인류가 우주 탐사에서 새로운 국경으로 들어가면서 위성 및 우주 차량은 장거리 운반을 위해 더 많은화물을 포장해야합니다. 그러나 무선 통신에 사용되는 접시 안테나와 같은 특정 품목은 시그니처 보울 모양으로 인해 비행에 매우 밀도가 높을 수 없기 때문에 도전을 제기합니다.
지금, Texas A & M University의 강원 랜드 룰렛 종이 접기의 원칙 인 고대 일본 종이 접기 예술을 사용하여 형상 중합체를 사용하여 평평한 표면에서 포물선 구조를 만듭니다. 가열되면, 연구자들은 모양 메모리 폴리머가 모방 된 방식으로 체계적인 방식으로 모양을 변화 시킨다는 것을 보여 주었다.
“처음에는 우리는 자기 폴드 종이 접기 구조에 중점을 두었습니다. 어떻게 만들겠습니까? 어떻게 다른 모양으로 디자인 할 것인가, 어떤 재료를 사용하겠습니까?” 항공 우주 공학과의 조교수 인 Darren Hartl 박사는 말했다.
강원 랜드 룰렛 저널에서 안테나 설계를 설명했습니다스마트 재료 및 구조.
안테나는 다양한 설계로 제공되며 주요 기능은 전자기파 형태로 정보를 전송하거나받는 것입니다. 텔레비전과 우주 위성 사이의 통신을위한 안테나와 같은 일부 안테나는 포물선 모양으로 구부러져 있습니다.
따라서 포물선 반사기는 특정 방향으로 정보를 픽업하거나 보내기 때문에 우주 응용 분야에 자연스러운 선택입니다. 그러나 그들의 모양은 공간이 제한된 우주 차량에 보관하기에 불편합니다.
이 장애물을 해결하는 한 가지 방법은 종이 접기 엔지니어링입니다. 이 기술을 사용하여 평평한 2D 구조를 정교한 3D 모양으로 접을 수 있습니다.
“기존 종이 접기 디자인은 날카로운 주름에서 얇은 재료를 접는 것을 수반합니다. 반면에 엔지니어링 구조는 두께가 있으며, 재료를 선택하면이 날카로운 주름을 얻기가 어려울 수 있습니다. "결과적으로, 우리는 부드러운 굽힘을 나타내는 주름을 만들어야합니다."
주름에서 종이와 같은 폴딩을 용이하게하기 위해 강원 랜드 룰렛 가열 될 때 모양을 변화시키는 모양 메모리 복합재로 바뀌었다. 또한 이러한 재료는 저렴하고 가벼우 며 유연하며 손상되지 않고 여러 번 스트레칭 할 수 있습니다.
먼저, 그들은 모양 메모리 복합재와 카드 스톡의 스트립을 사용하여 평평한 2D 표면을 만들었습니다. 간단히 말해서, 평평한 패싯을 형성 한 뻣뻣한 카드 스톡 조각은 우산의 갈비뼈가 직물을 제자리에 고정시키는 방법과 비슷한 모양 메모리 복합재에 의해 함께 고정되었습니다.
가열되면, 강원 랜드 룰렛 복합재가 체계적으로 구부러져서가 카드 스톡 조각을 포물선 보울과 같은 모양으로 들어 올려서 형태를 바꾸는 것을 보여 주었다. 그들은 또한 다각적 인 포물선 반사기가 부드러운 포물선 안테나만큼 효율적으로 작동했는지 테스트했으며 두 안테나가 비교적으로 수행되는 것을 발견했습니다..
Hartl 은이 강원 랜드 룰렛는 종이 접기의 원리를 사용하여 필요할 때 컴팩트하고 쉽게 배치 할 수있는 고도로 기능적인 엔지니어링 구조를 만들기위한 중요한 단계라고 말했다.
“다른 응용 프로그램 외에도이 강원 랜드 룰렛를 기반으로 한 미래의 발전은 군사 및 우주 통신 응용 프로그램에 대한 반사기 안테나를 변형시킬 것입니다.”라고 그는 말했습니다.
이 강원 랜드 룰렛의 다른 기여자들은 항공 우주 공학 부서의 Sameer Jape, Milton Garza 및 Dr. Dimitris Lagoudas; 전기 및 컴퓨터 공학과의 Joshua Ruff와 Francisco Espinal;
이 강원 랜드 룰렛는 National Science Foundation과 과학 강원 랜드 룰렛 공군 사무소에서 자금을 지원합니다.