A Study on the Cooling Mechanism in Liquid Rocket Engine of 10tf-thrust Level using Kerosene as a Fuel

케로신을 연료로 하는 10톤급 액체로켓엔진의 냉각 기구에 관한 연구

An analytical study was carried out to evaluate the regenerative cooling characteristics in the liquid rocket engine of a 10tf-thrust level using kerosene as a fuel. As a supplementary cooling method, a radiative cooling was applied to the nozzle extension. It was found out from this work that the cooling system with the regenerative and radiation cooling only is not adaptable as a cooling method for the liquid rocket engine of a 10tf-thrust level using kerosene as a fuel for the 2nd stage of the space launch vehicle. So, additional cooling method, curtain cooling was introduced and analyzed. Curtain cooling was very effective to reduce the thermal and thermo-structural instability.

케로신과 액체 산소를 추진제로 하며, 10톤을 설계 추력으로 하는 우주 발사체의 2단용 액 체로켓엔진의 재생 냉각 특성 에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 또한 보조적인 냉각 방법으로서 노즐 확장부에는 대기로의 복사 방열에 의한 냉각을 적용하였다. 본 연구를 통해, 케로신을 연료로 하는 10톤 추력의 2단용 액체로켓 엔진에서 재생 냉각과 복사 냉각에 의한 냉각 기구만으로는 냉각 방법으로 적합하지는 않다는 것을 확인하였다. 따라서 새로운 냉각 방법으로서 막냉각 기법이 도입되었으며, 액체로켓엔진의 열적 불안정성을 제거하는데 효과적인 냉각방법임을 알 수 있었다.