액체로켓 추진기관에서의 극저온 추진제 탑재량 및 잔류량 예측기법

Establishment of cryogenic propellant loading mass and estimation of residual propellant mass

액체로켓 추진기관의 극저온 추진제는 추진제 탑재 및 지상운용, 발사과정에서의 밀도변화와 탑재시 설정된 공연비와 실제 연소 시 적용된 공연비의 차이를 고려하여 탑재되어야 한다. 연소 및 종단시 탱크에 남아있는 잔류 추진제의 양을 정확히 파악하고 최소화 하는 것은 발사체 전체 성능 및 신뢰성을 향상시키기 위해 매우 중요한 사항이다. 본 논문에서는 극저온 추진제인 액체산소의 탑재량 설정과 잔류추진제를 예측하는 절차와 기법을 제시한다. 충전, 대기, 선 가압, 비행의 전 단계에 걸쳐 액체 산소의 온도 변화에 따른 밀도변화를 예측하여 필요한 탑재량을 예측하였으며, 연소 시 설정 공연비와 실제 공연비에 차이에 대한 계측 방법 및 제어기법을 제시한다. 또한 제시된 절차 및 방법을 1단급 액체추진기관의 경우에 대하여 적용하여 추진제의 탑재량 및 잔류량을 계산하고 적절한 제어방안을 제시한다.

Propellant remains as outage at engine shutdown contributes no useful impulse to the rocket and produces an unwanted increase in burnout weight. Minimization of outage, is therfore is a basic consideration in attaining the maximum performance capability of my bipropellant liquid rocket. This paper present the calculation procedures of outage and optimum loading propellant mass. And some control methods and measurement techniques for outage are presented.