고장형태 및 영향분석(FMEA)을 통한 공중발사 로켓 신뢰성 설계

김진호 건국대학교 대학원 2008 국내석사

High reliability of the system. has required as considering from customer's standpoint since it requires that the system developing in these modern days should have high. performance and multi-function, As the system is various and complicated in respect of size, quality, cost as. well as performance by customer's gradual requirement, the reliability plays an important part as a variable of the: system design about whether the system Operates normally during mission time of the system under given environment conditions or not. In this study, FMEA is performed in order to design air-launching rocket, Mirinaeli considering the reliability. A series of the reliability design process of Mirinae a proceeds step by step.14 stages and the design of MirinaeII is completed to satisfy reliability efficiency more than target reliability. Research objectives consist in designing MirinaelI In order that MirinaeII which is composed of 3-stage rockets can put 7.5kg nano-satellite: into 7tltikm by 700km circular orbit. For. these objectives, the reliability design procedure of Mirinaell was established in order. that the peculiar function of the system cab be fulfilled without difficulty for 464 seconds under the atmosphere per each stage rocket, The reliability requirement was established to decide the target reliability of Mirinae11, and also mission and environment was defined about each stage i dcet Moreover, the list as WBS was drawn up about Mirinae Il and RBD was. established to grasp the reliability structure EPRD/NPRD was used to determine components or parts which are composed of Mirinaell and the reliability of Mirinaell was predicted by MII-HD13IC-217 using the exponential distribution model assuming as the useful life term. The target reliability was determined more than 92.1% on the basis of launch success rate of the only commercial air-launching rocket, Pegasus rocket FMEA, in which is listed the potential failure modes of the system, failure effects having influence on the system, and failure causes of the system, was performed to satisfy the target reliability. RPN(Risk Priority Number). of components which are composed of Mirinaef was calculated according to the rank of severity, occurrence, and detectability which is FMEA. decision standard, and then risk priority order was judged from RPN. As a result of risk priority order, high risk components per each stage rocket were determined, so components to be replaced within category of functional conditions chosen in initial baseline parts selection could be distinguished in order to satisfy function and relationship among the components. Finally, alternative components for the reliability of Mfrinaell to satisfy the target reliability were selected considering reliability efficiency. The reliability. of Mirinaell replacing components could improve the baseline reliability, 87.6% into 92.4%. The reliability by design modification. due to the reliability design procedure is satisfied with more than the target reliability sufficiently, so the possibility is verified that MirinaeI[ pins the nano-satellite into the target orbit safely. 헌대에 개발되는 시스템은 고성능, 다기능이 요구되며 그 요구가 수요자 관점에서 볼 때 고신뢰성이 한층 요구되고 있다. 이러한 수요자의 점증적인 요구에 따른 시스템의 다양성과 복잡성으로 인하여 시스템의 임무시간 동안 규정의 환경조건 하에서 정상작동 하는지에 관한 신뢰성이 시대적 추이를 볼 때 시스템 설계의 중요한 변수로 작용하고 있다고 해도 과언이 아니다. 본 연구에서는 신뢰성을 고려하여 공중발사 로켓, 미리내II를 설계하기 위하여 고장형태 및 영향분석(FMEA)을 수행하였다. 이러한 산뢰성 설계의 일련의 과정은 14단계를 거쳐 목표 신뢰도 이상의 신뢰성 효율을 만족하도록 미리내II 설계를 완성하였다. 연구목적은 3단 로켓으로 이루어진 미리내II가 7.5kg의 극소형 위성을 목표 궤도 700km*700km 원궤도까지 진입 가능하도록 설계하는 데 있다. 이를 위하여 단 별 로켓마다 대기권의 환경 하에서 임무시간 464초 동안 시스템 고유의 기능을 원활히 수행할 수 있도록 미리내II에 관한 신뢰성 설계 절차를 확립하였다. 미리내II를 Level 6까지 WBS(Work Breakdown Structure)로 목록화 하였으며, 신뢰성 구조를 파악하기 위하여 RBD(Reliability Block Diagram)을 정립하였다. 미리내II를 구성하는 구성품 및 부품을 선정하기 위하여 EPRD/NPRD 규격서를 이용하였으며, 유효수명 기간으로 가정한 지수 분포 모델을 이용하여 MIL-HDBK-217 신뢰성 기법으로 미리내II의 신뢰도를 예측하였다. 유일한 상용 공중발사 로켓인 Pegasus 로켓의 발사 성공률을 기반으로 하여 목표 신뢰도를 92.1% 이상으로 선정하였으며 이러한 조건을 만족하기 위하여 시스템의 잠재적인 고장 형태와 시스템에 미치는 영향 및 원인을 도표화 하는 FMEA를 수행하였다. FMEA 판정기준인 심각도, 발생도, 검출도의 등급에 따라 미리내II를 구성하고 있는 구성품들의 RPN(Risk Priority Number)을 계산하여 위험도 우선 순위를 판단하였다. 그 결과 단 별 로켓마다의 위험도가 높은 구성품들을 선정하였으며, 구성품의 기능성 및 관련성을 만족하도록 초기 부품 선정에서 선택된 기능조건의 범주 내에서 교체해야 할 구성품들을 선별하였다. 최종적으로 신뢰성 효율을 고려하여 미리내II의 신뢰도가 목표 신뢰도를 만족하도록 교체 대상의 구성품들을 선택하였다. 선택된 구성품들을 교체한 미리내II의 신뢰도는 기준형상 87.6%dptj 92.4%로 향상시킬 수 있었다. 신뢰성 설계 절차에 따른 설계수정에 의한 신뢰도는 목표 신뢰도 이상을 충분히 만족하였으며, 이 결과를 토대로 미리내II가 극소형 위성을 목표 궤도까지 안전하게 진입시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.

