Optimal Condition of Specific Impulse for a Liquid Rocket Engine with Film Cooling

막냉각이 적용된 액체로켓엔진의 비추력 최적조건

An analysis has been conducted of the optimal condition to maximize the specific impulse for a liquid rocket engine with film cooling. The present engine performance has been compared with the published conceptual design to be verified satisfactorily accurate. The optimal combination of film coolant flow rate and the regenerative cooling capacity has been found for maximum specific impulse. The optimal fuel pump pressure increases and the optimal film coolant flow decreases for a larger thrust engine. Higher turbine inlet temperature increases both the fuel pump pressure and the film coolant flow rate as the optimal condition. The coking temperature has the same qualitative effect as the turbine inlet temperature.

막냉각이 적용된 액체로켓엔진의 비추력 최적조건을 분석하였다. 본 연구에서 구한 엔진의 비추력 성능을 문헌에 소개된 가스발생기 사이클 엔진의 개념설계와 비교하여 적절한 정확성을 가지는 것을 확인하였다. 비추력을 극대화할 수 있는 조건으로 최적의 막냉각 유량과 재생냉각 용량의 조합이 제시되었다. 추력이 증가될 경우, 막냉각 유량이 감소하고 연료펌프 차압은 증가한다. 터빈 입구온도 증가에 따라 최적 조건의 막냉각 유량과 연료펌프 차압이 증가한다. 코킹 온도 증가 역시 터빈 입구온도와 정성적으로 동일한 영향을 가진다.