KR20220090383A - 점탄성 특성을 갖는 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 행성의 주위를 도는 위성체에 장착되는 전개형 태양전지판에 있어서, 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판 및 위성체와 태양전지판을 상호 연결시키는 요크를 포함하고, 요크는 위성체와 태양전지판을 연결하는 베이스의 양면에 보강부가 적층되어 태양전지판으로 전달되는 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판을 제안한다.

Description

점탄성 특성을 갖는 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판{Yoke using Viscoelastic Tape and Folding-type Solar Panels using the same}
본 발명은 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판에 관한 것으로, 특히 점탄성 특성을 갖는 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
지구 관측을 수행하는 인공위성은 한 궤도상에서 제한된 시간에 최대한 다양한 관측을 위해 빠른 기동과 빠른 자세 안정화를 필요로 한다. 위성의 기동성과 안정성을 향상 시키기 위해서는 구조물 경량화와 동시에 충분한 강성을 가지도록 설계해야 한다.
위성의 태양전지판은 위성체 외부에 장착되어 큰 관성모멘트를 가지기 때문에 자세제어에 큰 영향을 미치는 요인 중 하나인데, 또한 충분한 전력 면적을 확보하기 위해 적용하는 전개형 태양전지판의 경우는 발사 시 접어서 수납하였다가 발사 후 궤도상에서 전개되는데 그 과정에서 오는 발사 진동과 전개 시 발생하는 전개 충격을 견디기 위해 고강도 설계에 집중하기 때문에 경량화 설계가 어렵다. 한편, 최근 위성개발 추세가 소형/경량화임에 따라 기존 강성확보 설계기법은 대형 유연구조물에 진동이 발생하는 등의 한계가 있다.
본 발명의 실시예들은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 적층형 초탄성 형상기억합금을 적용하여 짧은 전개 안정화 시간을 필요로 하고. 모든 소형/경량 설계를 요구하는 분야에 무게와 크기가 커지지 않으면서 효율적으로 외부의 유입되는 외란(진동/충격)을 저감하는데 발명의 주된 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 본 발명은 행성의 주위를 도는 위성체에 장착되는 전개형 태양전지판에 있어서, 상기 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판 및 상기 위성체와 상기 태양전지판을 상호 연결시키는 요크를 포함하고, 상기 요크는 상기 위성체와 상기 태양전지판을 연결하는 베이스의 양면에 보강부가 적층되어 상기 태양전지판으로 전달되는 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판을 제안한다.
바람직하게는, 상기 요크는 초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 상기 보강부를 포함하고, 상기 보강부는, 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 및 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 보강부는 임계응력 이하의 미소 진동에 대한 진동감쇠를 위해 상기 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 이용하여 상기 구속층이 상기 베이스의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 요크는 상기 구속층 및 상기 감쇠층의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 요크는 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 상기 베이스의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 상기 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층과 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 사이의 마찰로 진동이 감쇠되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 베이스는 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 위성체와 상기 태양전지판을 상호 연결시키는 요크에 있어서, 상기 위성체의 일측 단부와 상기 태양전지판의 일측 단부를 연결하는 베이스 및 초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 포함하고, 상기 보강부는 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 및 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 포함하는 것을 특징으로 하는 요크를 제안한다.
바람직하게는, 상기 요크는 상기 구속층 및 상기 감쇠층의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시키고, 상기 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 이용하여 상기 구속층이 상기 베이스의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 요크는 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 상기 베이스의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 상기 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층과 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 사이의 마찰로 진동이 감쇠되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 요크는 상기 위성체와 상기 태양전지판을 연결하는 베이스의 양면에 보강부의 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 및 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층 적층 시 균일한 압력을 인가하여 균일한 접착을 가능하게 하는 적어도 하나의 접착 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 베이스 및 상기 구속층은 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 행성의 주위를 도는 태양 전지판 전개형 인공위성체에 의한 전개형 태양전지판 제조방법에 있어서, 베이스의 양면에 초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 안착시켜 요크를 생성하는 단계 및 행성의 주위를 도는 위성체 및 상기 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판을 상기 요크를 통해 상호 연결시키는 단계를 포함하고, 상기 요크를 생성하는 단계는 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층과 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 교차 적층하여 생성된 보강부를 상기 베이스에 안착시켜 요크를 생성하는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판 제조방법을 제안한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 태양전지판의 고댐핑 요크 인공위성의 경량화/소형화 개발 추세에 맞춰 태양전지판의 요구 강성을 최소화하여 경량화 설계가 가능한 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전개형 태양전지판에서 요크의 종류에 따른 실험 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명은 점탄성 특성을 갖는 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판에 관한 것이다.