거문고 합주곡 <미리내>의 분석

박영실 용인대학교 2001 국내석사

본 고는 1999년 6월 25일 국립국악원에서 주최한 ‘거문고 역사축제’의 국립국악원 위촉곡인 정대석 작곡의 거문고 합주곡 <미리내>의 전체적인 음악구조를 분석함으로써, 정대석 작품중에서 독주곡과 중주곡에서 보여지지 않았던 합주곡의 특징을 살펴보고, 또한 작곡자의 독특한 작곡기법이 거문고 창작음악에 미친 영향을 알아보는데 그 목적을 두고 있다. 연구방법은 <미리내>에서 사용된 조현법과 음계를 분석하고, 각 악장별로 나누어 형식, 선율, 리듬, 연주법을 중심으로 분석하였으며 결과는 다음과 같다. 첫째, 조현법은 기존의 전통음악과 정대석 작품의 거문고 독주곡과 중주곡에서 사용된 조현법과는 다른 독특한 조현법 즉, 기존안족의 1/3크기로 축소 제작된 보조안족을 현침과 기존 안족사이에 얹어 현 하나에 2-3개의 음을 얻음으로써 새롭고 다양한 음색 및 연주법의 개발을 가져왔다. 둘째, 음계는 제1악장과 제2악장 모두 F(□)음을 중심음으로 하는 F(□□) - G(□□) - A^b(□□) - B^b(□□) - C(□□) - e^b(黃)의 6음음계이다. 셋째, 형식을 보면 제1악장「개밥바라기」는 도입부 + A(a+b+a') + B(연결구① + c + 연결구② + d + 연결구③ + e) + A'(a) + Coda로 구성되어 있으며, 제2악장「미리내」는 도입부 + A(a+a'+b) + B(연결구 + c + d + e) + A'(a+a'+b) + Coda로 구성되어 있는 A - B - A'의 3부분 형식으로 이루어져 있다. 넷째, 선율은 대부분 4마디를 기본으로 하는 여러개의 규칙적인 phrase(악구)로 구성되어 있으며, 이러한 phrase안에서 거문고I-II가 주선율로 진행하고 있으며, III-IV가 주선율의 보조적인 선율로 진행하며, V-VI이 특수 효과적인 선율로 각기 짝을 이루어 다른 역할로 진행하고 있지만, 거문고 6파트 모두가 상호 유기적인 관계에 의해서 진행하고 있다. 또한, 모방기법이 주를 이루며 반복진행·동형진행·순차진행·옥타브 진행등을 볼 수 있다. 다섯째, 리듬형태는 제1악장은 11개의 동기(a, b, c, d, e, f, g, h, i, e', d')가, 제2악장은 5개의 동기(a, b, c, d, e)가, phrase 안에서 확대 및 변형으로 다양한 리듬형을 제시하고 있다. 여섯째, 연주법은 기존의 전통음악과 창작음악에 사용되어왔던 연주법이 사용되었으며, 또한 작곡자의 독특한 작곡 기법을 통하여 다양하고 현대적인 연주법(현에 술대를 붙여서 내는주법, 술대로 현을 두드려서내는 주법,양손 트레몰로 주법, 술대로 현을 문지르거나 비비는 주법)이 사용되었다. 이와 같이 정대석 작곡의 거문고 합주곡<미리내>는 거문고I-II(주선율), III-IV(보조선율), V-VI(특수 효과)이 짝을 이루어 서로 상호 유기적인 관계에 의해서 각기 다른 진행을 하며, 독특한 조현법과 현대적인 연주법을 통하여 풍부한 음량과 다양한 음악적인 표현을 보여주고 있다. This study has a purpose to examine the characteristics of Jeong Dae-suk's ensemble, which are not found in his solo or duo pieces, and the influence of the composer's unque technique on creative music of Keomungo by generally analysing the musical structure of Jeong Dae-suk's Keomungo ensemble Mirinae, which was invited to 'Keomun History Festival' hosted by the National Classical Musical Institute on June 25, 1999. As a study method, this paper analyzes the way of composing strings and the scale by dividing each