Transient Simulator for the Turbopump Pressurized Liquid Rocket-Engine System

터보펌프 가압형 액체 추진제 로켓엔진의 천이성능 예측 모델

Aiming at time-dependent performance prediction of Liquid Rocket Engine(LRE) system, Modular Program for Conceptual Design of LRE is reviewed, and a modeling and dynamic analysis of rocket engine system with reference to Rocket Engine Dynamic Simulator(REDS) is outlined. Component modeling is based on classical thermodynamic and inviscid theories, and were formulated mathematically in terms of essential parameters. Essential design parameters are addressed. The rocket engine is modeled as a system of pipes with various hydraulic elements, and then the operate characteristic of that elements are simulated by solving conservation equation sequentially.

액체로켓엔진(Liquid Rocket Engine) 의 천이성능 예측을 위해 선행연구 되었던 LRE 시스템 모듈화 프로그램의 결과를 살펴보고, 일본의 로켓엔진 동적 해석 프로그램(Rocket Engine Dynamic Simulator)의 엔진 시스템 동적 해석 방법과 모델링에 대해 고찰하였다. LRE 시스템 모듈화 프로그램에서는 각 구성품에 대한 설계 인자를 수학적으로 모델링하였고 구성품 간의 유량과 압력을 매칭시켜 통합하여, 로켓엔진 시스템의 요구조건을 만족하는 각 구성품에 대한 주요 설계 파라미터를 도출하는 과정에 관하여 논의하였다. 로켓엔진 시스템을 유한한 배관요소들의 연결로 모델링하고, 시간의 함수로 표현되는 보존방정식을 적용하여 터보펌프, 밸브, 오리피스，추력실 등 유체기기의 작동 특성을 모사하는 동특성 설계 과정에 관하여 고찰한다.