저궤도 우주환경에서 복합재료의 물성저하로 인한 태양전지판의 열적 뒤틀림 거동연구

Abstract

본 연구에서 다목적 실용위성의 태양전지판에 대한 임무수행 기간동안 열적 뒤틀림 해석을 수행하였다. 태양전지판의 모델링은 MSC/PATRAN을 사용하였으며 온도분포 및 열적 뒤틀림 해석은 상용프로그램인 ABAQUS를 사용하였다. 다목적 실용위성의 태양전지판은 알루미늄을 면재로 갖는 5개의 하니컴 샌드위치 패널로 이루어져있다. 온도분포 및 열적 뒤틀림 해석은 면재로 알루미늄을 사용한 경우와 준등방성 복합재료를 사용한 경우로 나누어 해석하였다. 그리고, 진공, 자외선, 열환경등과 같은 저궤도 우주환경인자들에 의해 야기되는 물성저하에 따른 준등방성 복합재료를 면재로 사용한 태양전지판의 열적 뒤틀림 거동을 평가하기 위해, 복합재료를 저궤도 우주환경 모사장비에서 노화시험을 수행하였다. 본 연구의 결과 태양전지판의 임무수행 기간동안 무게, 온도분포 그리고 열적 뒤틀림을 고려하였을 때 알루미늄을 면재로 사용하는 경우보다는 준등방성 복합재료를 사용하는 경우가 유리함을 알았다.