movement with a form, melody, rhythm and performance, and the following are the results. First, unlike the existing traditional music and other methods of composing strings used in his Keomungo solo and duo pieces, Jeong Dae-Suk's unigue way of composing strings has brought various new musical tones and performance technique by obtaining 2-3 motes per string from 1/3 size extra set laid between the existing two sets. Second, the scale is composed of 6 notes based on F(伏)-G(고)-A^b(중)-B^b(임)-C(남)-e^b(黃) in the first and the second movement. Third, the structure consists of A-B-A', that is, the first movement(Kebapbaragi)of the intro+A(a+b+a')+B(link ①+c+link ②+d+link③+e)+A'(a)+Coda and the second movement(Mirinae)of the intro A(a+a'+b)+B(link+c+d+e)+A'(a+a'+b)+Coda. Fourth, melody is composed of several regular phrases based on four phrases, and Keomungo I-II appears as main in these phrases. III-IV support these main phrases, and all six parts of Keomungo proceeds in interacting relationship while V-VI play different roles in paris. Also, imitating technique while V-VI play different roles in paris. Also, imitating technique mainly shows up and repetition, the same forms, proceeding in order and octave proceeding are also found. Fifth, rhythm suggest various forms by extension and transformation with the first movement of five motives(a, b, c, d, e). Sixth, for performing technique, those that have been used in traditional music and creative music, and various modern techniques through the composer's unique composing skills(technique by attaching a plectrum to strings. beating strings with a plectrum, tremolo for both hands, rubbing strings with a plectrum). As written above, Jeong Dae-suk's Keomungo ensemble<Mirinae>plays in mutually organic relationship in Keomungo I-II(main), III-IV(back up melody), V-VI(special effect), and it shows rich tones and various musical expressions through original ways of stringing and modern performance.

미리내 천주교성지 환경설계

조일웅 서울大學校 環境大學院 1990 국내석사