지구 관측을 수행하는 인공위성은 한 궤도상에서 제한된 시간에 최대한 다양한 관측을 위해 빠른 기동과 빠른 자세 안정화를 필요로 한다. 위성의 기동성과 안정성을 향상시키기 위해서는 구조물 경량화와 동시에 충분한 강성을 가지도록 설계해야 한다. 위성의 태양전지판은 위성체 외부에 장착되어 큰 관성모멘트를 가지기 때문에 자세제어에 큰 영향을 미치는 요인 중 하나이다. 또한 충분한 전력 면적을 확보하기 위해 적용하는 전개형 태양전지판의 경우는 발사 시 접어서 수납하였다가 발사 후 궤도상에서 전개되는데 그 과정에서 오는 발사 진동과 전개 시 발생하는 전개 충격을 견디기 위해 고강도 설계에 집중하기 때문에 경량화 설계가 어렵다. 한편, 위성임무의 고도화에 따른 충분한 전력확보를 위해 태양전지판의 크기가 증가되는 추세로 이를 고기동 위성에 적용하기 위해서는 기존의 강성 확보를 통한 안정성 확보 설계에서 벗어나 대형 유연구조물에 발생하는 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있는 새로운 구조 설계의 필요성이 대두되고 있다.
종래의 일반적인 위성용 태양전지판의 구조 중 전개-고정식은 전개된 태양전지판을 위성체와 지지보로 고정하거나 패널 연결에 강성이 높은 힌지를 사용하는 등 전개강성을 높이는 설계로 영상촬영을 위한 자세안정화 시간이 짧아 고기동을 요구하는 광학위성에 널리 적용된다. 또한, 태양전지판 설계는 위성의 최소 요구강성을 만족하기 위해 지지보 적용 및 구조체의 강성 증가에 의존하고 있기 때문에 위성 경량화에 한계가 존재한다. 또한, 태양추적형 전개-회전식 태양전지판에는 기존의 지지보 적용이 불가하며, 태양전지판 회전 구동기로부터 발생하는 미소진동에 의한 태양전지판의 강체 진동이 고정밀 위성의 지향성능저하 원인으로 작용한다. 또한, 전력요구조건 만족을 위해 본체에 비해 비교적 크기가 큰 태양전지판을 장착하는 초소형위성의 경우 이러한 문제점은 더욱 극명해진다.
따라서, 상술한 문제를 해결하기 위해 전개형 태양전지판(10)은 고강성 고댐핑 요크(200)의 적용을 통한 진동 절연을 통해 소형/경량화 설계가 가능하며 유입되는 진동 조건 완화를 통해 저비용 개발이 가능할 수 있다.
전개형 태양전지판(10)은 태양전지판의 강성이 크고 안정화 시간이 짧아 고속 기동 방식의 정찰 위성의 태양전지판, 안테나 등의 전개 메커니즘 부위에 적용이 가능하며 짧은 안정화 시간으로 인해 동일 조건하에서 더 많은 영상 촬영이 가능한 장점을 갖는다.
전개형 태양전지판(10)은 태양전지판의 고댐핑 요크 인공위성의 경량화/소형화 개발 추세에 맞춰 태양전지판의 요구 강성을 최소화하여 경량화 설계가 가능하다.
전개형 태양전지판(10)은 진동저감 특성을 이용한 기계 기술로서, 우주 분야를 비롯한 항공, 지상 플랫폼 등 방산 및 민수 전 분야에 폭넓게 활용 가능하며, 특히 높은 구조 강성을 가지면서 짧은 전개 안정화 시간을 필요로 하는 전개 구동부에서 이용이 가능하다.
또한, 전개형 태양전지판(10)은 모든 소형/경량 설계를 요구하는 분야에 무게와 크기가 커지지 않으면서 효율적으로 외부의 유입되는 외란(진동/충격)을 저감하여 필요 강성을 최소화하는 용도로 사용할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전개형 태양전지판(10)은 위성체(100), 요크(200) 및 태양전지판(300)을 포함한다. 여기서, 요크(200)는 베이스(210), 구속층(222) 및 감쇠층(224)을 포함한다. 전개형 태양전지판(10)은 도 1 내지 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 태양전지판과 요크가 조립된 제1 형상 및 요크의 부분 확대도를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크가 조립된 제2 형상 및 요크의 부분 확대도를 나타내는 예시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판(10)은 태양전지판(300)과 위성체(100)를 연결하는 구조 인터페이스인 요크(200)에 댐핑 능력을 향상시켜 외부에서 입력되는 환경 진동에 의해 태양전지판 파손 및 댐핑 능력을 향상시켜 외부에서 입력되는 환경 진동에 의한 태양전지판 파손 및 위성의 기동성능 저하 등을 해결할 수 있다.
