비용 및 투입 성능을 고려한 우주발사체의 다목적 최적 설계 (Multi-Objective Optimal Design of Space Launch Vehicle Considering Cost and Performance)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 53권 / 5호 / 539 ~ 550페이지
· 저자명 : 김원기, 고재열, 윤남경, 김혜성, 안재명

초록

본 연구는 단 설계, 임무 설계, 추진기관 성능, 비용 분석을 통합한 우주발사체의 다분야 최적 설계 프레임워크를 제안한다. 제안된 프레임워크는 페이로드 중량을 최대화하고 비용을 최소화하는 다목적 최적화 문제로 정식화된다. 다목적 최적화 문제는 페이로드 중량을 제약 조건으로 변환한 후 스칼라화된 최적화 문제를 반복적으로 해결함으로써 다수의 파레토 최적해를 도출했다. 소형 우주발사체를 재설계하는 사례 연구를 통해, 제안된 프레임워크가 발사체 개념설계 단계에서 주요 의사결정을 위한 유용한 자료를 제공할 수 있음을 확인했다.

영어초록

This study proposes a multidisciplinary optimization framework for space launch vehicles that integrates stage sizing, mission design, propulsion system performance, and cost analysis. The proposed framework formulates a multi-objective optimization problem to maximize payload mass while minimizing costs. The multi-objective optimization problem is scalarized by converting the payload mass objective into a constraint and solving the scalarized problem iteratively to obtain multiple Pareto-optimal solutions. A case study on redesigning a small space launch vehicle confirms that the proposed framework can provide valuable insights for key decision-making during the conceptual design phase of launch vehicles.

참고자료

· 없음