안전하게 낙하산 펴기: CLES-FACIL은 실험 로켓에 장착된 HBM의 스트레인 게이지를 사용하고있습니다.

매년 항공 협회 팀인 „CLES-FACIL“은 핵심적인 과학적 의문을 조사하기 위해 실험 로켓을 개발합니다. 낙하산을 펴면서 로켓에 가해진 힘을 계산하는 프로젝트에서, „CLES-FACIL“은HBM의 스트레인 게이지를 사용하고 있습니다.


항공 우주 여행에 관한 모든 의문을 다 설명할 수는 없었습니다. 따라서, 전세계 기관들은 과학적으로 의문이 드는 지역에 대한 심화 연구를 목표로 수많은 프로젝트를 실행했습니다. 1967년에, Alain Juge는 Lyonnais d'Experimentation Spatiales(CLES-FACIL) 클럽을 설립하였으며, 이는 프랑스에서 가장 오래된 항공연구협회입니다. 이 클럽과 리옹에서 가장 유명한 INSA 대학 사이의 강한 유대는 연구 프로젝트가 높은 수준에서 지속적으로 실행되고 있다는 것을 의미합니다.

CLES-FACIL team
CLES-FACIL 팀. „Detrona“ 로켓과 함께...

CLES-FACIL의 약 20~30명 되는 회원들은 서로 다른 연구 프로젝트(예: 실험 로켓의 개발, 성층권 기구미니어처 로켓)를 지속적으로 진행하고 있습니다. 매년, CLES-FACIL에서는 특정 과학적 의문에 대한 해답을 조사하고 발견하기 위한 정확한 목표를 갖고 연구 로켓(„Fusex“)을 만들고 있습니다.

<i>"Detrona"의 성공적 시작</i>

Detrona 프로젝트: 낙하산의 힘 계측

CLES-FACIL의 2011년도 로켓 „Detrona“의 임무는 다른 무엇보다도 낙하산을 펼 때 로켓에 가해지는 힘을 발견하는 것이었습니다. 지금 이전의 이 값은 공식적으로 계산만 되었을 뿐이며 실제로 계측된 적은 전혀 없습니다. 따라서, 이 값을 정확하게 아는 것은 로켓 제조업체들에게는 무엇보다 중요한 일인데, 그 이유는 다음과 같습니다. 낙하산을 펴게 되면 이 경우에 완벽한 로켓 구성에 수리 불가능한 손상을 입힐 수 있는 "충격“을 로켓에 가하게 되기 때문입니다.


Fusex Detrona는 길이가 단지 2m로 짧고, 직경이 120mm이며, 중량이 10kg 입니다. 로켓의 부품은 360° 촬영이 가능하도록 내장 카메라를 설치하기 위해 투명한 폴리카보네이트로 만들어졌습니다. 이 외에도, 힘 계측이 이루어지는 부분에 낙하산이 장착되어 있습니다.

반해석적 힘 계측

전적으로 낙하산을 펴면서 발생하는 힘을 반해석적 공식(F=0,65*S*V2)을 통해 추정할 수 있으며, 여기서 S는 낙하산의 표면 범위를 나타내고, V는 낙하산을 펴는 순간의 속도입니다. V의 속도는 추정하기 어려우며, 낙하산 표면 범위의 크기는 펴지는 형태에 따라 실제로 달라지게 됩니다. 따라서, CLES-FACIL 팀은 로켓 Detrona의 힘을 계산하기 위해 HBM Strain Gauges 를 사용하기로 결정했습니다.

스트레인 게이지가 서로 반대되는 방향, 즉 두 개는 장력 방향으로, 다른 두 개는 압축 방향으로 장착되어 낙하산에 설치되었습니다. 이러한 레이아웃 덕분에, 비틀림과 변형 흐름이 섞일 수 있습니다. 또한, 증폭기와 계측 데이터를 기록할 일정 형태의 계산 소프트웨어도 있습니다.

Application of Strain Gauges

Detrona에 장착되는 낙하산의 스트레인 게이지 적용사례

<i>Detrona 로켓</i>

성공적인 시험 비행 및 성공적인 계측 데이터 수집

Detrona 로켓에 스트레인 게이지와 원격 계측 시스템을 장비한 내에서 시험 비행은 매우 성공적이었습니다. 로켓은 1000m 넘는 높이까지 도달하였습니다. 낙하산을 펴는 것은 안정적이고 정확한 것으로 증명되었습니다. 이 원격 계측 시스템을 통해, 이 팀은 모든 관련 데이터를 수집하였으며, 낙하산을 펼 때 가해졌던 최대 힘이 1210 뉴톤이라는 사실을 보여주었습니다.

아래 그래프는 로켓 비행 동안 계측된 힘의 전개상황을 보여주고 있습니다. 비행 시작부터 낙하산의 팽창까지 서로 다른 단계를 분명히 확인하실 수 있습니다.

Force measurement graph

비행 시에 계측한 값이 CLES-FACIL 팀의 이후 개발에 도움이 되었으며, 또한 항공우주산업 분양에서 인정을 받았습니다. Detrona 프로젝트로 인해 CLES-FACIL 팀은 2011 "Planète Sciences" C'Space competition에서 세 번씩이나 1등상을 수상했습니다. 더욱이, 이후에 프랑스 항공우주여행협회인 GIFAS에서 주최한 "Thalès Alenia Space"에서도 수상하였습니다.

여기를 클릭하시면 Detrona보고서를 볼 수 있습니다.(불어버전)

스트레인 게이지의 후속 프로젝트

이후의 계측 기술 프로젝트는 이미 시작되었습니다. Detrona의 후속 프로젝트는 로켓의 보조익(aileron)에 대한 응력 분석을 조사하는 것입니다. 여기서 다시 한 번, CLES-FACIL 팀HBM의 스트레인게이지(Strain Gauges from HBM)를 사용하게 됩니다.

The Customer

CLES-FACIL

HBM Strain Gauges

Strain Gauges

1:1 문의 이곳을 클릭하셔서 요청사항을 작성해 주세요