KR20110051802A - 인공위성용 어댑터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어댑터의 상부와 하부 직경이 각각 다르게 설계되고, 상기 상부와 하부 사이가 경사지며, 상기 상부와 하부 사이의 경사면에 리브가 설계되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터에 관한 것이다.

본 발명인 인공위성용 어댑터는 어댑터의 상면의 직경이 가변형으로 형성되어 론저론과 직접 결합되므로 론저론으로 전달되는 하중을 직접 받아주기 때문에 하부 플랫폼에 보강부재을 삽입할 필요가 없으며, 어댑터의 상면과 하면 사이의 경사면에 강도 보강을 위해 다수의 리브가 마련되어 강성 요구조건을 만족할 수 있다.

인공위성, 어댑터, 론저론, 가변, 직경

Description

인공위성용 어댑터{Adapter for Satellites}

본 발명은 인공위성용 어댑터에 관한 것이다.

인공위성은 운용환경의 특성상, 즉 운용도중 수리가 불가능하기 때문에 그 신뢰성이 매우 중요하다. 특히 위성의 구조물은 탑재체를 보호, 지지하며 임무 수행 시에도 문제가 발생하지 않도록 설계되어야 하며 또한 극한의 발사 환경에서도 위성을 안전하게 지지하도록 설계되어야 한다.

이러한 궤도환경 및 발사환경을 고려하여 안전하게 설계하여야 하는 것이 중요하지만 또한 무게 증가로 인한 발사 비용의 증가를 고려하여 설계를 수행해야 한다. 따라서 인공위성 구조물은 설계 요구조건을 만족하면서 가능한 가볍게 설계해야 한다.

상기 인공위성은 구조적 안정성확보를 위해서 다양한 설계요구조건이 제시되는 데 강성요구조건, 강도요구조건, 형상요구조건 등이다.

상기 강성요구조건은 발사체로부터 위성체에 전달되는 동적하중에 의한 연성(coupling)을 피하기 위해 제시되며, 위성체가 발사체보다 높은 강성을 갖도록 설계된다. 이러한 강성확보는 주로 위성체와 발사체 사이를 연결해 주는 어댑터에 의해 결정된다.

특히, 상기 어댑터는 위성과 발사체의 접속역할을 담당하는 구조물로써, 발사하는 과정에서 발생하는 진동, 소음 및 준정적 하중에 대하여 위성전체를 안전하게 지지하여야 한다.

상기 어댑터는 발사체와 접속이 가능한 크기로 설계되며, 위성구조체, 탑재체, 전자박스 등으로부터 전달되는 하중을 모두 지지하도록 설계된다. 따라서, 위성체 어댑터는 위성구조체의 정적 및 동적거동을 지배하는 매우 중요한 구조물이라고 할 수 있다.

종래 일반적인 인공위성은 여러 장치들이 탑재되는 네이더모듈(Nadir Module)과, 전자장비들이 장착된 전자박스모듈(Equipment Module)과, 태양에너지를 흡수하는 태양전지판(Solar Array)과, 추진기관이 형성되는 추진모듈(Propulsion Module) 및 상기 전자박스모듈과 추진모듈을 연결하는 어댑터(Adapter)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 어댑터에는 상부마몬링(Upper marmon ring)이 연결된다.

도 1은 종래의 인공위성용 어댑터가 장착된 부분을 나타내는 개략도이며, 도 2는 종래 인공위성용 어댑터를 나타내는 단면도 및 사시도이다.

도 1을 통하여 종래 어댑터가 장착되는 개략적인 형태를 보면, 위성체(SpaceCraft)(10)에 설치된 플랫폼(20, 22, 24) 중 하부에 마련된 플랫폼(24)의 하단에 어댑터(12)가 마련되는데, 상기 어댑터(12)는 상기 3개의 플랫폼(20, 22, 24)을 연결하는 수직 로드 형태의 론저론(Longeron)(40)과 직접 결합되지는 않는 다.