위성체(100)는 행성의 주위를 돌 수 있다. 구체적으로, 위성체(100)는 지구 따위의 행성 둘레를 돌도록 쏘아 올린 인공의 장치로서, 인공적으로 행성의 주위를 돌도록 배치한 것이다.
위성체(100)는 고도에 맞는 적절한 속도를 유지함으로써 지상으로 낙하하지 않고 행성 주위를 공전하는 궤도 상에 머무를 수 있으며, 지상으로 낙하하거나 행성의 중력권을 벗어나 우주공간으로 튕겨 나가지 않고 공전운동을 지속해야 한다.
태양전지판(300)은 위성체(100)의 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.
요크(200)는 위성체(100)와 태양전지판(300)을 상호 연결시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 요크(200)와 태양전지판(300)은 전지 연결 인터페이스(410, 420)에 의해 서로 연결되며, 단순 기계적 구조로 연결될 수 있으며, 도시한 바에 한정되지 않는다.
도 3을 참조하면, 요크(200)와 태양전지판(300)은 도 2와 같은 별도의 연결 인터페이스 없이 나사 체결 방식에 의해 서로 연결될 수 있다. 여기서, 요크(200)는 태양전지판(300)과 연결되는 부분에 적어도 2개의 홀이 형성될 수 있으며, 홀은 태양전지판(300)에 형성되는 홀과 서로 대응되는 부분에 형성되어 나사 체결 방식을 통해 고정되도록 형성될 수 있다.
형상 기억 합금과 점탄성 효과를 활용한 고댐핑 적층형 구조의 요크(200)는 진동 안정화 시간이 짧고 전개 메커니즘의 제어가 용이한 기계적 특성을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판(10)은 베이스(210)의 물성에 댐핑 능력을 향상시키기 위해 일반 금속에 비해 진동감쇠성능 및 탄성특성이 뛰어난 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형 태양전지판(10)은 요크(200) 자체의 댐핑 능력을 향상시키기 위해 요크(200)의 양면에 요크(200)과 동일소재의 구속층(222)을 점탄성 테이프로 적층한 형태의 감쇠층(224)을 적용하였다.
또한, 전개형 태양전지판(10)은 요크(200) 제작 시 단순한 제작 공정과 저렴한 단가로 종래의 금속 보강재 보다 뛰어난 진동 저감 성능을 갖고 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
요크(200)는 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결하는 베이스(210)의 양면에 보강부(220)가 적층되어 태양전지판(300)으로 전달되는 진동을 감쇠시킬 수 있다.
요크(200)는 초탄성 효과를 갖는 베이스(210)와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부(220)를 포함할 수 있다.
베이스(210)는 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결할 수 있다. 베이스(210)는 구조물로 구현될 수 있다.
구조물(210)은 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조물(210)은 충분한 강성을 지니면서 초탄성 효과를 갖는 합금으로 형성될 수 있으므로, 단독으로도 임계 변형률 이상의 절연효과를 가질 수 있다.
구조물(210)은 SMA의 임계응력을 상회하는 대변위에 대해 댐핑효과가 발생하므로 임계응력 이하의 미소진동에 댐핑을 위해서는 점탄성 테이프를 이용한 SMA 재질의 구속층(222)을 적층한 적층체를 양면에 결합될 수 있다. 구체적으로, 요크(200)에 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 SMA의 임계응력 이상의 대변위일 경우 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하며 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 임계응력 이하의 소변위는 점탄성 양면테이프로 구현되는 감쇠층(224)과 SMA 박판으로 구현되는 구속층(222)의 적층체 사이의 마찰로 진동감쇠가 가능할 수 있다. 여기서, 점탄성 테이프는 점탄성 재질을 가지며, 적층되는 SMA 박판으로 구현되는 구속층(222)을 접착할 수 있는 다양한 소재일 수 있다.
임계응력은 물체가 파괴되지 아니하고 견딜 수 있는 최대의 변형력을 나타낸다. 굽힘 거동은 어떠한 힘이 가해질 때 작용하는 힘으로서, 진동이 발생함에 따라 작용하는 힘을 나타낼 수 있다.
또한, 대변위는 물체가 위치를 바꾸는 변위가 큰 것을 의미하여 임계응력 이상일 경우를 나타낼 수 있고, 소변위는 물체가 위치를 바꾸는 변위가 작은 것을 의미하여 임계응력 이하일 경우를 나타낼 수 있다.
상변화는 어떤 물질이 온도와 압력에 따라 서로 다른 상태를 나타내는 것을 나타낼 수 있다.
