항의 대부분을 커버하여, 시험상자(400)는 공기저항을 거의 받지 않는 상태로 낙하하여 간편하고 저렴한 비용으로 저중력 환경을 모사할 수 있다.In the low gravity environment test apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, the capsule 100 and the cover member 300 cover most of the air resistance, so that the test box 400 hardly receives air resistance. It can simulate a low-gravity environment simply and inexpensively by falling.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.As such, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only an example. Those skilled in the art can fully understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from the embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined based on the appended claims.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.Specific technical details described in the embodiments are examples, and do not limit the technical scope of the embodiments. In order to briefly and clearly describe the description of the invention, descriptions of conventional general techniques and configurations may be omitted. In addition, the connection of lines or connection members between the components shown in the drawing is an example of functional connection and / or physical or circuit connection, which can be replaced in an actual device or additional various functional connections, physical connections, or circuit connections. In addition, if there is no specific reference such as "essential" or "important", it may not necessarily be a component necessary for the application of the present invention.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.“Above” or similar designations described in the description and claims of the invention may refer to both singular and plural, unless otherwise specifically limited. In addition, when a range is described in an embodiment, it includes an invention in which individual values belonging to the range are applied (unless there is no description to the contrary), and each individual value constituting the range is described in the description of the invention. same. In addition, if there is no clear description or description of the order of steps constituting the method according to the embodiment, the steps may be performed in an appropriate order. Embodiments are not necessarily limited according to the order of description of the steps. The use of all examples or exemplary terms (eg, etc.) in the embodiments is simply to describe the embodiments in detail, and unless limited by the claims, the examples or exemplary terms limit the scope of the embodiments. It is not. In addition, those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations and changes may be made according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.

10: 저중력 환경 시험장치 100: 캡슐
200: 완충부재 300: 커버부재
400: 시험상자 500: 결합부
510: 개구부 520: 돌출부
530: 홈 600: 금속부재
700: 전자석 800: 리프팅핀10: low gravity environment test device 100: capsule
200: buffer member 300: cover member
400: test box 500: joint
510: opening 520: protrusion
530: home 600: metal member
700: electromagnet 800: lifting pin

Claims

capsule;
a buffer member filled in the lower portion of the capsule;
a cover member connected to the lower surface of the capsule to cover air resistance;
a test box disposed inside the capsule and capable of accommodating a test body; and
A coupling part that couples the upper surface of the capsule and the upper surface of the test box and can release the coupling between the upper surface of the capsule and the upper surface of the test box at the same time as the drop starts,
The capsule and the cover member are integrally formed, and the buffer member fills the inside of the cover member and the lower part of the inside of the capsule,
The capsule and the cover member are formed in a streamlined shape as a whole, low gravity environment test apparatus.

According to claim 1,
the coupling part
An opening disposed on the upper surface of the capsule;
A protrusion disposed on the top of the test box and fitted with the opening and
Extending outwardly of the opening and including a groove for accommodating the test box, low gravity environment test apparatus.

According to claim 1,
When the upper surface of the capsule and the upper surface of the test box are coupled, the distance between the lower surface of the test box and the upper part of the buffer member is the capsule drop distance and the test box drop distance moved until the capsule reaches the drop end point. A low-gravity environment test device secured by more than the difference of

According to claim 3,
The difference between the capsule drop distance and the test box drop distance is calculated using the drag coefficient, low gravity environment test apparatus.

According to claim 1,
Further comprising a metal member disposed on the top of the test box,
The metal member is combined with an electromagnet for attaching and maintaining the test box at the drop start point, low gravity environment test apparatus.

According to claim 1,
Further comprising a plurality of lifting pins disposed on the capsule and the test box, low gravity environment test apparatus.

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