실험계획법을 이용한 복합재 경통 적층각의 최적 설계에 관한 연구

Abstract

인공위성 탑재체인 고해상도 카메라는 고해상도의 위성 이미지를 얻기 위하여 우수한 광학 성능이 요구된다. 하지만 반사경, 렌즈 등 광학 부품과 이들을 연결 및 지지하는 구조물의 변형은 카메라 반사경면의 왜곡을 유발하여 카메라의 광학적 성능에 결정적인 영향을 주게 된다. 따라서 고해상도 카메라의 개발에 있어 광학적 현상과 기계적 현상을 동시에 체계적으로 고려할 수 있는 능력은 고해상도 카메라의 개발에 있어 필수불가결하다고 볼 수 있다. 본 연구의 대상인 경통 역시 반사경을 지지하는 역할을 수행을 하고 있으므로 카메라의 성능에 결정적인 영향을 준다. 하지만 이전의 경통 연구는 실험자의 경험에 의존한 연구가 진행이 되었기 때문에 많은 시간과 노력이 필요하였다. 그러므로 보다 체계적이며 수치적인 방법이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 방법을 통하여 복합재 경통의 최적화하고 새로운 적층 각을 제안한다. 복합재료는 특성상 각 층간 재료의 불연속성에 의해서 적층간의 응력분포가 복합재의 두께방향에 대해서 급격하게 변화하므로 불연속한 응력들은 복합재 경통의 기계적 성능을 저해하는 적층분리 현상을 야기하게 된다. 지금까지의 연구에 의하면 적층분리 현상의 주요 원인으로는 외부 작용에 의하여 발생되는 층간응력, 제작 공정에서의 결함 등이지만 그 중에서도 층간응력이 가장 큰 요인으로 고려되고 있다. 즉, 복합재 경통의 개발에서는 적층 분리현상을 일어나지 않게 하기 위하여 층간응력을 최소화 하는 것이 주요 쟁점이라 할 수 있다.