Study of Cooling Performance Enhancement on Injector Face Plate of Rocket Engine

로켓엔진 분사면의 냉각성능 향상에 관한 연구

An optimal fuel manifold is suggested to improve the cooling performance of injector face plate. The cooling performance at the center area of the injector face plate is to be augmented while the spatial injection uniformity is maintained. The comparison of the cooling performance of 7 candidates gives the conclusion that the dividing plate from 2-3 injector row to 9-10 injector row is an optimal. The maximum face plate temperature decreases by $27\%$ while the injection uniformity is close to that of the original design. The pressure drop in the fuel manifold of the optimal design is also same as the original design.

로켓엔진 연소기의 분사면 냉각성능을 개선하기 위한 연료 매니폴드의 최적형상을 제시하였다. 매니폴드의 형상은 분사균일성을 최대한 유지하면서 분사면 중심의 냉각성능을 높일 수 있어야 한다. 이를 위하여 7가지 후보 형상에 대하여 냉각성능을 비교한 결과 분사기 2-3열과 9-10열 사이에 분할 판이 설치된 형상이 최적인 것으로 판단된다. 분사균일성은 설계원형과 유사한 수준이며 분사면의 최고온도는 $27\%$ 감소하였다. 또한 매니폴드의 형상 변화에 의한 추가적인 압력강하는 거의 없을 것으로 예측되었다.