공력과 추력방향 동시 제어가 가능한 전기식 구동장치 설계

국문 초록 (Abstract)

비행체용 전기식 구동장치는 일반적으로 공력비행 조종날개의 편향각 또는 추력방향을 제어하는 장치로 본 논문은 공력제어와 추력방향 제어가 모두 가능한 전기식 구동장치의 설계 및 개발을 다루고 있다. 본 논문에서는 하나의 작동기로 미익과 제트 베인을 동시에 제어할 수 있고, 비행체의 표적까지 비행동안 효율을 증가시키기 위하여 수직 발사 및 고속 선회 후 제트 베인을 분리할 수 있는 새로운 소형 전기식 구동장치를 제안하였다. 이를 위하여, 푸시-푸시 링크 구조를 사용한 전기식 구동장치를 설계하였고 수학적 모델을 유도하였다. 수학적 모델은 시뮬레이션 결과와 실험결과를 비교하여 모델의 타당성을 검증하였다. 개발된 구동장치의 성능 및 신뢰성은 성능시험, 환경시험, 지상연소시험을 통하여 검증하였다. 제안된 구동장치는 성능 및 신뢰성 뿐만 아니라 단순하고 콤팩트한 구조로 인해 비행체용 전기식 구동장치로 유용할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Electromechanical Actuator(EMA) for flight vehicles generally serves to control the fin deflection angle or the thrust vector angle. This paper deals with design and development of EMA for both aerodynamic control and thrust vector control. In this paper, a novel compact EMA is proposed that can simultaneously control both the tail fin and the jet vane with one actuator and detach the jet vane after vertical launch and rapid turn of the flight vehicle so as to increase efficiency during flying to target. To do this, we designed the EMA using a push-push link mechanism and derived a mathematical model. The mathematical model is validated by comparing simulation result and experimental data. The performance and reliability of the proposed EMA have been verified through performance test, environmental test and ground test. The proposed EMA is expected to be useful as an EMA for flight vehicles because of its simple and compact structure, as well as its performance and reliability.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 초록
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 국외 개발 동향
• Ⅲ. 구동장치 설계
• Ⅳ. 시뮬레이션 및 시험
• Ⅴ. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

1 MBDA Missile Systems, "Vertical Launch MICA"

2 Moon, G. Y., "Study on Modeling and Attitude Control Loop using Jet-vane" 425-438, 2012

3 Song, I. S., "Shaft-unified type Brushless voltage generating apparatus having membrane structure, Korea Patent No. 10-1774090"

4 Hatasky, W. M., "Missile Jet Vane Control System and Method, U.S. Patent 5,806,791"

5 Facciano, A. B., "Jet Vane Control System Prototype Hardware Development for Evolved Seasparrow Missile" OMB 1998

6 Facciano, A. B., "Evolved Seasparrow Missile Jet Vane Control System Prototype Hardware Development" 39 (39): 522-531, 2002

7 Song, C. Y., "Design of Robust Position Controller for Actuation System using BLDC Motor" 253-257, 2001

8 Raytheon, "AIM-9X Sidewinder Missile"