Design and Establishment of Large Horizontal Shaker System for Spacecraft Vibration Test

우주비행체는 발사 과정에 작용하는 기계적 하중에 대한 지상 검증을 위해 진동 시험시설을 이용한 진동시험이 필수적이다. 우주비행체의 대형화로 인한 크기 및 무게 증가에 따라 시스템의 무게 중심 또한 높아지고 있다. 이러한 형상 조건은 수평 방향의 진동시험 시 높은 굽힘 하중과 불필요한 방향의 진동을 유발할 수 있다. 따라서 과도하거나 과소한 시험을 방지하여 안전한 진동시험을 수행하기 위해서는 대형 우주비행체는 적합하게 설계된 수평 가진 시스템에 적용하여 시험을 수행해야 한다. 항공우주연구원에서는 신규 발사체 및 대형 정지궤도 위성의 개발에 필요한 환경시험 요구조건을 충족하기 위해 대형 수평 가진 시스템을 개발하였다. 설계된 시스템은 가진기, T-film 베어링이 적용된 슬립 테이블, 유압 공급 장치 및 제진 블록으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 수평 가진 시스템 구축을 위한 주요 요소 선정 및 조립 과정과 더불어 최종 구축 후의 검증 절차에 대해 논의하였다. 대형 시험체의 수용 및 모멘트 성능 개선을 위해 3.65 m x 3.25 m 인터페이스와 63개의 유압 베어링이 적용된 슬립 테이블을 설계 및 제작하였다. 설계된 시스템의 동적 특성 예측을 위해 해석 모델을 구성하고 예측을 수행하였다. 시스템 구축 후에는 설계 요구사항의 검증을 위해 검증 구조체를 적용하여 시험을 수행하였으며, 그 결과를 소개하였다. 최종적으로는 정지궤도 위성을 대상으로 수행된 수평 방향 진동시험 결과 분석을 통해 구축된 시스템의 유효성을 확인하였다.