보강부(220)는 점탄성 특성을 지신 감쇠층(222)을 적층하면서 여러 층이 마찰에 의한 절연 효과로, 미소변형에 집중한 절연기능을 가질 수 있다. 이때, 구속층(222)과 감쇠층(224) 각각의 재질은 각 목적에 맞는 기능을 가진 모든 재질일 수 있으며, 두께와 사이즈 또한 제한이 없이 구현될 수 있다.
구속층(222)과 감쇠층(224)은 적층되는 개수에 따라 요크(200)의 강성과 댐핑 능력이 상승하며, 필요에 따라 적층 수를 조절하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 점탄성 특성을 갖는 요크(200)는 따른 적층형 초탄성 형상기억합금(SMA)을 적용하였으며, 초탄성 효과를 갖는 SMA 재질의 구조물(210)과 구조물(210)과 동일재질의 구속층(222)을 점탄성 효과를 지닌 감쇠층(224)을 이용하여 적층하는 적층체이다. 여기서, 구속층(222)은 박판 적층체로 구현될 수 있고, 감쇠층(224)은 점탄성 테이프로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 점탄성 특성을 갖는 요크(200)는 SMA를 단독으로 적용 시, 임계응력을 상회하는 대변위가 발생해야 상변화에 의한 댐핑효과를 기대할 수 있으므로 임계응력 이하의 미소진동에 대한 진동감쇠를 위해 SMA 재질의 요크 주 구조물(210)의 양면에 점탄성 테이프를 이용하여 SMA재질의 박판을 적층할 수 있다. 여기서, 박판은 구속층(222)을 나타낼 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 보강부(220)는 구속층(222) 및 감쇠층(224)을 포함한다. 보강부(220)는 도 2 및 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
보강부(220)는 구조물(210)의 양면에 적층되며, 구조물(210)로 전달되는 진동을 감쇠시킴에 따라 태양전지판(300)으로 전달되는 진동을 감쇠시킬 수 있다.
보강부(220)는 구속층(222) 및 감쇠층(224)이 복수 개로 적층될 수 있으며, 감쇠층(224)과 구속층(210)이 교차 적층되어 고정될 수 있다.
보강부(220)는 점탄성 특성으로 구현된 고댐핑 능력을 가지며, 위성체(100)가 진동 환경에서 진동을 감쇠시켜 태양전지판(300)의 파손 및 위성체(100)의 기동성능 저하 등을 해결할 수 있다.
보강부(220)는 구조물(210)에 전달되는 진동을 소산할 수 있는 댐핑 능력을 가지는 다양한 점탄성 재질의 구조체일 수 있다. 여기서, 댐핑은 진동을 감쇠하는 능력으로, 구조물(210)로 전달되는 진동에너지를 산일화 함으로써 진동을 저감할 수 있다.
보강부(220)는 임계응력 이하의 미소 진동에 대한 진동감쇠를 위해 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층(224)을 이용하여 구속층(222)이 구조물(210)의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강부(220)의 적층된 박판의 두께는 수mm 이하로 종래의 금속 보강재 대비 중량/부피 증가 최소화가 가능한 장점을 통해 우주, 항공 탑재 전자 장비의 소형/경량화 구현 가능하다. 여기서, 적층된 박판은 구속층(222) 및 감쇠층(224)이다.
구속층(222)은 구조물(210)과 동일한 소재로 구성될 수 있다. 이는 구조물(210)과 구속층(222)이 동일한 소재로 구성됨에 따라 각각에 전달되는 진동 주파수의 성질이 동일하게 형성되어 효과적으로 진동을 감쇠시킬 수 있다. 여기서, 구조물(210)은 가볍고 얇은 두께로 저렴하게 제작이 가능하며, 구조물(210)과 동일한 소재로 구현되는 구속층(222) 또한 가볍고 얇은 두께로 저렴하게 제작이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조물(210)과 구속층(222)은 유리섬유와 에폭시로 만들어진 재료의 FR-4로 구현되는 것이 바람직하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구속층(222)은 구조물(210)과 다른 재질로 구현될 수 있으며, 고댐핑 구현을 위해 구조물(210)의 굽힘거동이 충분히 필요할 수 있다. 이에 따라, 구속층(222)은 고강성 재질로 사용될 경우, 효과가 극히 줄어들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구속층(222)은 최대한 얇은 층으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 보강부(220)는 최대한 얇게 형성된 구속층(222)을 감쇠층(224)을 통해 여러층 본딩할 수 있으며, 같은 두께라도 더 많은 구속층(222)을 적층할 수 있도록 구속층(222)은 최대한 얇은 층으로 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
감쇠층(224)은 점탄성 특성을 형성할 수 있다. 또한, 감쇠층(224)은 점탄성 테이프로 구현될 수 있다. 여기서, 점탄성 테이프는 감쇠층(224)이며, 물체에 힘을 가했을 때 액체로서의 성질과 고체로서의 성질이 동시에 나타나는 현상의 테이프를 나타낼 수 있다.
