우주 임무는 우주의 적대적 환경과 우주선이 발사된 후 수리를 수행할 수 없다는 점 때문에 최고 수준의 신뢰성을 요구합니다. 배선 하네스는 다양한 시스템을 상호 연결하는 중요한 구성 요소이며, 설계 및 제조는 임무 수명 동안 무결점 성능을 보장해야 합니다. 이를 달성하기 위해 유럽 우주 표준화 협력(ECSS)과 NASA는 배선 하네스의 설계, 조립 및 품질 관리를 안내하는 엄격한 표준을 설정했습니다. 이 분야에서 중요한 두 가지 표준은 ECSS-Q-ST-70-61C와 NASA-STD-8739.4A입니다. 이 표준들은 우주 응용 분야에서 고신뢰성 하네스를 보장하기 위한 자세한 지침을 제공합니다.
이 기사는 이러한 표준에서 개요된 주요 원칙과 요구 사항에 대한 개요를 제공하며, 우주 응용 분야에서 사용되는 하네스의 설계, 재료 선택 및 품질 보증에 중점을 둡니다. 예로, 동축 케이블을 사용한 기본 하네스 설계가 사용될 것입니다.
이 예제에서의 주요 목표는 두 개의 다른 PCB에서 M1.5 나사 단자로 두 신호를 연결하는 것입니다. 이 목적을 위해 두 개의 동축 케이블이 납땜 러그와 함께 사용될 것입니다. 두 케이블의 실드는 하나의 추가적인 러그와 연결됩니다.
오른쪽은 그림 2가 보여주는 것처럼 PCB에 직접 납땜될 것입니다:
두 기준 모두 방사선, 극한 온도, 진공, 진동과 같은 기계적 스트레스 등 우주의 가혹한 조건을 견딜 수 있는 재료 사용의 중요성을 강조합니다. 도체, 절연체, 차폐 재료 및 커넥터의 선택은 시간이 지나도 성능 저하를 방지하기 위해 엄격한 기준을 충족해야 합니다:
ECSS-Q-ST-70-61C 및 NASA-STD-8739.4A는 운영 환경에서의 성능을 보장하기 위해 우주 특정 테스트를 거친 자격을 갖춘 재료 사용을 강조합니다.
이 요구 사항을 염두에 두고 PTFE 절연체가 있는 Habia RG-178BU 동축 케이블과 ETFE 절연 재료가 있는 AXON ZLA 2419 단일 와이어(접지)를 사용할 것입니다.
하네스의 디자인과 레이아웃은 전기적 잡음, 기계적 스트레스 및 와이어 실패 가능성을 줄이는 데 중요합니다. 주요 원칙은 다음과 같습니다:
조립 과정은 하네스의 신뢰성을 보장하는 데 중요한 단계입니다. ECSS-Q-ST-70-61C와 NASA-STD-8739.4A 모두 조립 방법에 대한 포괄적인 지침을 제공하며, 이는 다음을 포함합니다:
조립 과정에서는 기술자가 필요로 하는 만큼의 상세한 다이어그램을 준비할 수 있습니다.
오염은 우주 시스템에 대한 중대한 우려 사항으로, 하네스에 있는 입자나 잔류물이 전기 성능을 저하시키거나 민감한 장비에 방해가 될 수 있습니다. 두 기준 모두 엄격한 오염 제어 관행을 강조합니다:
하네스가 신뢰성 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해, 재료 선택부터 최종 조립까지 생산의 모든 단계에서 종합적인 시험을 요구합니다. 주요 시험 방법론에는 다음이 포함됩니다:
ECSS-Q-ST-70-61C 및 NASA-STD-8739.4A는 품질 보증과 작업 표준에 대한 엄격한 준수의 중요성을 강조하여 하네스의 신뢰성을 보장합니다. 설계, 조립, 및 시험 과정의 모든 단계는 면밀히 문서화되어야 하며, 직원은 그들의 작업을 수행하기 위해 훈련되고 인증 받아야 합니다:
고신뢰성 하네스 설계는 우주 탐사 임무 성공을 보장하는 핵심 요소입니다. ECSS-Q-ST-70-61C 및 NASA-STD-8739.4A와 같은 표준을 준수함으로써, 엔지니어들은 우주의 극한 조건을 견디면서 임무 생애주기 내내 신뢰할 수 있는 전기 성능을 제공하는 배선 하네스를 설계하고 조립할 수 있습니다. 이러한 표준은 재료 선택, 조립 기술, 엄격한 테스트 및 오염 제어에 이르기까지 하네스 설계의 모든 측면을 안내하여, 가장 요구가 많은 환경에서도 우주 시스템이 작동하도록 보장합니다.
우주 임무가 더 복잡하고 야심찬 방향으로 발전함에 따라, 잘 설계된 신뢰할 수 있는 배선 하네스의 역할은 점점 더 중요해집니다. 이러한 표준에서 개요한 최선의 관행을 이해하고 구현하는 것은 장기간 임무에서 흠잡을 데 없이 작동하는 우주 시스템을 구축하는 중요한 단계입니다.