Study on Combustion Gas Properties of a Fuel-Rich Gas Generator

연료 과농 가스발생기의 연소 가스 물성치에 관한 연구

For the development of a gas generator of a liquid rocket engine, the prediction of thermodynamic properties of combustion gas with respect to a propellant mixture ratio becomes critical. The present study focuses on the temperature measurement of exit combustion gas as a function of a mixture ratio through combustion tests of a fuel-rich gas generator propelled by Lox/Jet A-1. The measurement of combustion dynamic and static pressures allowed indirect estimation of thermodynamic properties like specific heat ratio, gas constant, and constant pressure specific heat. Comparing the results with empirical prediction through an interpolation reveals that the interpolation method calibrated using temperature results can be utilized as an effective tool for the design of a fuel-rich gas generator.

액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 혼합비에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 Lox/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 전체 혼합비에 따른 연소 가스의 생성 온도를 계측하였다. 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 대표 값을 가지는 것으로 나타나, 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 것을 확인하였다.