Performance Dispersion Analysis of Gas Generator Cycle Liquid Rocket Engine

가스발생기 사이클 액체 로켓 엔진의 성능 분산 해석

It is definitely required to control dispersion of the rocket engine performance in order to accomplish the mission of launch vehicle successfully. We performed the dispersion analysis of gas generator cycle LRE (liquid rocket engine) accompanied with ANASYN. As a result, the vacuum thrust dispersion of the engine was $+5.34\%,\;-5.27\%$ and the mixture ratio deviated $+9.07\%,\;-9.82\%$ from the nominal value due to the errors of components and engine inlet condition of propellants. By applying the gas generator regulator only, the dispersion of the engine performance increases. Error in turbine efficiency is the most influential factor to the dispersion of engine performance.

우주 발사체의 성공적인 비행을 위해서는 로켓 엔진의 성능 분산 관리가 필수적이다. ANASYN을 이용해 가스발생기 사이클 액체 로켓 엔진의 성능 오차 분석을 수행하였다. 별도의 추력제어 시스템을 갖추지 않은 엔진의 진공 추력 분산은 $+5.34\%,\;-5.27\%$로 나타났으며 연소기 혼합비 오차는 $+9.07\%,\;-9.82\%$에 달했다. 가스발생기의 혼합비를 제어할 경우 추진제 유량의 제어 없이 혼합비만을 제어하면 엔진성능의 분산이 증가한다. 분산 요인에 대한 민감도 해석에 의하면 터빈 효율에서의 오차가 엔진 성능 분산에 가장 큰 영향을 미친다.