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우주용 윤활유의 경계윤활 특성

전문가 제언: ○ 마찰공학은 인공위성이나 우주정거장에 탑재되는 우주기계의 진공중에서의 윤활특성과 로켓엔진의 터보펌프의 베어링이나, 실링 등의 극저온에서의 윤활 등 특수 환경 윤활연구 분야에서 큰 비중을 차지하고 있다. 특히 우주기기에 사용되는 윤활제에 대한 진공중의 마찰 특성과 발사 시의 진동 영향 파악 시에 마찰공학이 필요하다.

○ 우주기기 윤활제는 열진공 안정성을 갖는 동시에 증발될 경우 주위에 오염을 시키지 않아야 하며, 우주기기는 관리하지 않은 상태에서 2~3년 운전되어야 하므로 오일부족이 생기지 않도록 베어링 외부에 윤활유 유출 방지책을 세워야 한다. 그리고 한정된 온도범위에서 윤활유 및 그리스를 사용할 시는 고체윤활유에 비교하여 뛰어난 마찰특성을 이용할 수 있는 이점이 있다.

○ 우주기기용 윤활제에 대한 국내연구는 인공위성사업이 본격적으로 착수된 1990년대 후반부터 시작되었다. 윤활제에 대한 기초연구로서 진공 중의 특성 활성산소, 자외선의 영향 등을 추진하고 있다. 이 글에서 설명한 불소계통 고분자윤활유인 PFPE 및 탄화수소계통 윤활유인 MAC는 이미 상품화되어 쉽게 구입할 수 있으므로 우수한 규격품을 구입하는 것이 경제적이다.

○ 최근 PFPE·MAC와 비교하여 마찰계수와 마모율이 적은 이온액체를 우주시스템에 적용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 이온액체는 고진공에서도 우수한 윤활특성을 가지면서 증기압도 낮아 새로운 우주용 윤활유로 주목을 받고 있다. 그리고 대기중 윤활 특성은 분자액체에 비해 우수한 마찰 특성과 내하중성을 갖고 있어 앞으로 기대가 된다.

저자: Takashi NOGI
자료유형: 학술정보