따라서, 상기 어댑터(12)는 론저론(40)을 통해서 전달되는 하중을 직접 전달받지 못하는 문제가 있다.

그래서, 어댑터(12)와 결합되는 위성체의 하부 플랫폼(24)의 강도와 강성보강을 위해 보강부재(embedded fitting)(30)가 삽입된다.

상기와 같은 종래 어댑터(12)의 단면 형상은 도 2와 같이 상면(OA)와 하면(OC)의 반경이 같도록 설계되어 있어 론저론으로 전달되는 하중을 직접 지지하지 못할 뿐만 아니라, 보강부재(30)를 삽입해야 하는 등의 번거로움으로 인해 강도, 강성, 제작성, 조립성 측면에서도 바람직하지 않는 문제가 있다.

특히, 위성의 탑재체 무게가 증가하는 경우에는 강성요구조건을 만족하는 것이 더욱 어려워지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 발명된 것으로서, 인공위성에 장착되는 강도, 강성, 제작성, 조립성 측면에서 개선된 인공위성용 어댑터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 어댑터의 상부와 하부 직경이 각각 다르게 마련되고,

상기 상부와 하부 사이가 경사지며,

상기 상부와 하부 사이의 경사면에 리브가 마련되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터를 제공한다.

그리고, 상기 하부를 기준으로 상기 경사를 이루는 경사각을 변형하여 상부의 직경이 상부에 결합되는 위성체의 형태에 따라 다양하게 마련될 수 있다.

또한, 본 발명은 위성체(100)에 장착된 플랫폼(200, 220, 240)과,

상기 플랫폼(200, 220, 240)을 연결하는 수직 로드 형상의 론저론(400)과,

상기 플랫폼(200, 220, 240) 중 하부 플랫폼(240) 및 론저론(400)의 하단과 결합되는 어댑터(120)

를 포함하여 구성되는 인공위성에 사용되는 인공위성용 어댑터에 있어서,

상기 론저론(400)의 하단과 어댑터(120)의 상면이 직접 접속하고,

상기 어댑터(120)는 상면(123)의 반경(OE)보다 하면(124)의 반경(OH)이 작게 형성되며, 상기 하면(124)의 크기는 고정하고 하면(124)과 상면(123) 사이의 경사각을 변형하여 상기 상면(123)의 크기는 위성체(100)의 크기에 따라서 가변적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터도 제공한다.

그리고 상기 하면(124)(GH)은 하면(124)의 둘레(H)를 기준으로 어댑터(120) 중심 방향으로 형성될 수 있고, 상기 어댑터(120)의 상면(123)과 하면(124) 사이의 경사면에 리브(128)가 마련될 수 있으며, 상기 어댑터(120)의 하면(124)과 발사체의 결합부분에 판너트(Nutplate)(152)가 사용될 수 있고, 상기 판너트(152)는 교체형이 사용될 수 있다.

본 발명인 인공위성용 어댑터는 어댑터의 상면의 직경이 가변형으로 형성되어 론저론과 직접 결합되므로 론저론으로 전달되는 하중을 직접 받아주기 때문에 하부 플랫폼에 보강부재을 삽입할 필요가 없으며, 어댑터의 상면과 하면 사이의 경사면에 강도 보강을 위해 다수의 리브가 마련되어 강성 요구조건을 만족할 수 있다.

그리고 조립 및 제작의 원활성을 위해 교체형 판너트를 사용함으로써 조립 및 보수작업이 용이한 효과가 있다.

