A Study on Cooling Characteristics of Combustion Gas by Liquid Nitrogen in a Liquid Rocket Engine

액체질소를 이용한 액체 로켓 엔진 연소 가스 냉각 특성 연구

In this study, cooling characteristics of combustion gas were investigated by injecting liquid nitrogen into liquid rocket combustion chamber. A injection ring of liquid nitrogen was installed between a combustion chamber and a mixing chamber which was designed for mixing of combustion gas and nitrogen. At first, a ignition test of liquid rocket engine was conducted to verify a stable combustion process and 10 second combustion tests were successfully conducted. The results showed that combustion gas of LRE could be cooled by using liquid nitrogen.

본 연구에서는 액체로켓엔진의 연소 가스에 액체 질소를 혼합하여 연소 가스의 냉각 특성을 알아보고자 하였다. 이를 위해 기존에 사용되던 액체로켓 연소실 후단에 액체 질소 분사용 분사기를 설계/제작하여 장착하였으며, 두 가스의 혼합 가스의 안정화를 위한 연소실과 노즐을 질소 분사링 뒤에 장착하였다. 액체질소 분사에 의한 상류 점화/연소 상태의 영향을 살펴보기 위한 시험이 먼저 수행되었으며, 이후 10초 연소 실험을 성공적으로 수행하였다. 따라서 기존의 액체로켓엔진에 액체질소를 분사함으로써, 연소 가스의 온도를 저하시킬 수 있음을 확인하였다.