점탄성 테이프는 점탄성 재질을 가지며, 적층되는 구속층(222)을 접착할 수 있는 다양한 소재일 수 있다. 바람직하게는, 점탄성 테이프는 높은 접착력, 내열도, 내습성, 내용제성 등이 필요한 다양한 재질에 사용되는 3M966으로 구현되는 것이 바람직하다. 여기서, 3M966 테이프는 상술한 성질 이외에 우주 적용 기준의 탈기체(Outgassing) 특성을 만족하고, 우주 임무 적용 실적(Space Heritage)이 있는 제품으로서, 우주용으로 사용하기 위해서는 탈기체 기준을 반드시 만족시켜야 할 수 있다.
따라서, 전개형 태양전지판(10)의 요크(200)는 복수 개 적층하여 보강부(220)가 점탄성 특성을 가지는 테이프로 구조물(210)을 연결하여, 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 점탄성 양면테이프와 구조물(210)의 마찰로 인해 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있다.
요크(200)는 구속층(222) 및 감쇠층(224)의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구속층(222) 및 감쇠층(224)의 적층 수는 전개형 태양전지판(10) 또는 요크(200)가 사용되는 환경 및 필요에 따라 변화할 수 있다.
구속층(222) 및 감쇠층(224)은 적층되는 개수에 따라 요크(200)의 강성과 댐핑 능력이 상승하며, 필요에 따라 구속층(222)과 감쇠층(224)의 개수를 조절하여 사용할 수 있다.
요크(200)는 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 구조물(210)의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층(224)과 구조물(210)과 동일한 소재로 구성되는 구속층(222) 사이의 마찰로 진동이 감쇠될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형 태양전지판(10)의 요크(200)는 보강부(220)의 적층 수의 증가에 따라 요크(200)의 댐핑 성능이 향상되며, 필요에 따라 적층 수를 조절하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강부(200)의 형태는 마찰에 의해 구현되는 고댐핑 특성으로 구조물(210)의 진동을 완화시킴과 동시에 중량 및 부피를 최소화하기 위해 도 3과 같이 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형 태양전지판(10)의 요크(200)는 구조물(210)과 구속층(222)을 감쇠층(224)을 통해 연결하여 고정시킬 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2를 참조하면, 요크(200)는 다각 형태로 형성되어 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결할 수 있다. 이때, 요크(200)는 일체형의 다각 형태로 형성되며, 위성체(100)와 연결되는 부분에 일 부분과 마주보는 변에서 태양전지판(300)과 연결될 수 있다. 이때, 요크(200)는 태양전지판(300)과 전지 연결 인터페이스(410, 420)를 통해 연결되며, 위성체(100)와 위성 연결 인터페이스(430)를 통해 연결될 수 있다.
또한, 전개형 태양전지판(10)은 위성체(100), 요크(200) 및 태양전지판(300)으로 둘러싸인 빈 공간이 형성될 수 있다. 이때, 빈 공간은 다각 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 육각 형태의 빈 공간이 형성되며, 도 3에서는 사각 형태의 빈 공간이 형성될 수 있다. 여기서, 빈 공간은 요크(200)의 무게를 줄이면서도 요구하는 강성이 낮아 불필요한 질량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 요크(200)는 태양전지판(300)과 폭 방향의 양 단에서 연결되며, 위성체(100)와는 일단에서 연결될 수 있다. 이는 태양전지판(300)은 얇고 면적이 커 중앙이나 또는 한쪽에만 고정하게 될 경우, 모멘트가 발생할 수 있다. 구체적으로, 요크(200)가 태양전지판(300)의 중심과 위성체(100)와 연결되거나, 또는 태양전지판(300)의 폭 방향으로 일 단에 치우쳐 한쪽에만 고정하고 위성체(100)와 연결되는 경우, 진동 유입 시 벤딩 형태의 모멘트가 발생하게 되는 문제가 있으며, 이를 방지하기 위해 본 발명은 요크(200)가 태양전지판(300)의 폭 방향의 양 측면과 위성체(100)의 일면을 연결할 수 있다.