이로 인해 위성체의 구조적 안정성이 쉽게 확보될 뿐만 아니라, 제작공정의 단순화 및 제작시간의 단축이 가능한 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 인공위성용 어댑터에 관한 것으로, 어댑터의 상부와 하부 직경을 각각 다르게 마련하여 상기 상부와 하부 사이가 경사지며, 상기 하부를 기준으로 상기 경사를 이루는 경사각을 변형하여 상부의 직경을 상부에 결합되는 위성체의 형태에 따라 다양하게 마련하며, 상부와 하부 사이가 경사짐에 따른 강성의 취약은 상기 하부의 구조적 특징과 경사면에 리브를 마련하여 보강하는 구조를 가진 인공위성용 어댑터에 관한 것이다.

도 3은 본 발명인 인공위성용 어댑터가 장착된 부분을 나타내는 개략도이고, 도 4는 본 발명의 어댑터를 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 5는 본 발명의 어댑터 하부 장착 구조를 나타내는 단면도이다.

본 발명인 인공위성용 어댑터가 장착된 인공위성은 위성체(100)에 장착된 3개의 플랫폼(200, 220, 240)과, 상기 3개의 플랫폼(200, 220, 240)을 연결하는 수직 로드 형상의 론저론(400)과, 상기 3개의 플랫폼(200, 220, 240) 중 하부 플랫폼(240) 및 론저론(400)의 하단과 결합되는 어댑터(120)를 포함하여 구성되며, 상기 론저론(400)의 하단과 어댑터(120)의 상면이 직접 접속한다.

따라서, 상기 론저론(400)으로 전달되는 하중을 어댑터(120)가 직접 받아주기 때문에 강성확보가 용이하다.

본 발명인 인공위성용 어댑터(120)는 발사체와의 접속부위인 어댑터(120) 하면의 직경은 고정되고, 상면의 직경은 위성체(100) 크기에 따라 변화되는 구조로, 상기 론저론(400)으로 전달되는 하중을 어댑터(120)가 직접 지지하기 때문에 강성확보가 용이하다.

상기 어댑터(120)의 구조를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 4와 같이 상 면(123)의 반경(OE)보다 하면(124)의 반경(OH)이 작게 형성되며, 상기 하면(124)의 크기는 고정하고 하면(124)과 상면(123) 사이의 경사각을 변형하여 상기 상면(123)의 크기는 위성체(100)의 크기에 따라서 가변적으로 마련된다.

따라서, 위성체(100)의 크기가 변하더라고 어댑터(120)를 장착할 수 있는 효과가 있다.

그리고 필요한 경우에는 상면(123)의 크기는 고정하고 하면(124)의 크기를 발사체(미도시)의 크기에 따라 가변적으로 마련할 수도 있다.

또한, 상기 어댑터(120)의 상면(123)과 하면(124) 사이의 경사 때문에 어댑터(120)에 가해지는 하중을 비스듬이 받아야 하므로, 이상적인 각도인 90도에서 벗어나 강성(stiffness) 및 강도(strength) 측면에서 효율이 약화되는데, 본 발명은 이러한 단점을 보강하기 위해서 도 4와 같이 발사체 접속 부위인 하면(124)(GH)을 하면(124)의 둘레(H)를 기준으로 어댑터(120) 중심 방향으로 형성함으로써 하면(124)의 최외각 둘레(H) 위치가 상면(123)의 최내각 둘레(E)와 최대한 90도에 가깝게 형성되도록 마련된다.

한편, 종래에는 어댑터와 발사체 사이의 결합이 용이하여 볼트 및 너트 체결방식을 사용하였으나, 본 발명에서는 어댑터(120)의 하면(124)과 발사체(미도시)의 어퍼마몬링(Upper Marmon Ring)(190)과의 결합부분에 접근이 어렵기 때문에 도 5와 같이 판너트(Nutplate)(152)를 사용함으로써 조립이 가능하도록 하였다.

상기 판너트(152)는 교체형을 사용하였는데, 그 이유는 기존의 고정형 판너 트는 조립도중 판너트(152)에 파손이 생기면, 판너트(152)를 고정시킨 리벳을 제거해야 하므로, 상기 리벳 제거 시에 어댑터(120)에 큰 손상을 줄 수 있기 때문이다.

