원자력/우주항공

세계 최대 규모 로켓 분리용 에어백 개발

발행일 : 2019 / 07 / 11

최근, 중국항천과기그룹 제1연구원이 “초장 대구경 고내압 에어백 검수 테스트”를 완료했다. 이는 중국이 세계 최대 규모, 강한 내압성 로켓 분리용 에어백 개발에 성공했음을 의미한다.

분리용 에어백은 운반로켓 페어링(Fairing)을 종방향으로 분리시키는 화공품이다. 분리용 에어백은 한 가닥의 가늘고 긴 허리띠와 같이 2개 페어링 하프 커버(Half face)에 압축돼 있다. 튜브모양의 에어백에는 화공품이 충전돼 있다. 로켓 비행 과정에서 에어백은 납작한 모양이고 2개의 페어링 중간에 긴밀히 압축됐다. 페어링 분리 과정에서 내부 화공품이 폭발하여 에어백이 부풀어 오름과 동시에 2개 페어링 하프 커버의 연결 구조가 펼쳐지면서 페어링이 분리됨과 동시에 위성을 방출한다.

새로 개발한 분리용 에어백은 기존의 운반로켓용 에어백에 비하여 길이가 5배, 구경이 2배 증가되고 내압성이 3배 향상됐다. 미래 중형 운반로켓은 페어링 사이즈가 크고 무게가 무겁기에 2개 페어링 하프커버가 결합된 후 페어링 중간의 분리용 에어백은 아주 큰 압력을 제공하여 2개 거대한 페어링의 분리를 방지해야 한다. 따라서 해당 에어백은 사이즈가 커야 하며 중형 운반로켓 페어링의 “허리”를 감싸야 할 뿐만 아니라 견고하여 2개 거대한 페어링의 압력 및 화공품 폭발 충격력에 견뎌야 한다.

해당 에어백 개발 과정에서 두 가지 기술적 어려움을 극복했다. 1) 대구경 초장 에어백의 안전한 제조 기술을 파악했다. 에어백 편직 규모가 아주 크기에 가황 복합 과정에서 쉽게 결함이 발생한다. 연구팀은 유연한 재질의 스프링 튜브를 통해 편직 과정의 견인력을 분산 및 평형시킴으로써 직물의 안정성을 유지함과 아울러 초장 에어백의 무손상 복합을 최대로 보장했다. 2) 내고압 에어백 재료 선택 및 편직 기술을 파악했다. 대형 에어백은 강한 내압성을 보유해야 한다. 페어링 분리 과정에서 발생하는 가스 누출 현상을 해결하기 위해 국내외 고강도 섬유 재료 및 라이닝 재료를 심층적으로 조사연구하여 지표 요구를 만족하는 제품을 선별함과 아울러 내고압 에어백 재료 선택 및 편직 기술을 파악했다. 이로써 한 장의 A4 용지 크기의 분리용 에어백이 20대 2t 중형 자동차의 압력에 견딜 수 있다.

초장 대구경 고내압 에어백은 현재 세계 최대 규모의 에어백이다. 해당 에어백의 성공적 개발은 중국의 에어백 분리 장치 기술 수준을 대폭 향상시킴과 아울러 중형 운반로켓 대형 페어링의 높은 안전성 수평 발사 분리에 기술 보장을 제공했다.