도 3을 참조하면, 요크(200)는 제1 요크(202) 및 제2 요크(204)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 요크 연결부(404)를 통해 서로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 각각이 사각 형태로 형성되어 일단에서 요크 연결부(404)와 나사 체결 방식으로 결합되며, 서로 같은 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 요크 연결부(404)는 위성체(100)와 위성 연결부(402)를 통해 연결될 수 있다.
위성 연결부(402)는 요크 연결부(404)의 일측면에서 연결되며, 위성체(100)와 연결되는 부분은 위성체(100)의 형상에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 각각 요크 연결부(404)와 태양전지판(300)과 조립 시 다각 형태를 형성하도록 고정될 수 있다. 예를 들어, 요크(200)는 위성체(100)와 태양전지판(300) 사이에 위치하고, 태양전지판(300)의 중심 부분과 대응되도록 위치하는 요크 연결부(404)를 중심으로 양측면에 각각 제1 요크(202)와 제2 요크(204)가 조립되도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 태양전지판(300)의 중심에 대응되는 위치에 형성되는 요크 연결부(404)와 일 측면에 각각 연결되고, 반대 측면은 태양전지판(300)의 폭 방향의 양 끝에 각각 연결될 수 있다. 따라서, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 다각 형태를 형성하도록 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결할 수 있다.
기존의 일체형 단일 재질의 요크에 비해 최소한의 강성유지를 위해 일정 두께 이상을 유지하여야 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 요크(200)는 댐핑 효과가 커 큰 강성을 요구하지 않아 얇게 조립하여 사용할 수 있으며, 요크(200)를 일체형으로 사용하는 것에 반해 제1 요크(202)와 제2 요크(204)로 분리하여 사용함에 따라 댐핑 효과를 극대화할 수 있다.
따라서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 요크(200)는 베이스(210), 구속층(222) 및 감쇠층(224)이 서로 적층된 구조로 형성되어 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결하며, 다각 형태로 형성되도록 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 전개형 태양전지판의 제조방법은 전개형 태양전지판을 제조하기 위해 수행되며, 전개형 태양전지판에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
점탄성 특성을 이용한 고댐핑 적층형 인쇄회로기판의 제조방법은 구조물의 양면에 초탄성 효과를 갖는 구조물과 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 안착시켜 요크를 생성하는 단계(S410) 및 행성의 주위를 도는 위성체 및 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판을 요크를 통해 상호 연결시키는 단계(S420)를 포함한다.
구조물의 양면에 초탄성 효과를 갖는 구조물과 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 안착시켜 요크를 생성하는 단계(S510)는 구조물과 동일한 소재로 구성되는 구속층과 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 교차 적층하여 생성된 보강부를 구조물에 안착시켜 요크를 생성할 수 있다.
도 4에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 개재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전개형 태양전지판에서 요크의 종류에 따른 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크의 보강부의 적층수에 따른 제2 시험결과를 도출하기 위한 시험 구성을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 가진기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 요크 특성 시험의 구성은 요크(200)와 태양전지판(300)으로 이루어지며, 시험을 위한, 중력 보상 장치(20), 변위 센서(21), 비접촉 진동 여진기(22), 전력 증폭기(23), 함수 발생기(24), 오실로스코프(25), 전원 공급기(26) 및 프로세서(28)를 포함한다. 요크 특성 시험의 구성은 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
중력 보상 장치(0g Compensation Device)(20)는 우주의 중력인 0g를 보상하기 위한 장치로서, 우주와 같은 환경에서 실험이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
변위 센서(Displacement Sensor)(21)는 물체가 이동한 거리 또는 위치를 계측할 수 있다.
비접촉 가진기(Noncontact Vibration Exciter)(22)는 비접촉으로 진동을 생성할 수 있다.
전력 증폭기(Power Amplifier)(23)는 전력을 공급할 수 있다.
함수 발생기(Function Generator)(24)는 임의의 파형을 갖는 주파수를 발생시킬 수 있다.
오실로스코프(Oscilloscope)(25)는 입력 전압의 변화를 출력할 수 있으며, 변화를 관찰할 수 있도록 변화를 보여줄 수 있다.
전원 공급기(Power Supply)(26)는 실험을 동작하는데 필요한 전압과 전류를 공급할 수 있다.
프로세서(28)는 실험 결과를 전달 받아 실험 결과를 제공하며, 실험 결과를 계산한 결과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(28)는 PC로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 비접촉 가진기(Noncontact Vibration Exciter)(22)는 영구 자석(Permanent Magnet)(27)과 솔레노이드 코일(Solenoid coil)(29)을 포함한다.
영구 자석(Permanent Magnet)(27)은 강한 자화 상태를 오래 보존하는 자석을 나타낸다.