도 6은 본 발명인 인공위성용 어댑터의 사시도이다.

도 6과 같이 상기 어댑터(120)의 상면(123)과 하면(124) 사이의 경사면에 강도 보강을 위해 다수의 리브(Rib)(128)가 마련된다.

상기와 같이 본 발명인 인공위성용 어댑터(120)는 어댑터(120)의 상면(123)의 직경이 가변형으로 형성되어 론저론(400)과 직접 결합되므로 론저론(400)으로 전달되는 하중을 직접 받아주기 때문에 하부 플랫폼(240)에 보강부재(embedded fitting)을 삽입할 필요가 없으며, 어댑터(120)의 상면(123)과 하면(124) 사이의 경사면에 강도 보강을 위해 다수의 리브(128)가 마련되어 강성 요구조건을 만족할 수 있다.

그리고 조립 및 제작의 원활성을 위해 교체형 판너트(152)를 사용함으로써 조립 및 보수작업이 용이한 효과가 있다.

이로 인해 위성체(100)의 구조적 안정성이 쉽게 확보될 뿐만 아니라, 제작공정의 단순화 및 제작시간의 단축이 가능한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따 라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 인공위성용 어댑터가 장착된 부분을 나타내는 개략도.

도 2는 종래 인공위성용 어댑터를 나타내는 단면도 및 사시도.

도 3은 본 발명인 인공위성용 어댑터가 장착된 부분을 나타내는 개략도.

도 4는 본 발명의 어댑터를 개략적으로 도시한 개략도.

도 5는 본 발명의 어댑터 하부 장착 구조를 나타내는 단면도.

도 6은 본 발명인 인공위성용 어댑터의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 위성체 120: 어댑터

200, 220, 240: 플랫폼 400: 론저론

Claims (8)

1. 어댑터의 상부와 하부 직경이 각각 다르게 마련되고,

   상기 상부와 하부 사이가 경사지며,

   상기 상부와 하부 사이의 경사면에 리브가 마련되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 하부를 기준으로 상기 경사를 이루는 경사각을 변형하여 상부의 직경이 상부에 결합되는 위성체의 형태에 따라 다양하게 마련되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터.
3. 위성체(100)에 장착된 플랫폼(200, 220, 240)과,

   상기 플랫폼(200, 220, 240)을 연결하는 수직 로드 형상의 론저론(400)과,

   상기 플랫폼(200, 220, 240) 중 하부 플랫폼(240) 및 론저론(400)의 하단과 결합되는 어댑터(120)

   를 포함하여 구성되는 인공위성에 사용되는 인공위성용 어댑터에 있어서,

   상기 론저론(400)의 하단과 어댑터(120)의 상면이 직접 접속하고,

   상기 어댑터(120)는 상면(123)의 반경(OE)보다 하면(124)의 반경(OH)이 작게 형성되며, 상기 하면(124)의 크기는 고정하고 하면(124)과 상면(123) 사이의 경사 각을 변형하여 상기 상면(123)의 크기는 위성체(100)의 크기에 따라서 가변적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 하면(124)(GH)은 하면(124)의 둘레(H)를 기준으로 어댑터(120) 중심 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

   상기 어댑터(120)의 상면(123)과 하면(124) 사이의 경사면에 리브(128)가 마련되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 어댑터(120)의 하면(124)과 발사체의 결합부분에 판너트(Nutplate)(152)가 사용되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 판너트(152)는 교체형이 사용되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터.
8. 위성체(100)에 장착된 플랫폼(200, 220, 240)과, 론저론(400)과, 어댑 터(120)를 포함하여 구성되는 인공위성에 사용되는 인공위성용 어댑터에 있어서,

   상기 어댑터(120)의 상면(123)과 하면(124) 사이의 경사면에 리브(128)가 마련되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 어댑터.

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