Public Data-Based Preliminary Structural Dynamics Modeling and Dynamic Characteristics Assessment of the SpaceX Falcon 9

본 연구에서는 재사용 발사체 개발에 필요한 기초 설계 자료를 확보하기 위해 SpaceX Falcon 9을 대상으로 공개 자료 기반 역설계 방법론을 제안하였다. Falcon User’s Guide, NASA 기술 보고서, FAA 환경영향평가보고서 등 공신력 있는 공개 자료를 종합적으로 분석하여 발사체의 형상 및 운용 제원을 구체화하였다. 추진제 질량과 밀도 정보를 활용하여 추진제 탱크의 주요 치수를 역산하고, 공개 기술 사진의 비율 분석을 통해 주요 구성품의 형상 제원을 보정하였다. 이를 바탕으로 3차원 CAD 모델과 액체 추진제의 유효 관성모멘트를 반영한 유한요소모델을 구축하였으며, 고유치 해석을 통해 전기체 저차 굽힘 모드와 길이방향 모드 특성을 확인하였다. 본 연구에서 구축한 예비 구조동역학 모델은 국내 재사용 발사체의 초기 개념설계 단계에서 전역 동특성 예측, 구조동역학 모델링 절차 수립 및 GNC 예비 설계를 위한 구조 유연성 검토에 활용될 수 있다.