솔레노이드 코일(Solenoid coil)(29)은 균일하게 감은 긴 원통 모양의 코일을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 특성 시험을 위한 요크들을 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)는 알루미늄 재질로 이루어진 제1 요크를 나타내고, 도 7의 (b)는 SMA 재질로 이루어진 요크이며, 도 7의 (c)는 여러층을 형성하는 SMA 재질로 이루어진 요크이고, 도 7의 (d)는 제1 요크, 제2 요크 및 제3 요크의 제원을 나타낸다.
요크 특성 시험은 요크의 재료별로 이루어질 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 요크는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있고, 제2 요크는 초탄성 효과를 갖는 SMA 재질로 이루어질 수 있으며, 제3 요크는 여러층을 형성하는 초탄성 효과를 갖는 SMA 재질로 이루어질 수 있다.
도 7의 (d)를 참조하면, 제1 요크는 알루미늄으로 이루어져 있으며, 0층으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 요크는 1.1 mm의 두께(Thickness)로 형성될 수 있으며, 249 X 249 X 1.1 mm 의 치수(Dimension)로 형성될 수 있다. 이는 이하 실험에 사용되는 예시일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 요크는 초탄성 SMA로 이루어져 있으며, 0층으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 요크는 1.5 mm의 두께(Thickness)로 형성될 수 있으며, 249 X 249 X 1.5 mm 의 치수(Dimension)로 형성될 수 있다. 이는 이하 실험에 사용되는 예시일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 요크는 구속층(222)과 유리섬유와 에폭시로 만들어진 재료의 FR-4로 또는 유리섬유와 에폭시로 만들어진 재료의 FR-4와 초탄성 SMA로 형성되며, 2층, 4층 또는 6층으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 요크는 각각 층별로 2.1 mm, 2.7 mm, 3.1 mm의 두께(Thickness)로 형성될 수 있으며, 249 X 249 X 1.5 mm 의 치수(Dimension)로 형성될 수 있다. 이는 이하 실험에 사용되는 예시일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7에 나타내는 요크는 이하의 요크 특성 시험을 위한 일 실시예일뿐 이에 한정되어 형성되는 것은 아니다.
요크 특성 시험은 자유 감쇠 시험, Sine Sweep 시험, 온도 시험을 수행한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유감쇠 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 따른 변위(Displacement)를 나타내는 도면이고, 도 8의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 변위(Initial Displacement)에 따른 댐핑 비율(Damping Ratio)을 나타내는 도면이다.
자유 감쇠 시험은 1 cm ~ 4 cm의 변위인가 조건을 가진다.
도 8을 참고하면, 자유 감쇠 시험은 제1 요크, 제2 요크 및 제3 요크 별 자유감쇠시험의 결과로서, 알루미늄을 적용한 요크 대비 SMA를 적용한 요크의 적층 수가 증가함에 따라 댐핑 성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 4cm 변위 인가조건을 기준으로 제3 요크(6층으로 적층된)의 경우, 제1 요크에 비해 감쇠비가 약 4.6배 향상됨을 확인할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 Sine Sweep 시험 결과를 나타내는 도면이다.
Sine Sweep 시험은 특정 주파수 영역을 주어진 진폭에 따라 가진주파수를 증가 또는 감소시켜가며 수행하는 시험을 나타낸다.
Sine Sweep 시험은 1Hz ~ 15Hz의 주파수 인가 조건을 가진다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 Sine Sweep 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 따른 변위(Displacement)를 나타내는 도면이고, 도 9의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수(Frequency)에 따른 변위(Displacement)를 나타내는 도면이다.
도 9를 참고하면, 제1 Sine Sweep 시험은 제2 요크 대비 제3 요크의 적층 수가 증가함에 따라 1차와 2차 모드 모두 변위가 감소함을 확인할 수 있다.
특히, 2차 모드인 경우, 제3 요크(6층으로 적층된)가 제2 요크(0층으로 적층된)에 비해 변위가 약 6.8배까지 감소함을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 Sine Sweep 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 10의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크의 타입에 따른 모달 주파수(Modal Frequency)를 나타내는 도면이고, 도 10의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크의 타입에 따른 모달 댐핑(Modal Damping)를 나타내는 도면이다.
모달(Modal)은 그 어떤 'mode'를 따른다는 의미이다.
도 10을 참고하면, 적층 수가 증가함에 따라 모달 주파수(Modal Frequency)와 모달 댐핑(Modal Damping)의 값이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
특히, 2차 모드의 경우, 제3 요크(6층으로 적층된)가 제2 요크(0층으로 적층된)에 비해 모달 댐핑(Modal Damping)의 값이 약 10배 향상되는 것을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 시험 결과를 나타내는 도면이다.
