Effect of Injector Design on Combustion Characteristics of Full-scale Gas Generators

분사기 설계에 따른 실물형 가스발생기 연소특성 비교

Effects of injector or design on combustion characteristics of full-scale gas generators were studied. Three full-scale gas generators, which have same total mass flow rate but mass flow rate per injector is different depending on their designs, were manufactured. Thirteen, nineteen and thirty seven injectors, which have internal-mixing and double-swirl characteristics, are distributed in injector heads, respectively. The results showed that special pressure fluctuations in the gas generators with 13 and 19 injectors didn't appear around longitudinal resonant frequency, but small longitudinal-mode instability appeared in the gas generator with 37 injectors. As the number of injectors installed in injector heads increased, temperature distribution in combustion chambers showed small deviations, but the damage of LOx posts increased.

분사기 설계에 따른 실물형 가스발생기의 연소 특성에 대한 연구를 수행하였다. 가스발생기에 공급되는 총 추진제의 유량은 같으면서도 분사기 설계에 따라 분사기당 유량이 달라지는 실물형 가스발생기 3대가 제작되었다. 각 가스발생기에는 13개, 19개, 37개의 내부 혼합형 이중 스월 분사기가 배치되었다. 연소시험 결과, 13개, 19개 분사기를 장착한 가스발생기는 축방향 공진주파수에 해당하는 섭동이 발생하지 않았지만, 37개 분사기가 장착된 가스발생기의 경우 강도가 작긴 하지만 축방향 공진주파수에 해당하는 연소불안정 현상이 나타나고 있다. 분사기 헤드에 배치된 분사기 수가 증가할수록 연소실내의 온도 분포는 작은 편차를 보이지만, LOx post의 손상은 증가하는 것을 알 수 있었다.