This paper presents a new tape hinge for attenuating the deployment shock of a satellite solar array. This hinge is a type of tape spring hinge which uses the martensite detwinning of SMA. To attenuate the deployment shock, a NiTi SMA strip is assembled between two curved steel strips. The attenuation performance of the hinge is analyzed using a SMA detwinning constitutive equation. A prototype of the hinge is manufactured and its characteristics are measured in a bending test and in a deployment test. Deployment shock is measured by dummy deployment test. Lastly, the deployment performance of the prototype hinge is investigated on a satellite model. It is shown that the new SMA damped tape hinge can effectively minimize the deployment shock and dynamic perturbation while also maintaining suitable deployment performance.
본 논문은 인공위성 태양전지판의 전개 충격 저감을 위한 새로운 형태의 힌지를 제시한다. 이 힌지는 테이프 스프링힌지의 한 형태로서 마르텐사이트 역쌍정 상변태를 이용하는데, 전개 충격을 감쇄하기 위하여 NiTi 형상기억합금 판을 횡곡률을 가진 두 개의 얇은 판 사이에 조립하여 힌지를 구성하였다. 힌지의 감쇄 특성을 분석하기 위하여 형상기억합금의 역쌍정 상변태 구성 방정식을 도출하였다. 힌지의 시제품을 제작하여 이의 굽힘 시험과 전개 시험을 통하여 힌지의 전개 특성을 측정하였으며, 더미 질량을 활용한 전개 구조물을 구성하여 전개 충격의 감쇄특성을 측정하였다. 또한 가상의 위성 모델을 활용하여 힌지의 전개 성능을 평가하였다. 이를 통하여 형상기억합금 감쇄형 힌지는 전개 충격 및 동적 외란을 효과적으로 감쇄시킬 수 있으며, 전개 성능의 유지에도 적합함을 확인하였다.