온도 시험은 -25℃ ~ 55℃의 온도 조건과 4 cm의 변위인가 조건을 가진다.
도 11을 참고하면, 점탄성 소재 및 초탄성 형상기억합금(SMA)의 특성상 온도에 따른 특성 변화가 다소 관찰되나, 6층 적층 조건의 감쇠비는 모든 시험 온도에서 2층 적층 조건 대비 약 1.6배 이상임을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 초탄성 SMA 적층형 요크 구조가 태양전지판에 대한 탄성 모드에 대한 진동저감 성능에 있어서, 효과적임을 실험(자유감쇠. Sine Sweep, 온도 시험)적으로 입증할 수 있다.
또한, 전개형 태양전지판(10)은 일반 금속 재질(Al) 적용 요크 대비 동일한 변위 조건에서 고댐핑 특성이 구현되는 것을 확인할 수 있고, Sine Sweep 결과로부터 태양전지판의 2차 모드에 대하여 뛰어난 감쇠 특성이 관찰될 수 있으며, 온도 시험 결과로부터 적층 수 증가에 따라 동일 온도 범위 내에서 더 높은 댐핑 성능이 구현됨을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 전개형 태양전지판
100: 위성체
200: 요크
210: 베이스
220: 보강부
222: 구속층
224: 감쇠층
300: 태양전지판

Claims (13)

  1. 행성의 주위를 도는 위성체에 장착되는 전개형 태양전지판에 있어서,
    상기 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판; 및
    상기 위성체와 상기 태양전지판을 상호 연결시키는 요크를 포함하고,
    상기 요크는 상기 위성체와 상기 태양전지판을 연결하는 베이스의 양면에 보강부가 적층되어 상기 태양전지판으로 전달되는 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요크는,
    초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 상기 보강부를 포함하고,
    상기 보강부는,
    상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층; 및
    점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보강부는,
    임계응력 이하의 미소 진동에 대한 진동감쇠를 위해 상기 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 이용하여 상기 구속층이 상기 베이스의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 요크는,
    상기 구속층 및 상기 감쇠층의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 요크는,
    진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 상기 베이스의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며,
    상기 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층과 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 사이의 마찰로 진동이 감쇠되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 요크는,
    상기 태양전지판의 중심과 대응되는 위치에서 상기 위성체와 연결되고, 상기 태양전지판의 폭 방향의 양 끝단에서 상기 태양전지판과 연결되며,
    상기 위성체, 상기 요크 및 상기 태양전지판으로 둘러싸인 빈 공간을 형성하며,
    상기 빈 공간은 다각형의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 요크는,
    상기 태양전지판의 중심과 대응되는 위치에서 상기 위성체와 연결되는 요크 연결부의 양 측면에 각각 연결되는 제1 요크 및 제2 요크를 포함하고,
    상기 제1 요크 및 상기 제2 요크는 상기 태양전지판의 폭 방향의 양 끝단에서 상기 태양전지판과 연결되며, 상기 태양전지판과 상기 요크 연결부와 서로 나사 체결 방식으로 조립되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는,
    초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  9. 위성체와 태양전지판을 상호 연결시키는 요크에 있어서,
    상기 위성체의 일측 단부와 상기 태양전지판의 일측 단부를 연결하는 베이스; 및
    초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 포함하고,
    상기 보강부는, 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층; 및 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 포함하는 것을 특징으로 하는 요크.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 요크는,
    상기 구속층 및 상기 감쇠층의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시키고, 상기 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 이용하여 상기 구속층이 상기 베이스의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정되며,
    상기 베이스 및 상기 구속층은 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 요크.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 요크는,
    진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 상기 베이스의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 상기 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층과 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 사이의 마찰로 진동이 감쇠되는 것을 특징으로 하는 요크.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 요크는,
    상기 태양전지판의 중심과 대응되는 위치에서 상기 위성체와 연결되고, 상기 태양전지판의 폭 방향의 양 끝단에서 상기 태양전지판과 연결되며,
    상기 위성체, 상기 요크 및 상기 태양전지판으로 둘러싸인 빈 공간을 형성하며,
    상기 빈 공간은 다각형의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
  13. 행성의 주위를 도는 태양 전지판 전개형 인공위성체에 의한 전개형 태양전지판 제조방법에 있어서,
    베이스의 양면에 초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 안착시켜 요크를 생성하는 단계; 및
    행성의 주위를 도는 위성체 및 상기 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판을 상기 요크를 통해 상호 연결시키는 단계를 포함하고,
    상기 요크를 생성하는 단계는 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층과 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 교차 적층하여 생성된 보강부를 상기 베이스에 안착시켜 요크를 생성하는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판 제조방법.
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