On the Force Balance of a Main Oxidizer Shutoff Valve

산화제 개폐밸브의 힘평형에 관한 연구

A poppet type shutoff valve under the pneumatic control has been adapted for the MOV (Main Oxidizer shutoff Valve) for KSLV (Korea Space Launch Vehicle). The MOV controls the supply of liquid oxygen into the combustion chamber just by opening and shutting operations. The poppet part of the poppet valves is usually connected with the piston, but on the other hand that of the MOV is separated and just contacted with the piston in order to secure the flexibility of the valve design. For the prevention of the collision with valve body by an undesirable movement of the piston part, it is necessary to evaluate the force during the valve closing. The analysis of the force balance of the MOV at the moment of the valve closing have been performed and some important design parameters for the force balance control have been introduced.

비교적 단순한 개폐작동을 통해 액체추진기관 연소기로의 극저온 액체산소 공급을 조절하는 산화제 개폐밸브로써, 공압으로 작동하는 포펫 타입의 밸브가 채택되어 관련 연구개발이 진행되고 있다. 일반적인 포펫 타입의 밸브들은 포펫과 피스톤이 연결되어 일체로 움직이면서 유로 개폐를 제어하지만, 개발 중인 산화제 개폐밸브는 밸브 설계의 유연성을 확보하기 위해 포펫과 피스톤 부분이 서로 접촉되어 있을 뿐 독립적으로 분리되어 있다. 포펫과 피스톤 부분이 분리되어 있는 포펫 타입의 밸브 개폐 시, 피스톤 부분이 밸브 몸체와 충돌할 수 있기 때문에 이와 같은 충돌을 피하기 위해 밸브가 닫히는 동안의 힘평형에 대한 분석이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 산화제 개폐밸브가 닫히는 동안의 힘평형에 대한 분석 내용을 소개하고, 결과적으로 안전한 밸브 작동을 확보할 수 있는 힘평형 조절을 위한 주요 설계 변수를 유도하기로 한다.