Design of Hybrid Rocket (Altitude 15km) Using Liquid Oxidizer ${N_2}O$

${N_2}O$ 액체산화제를 사용한 고도 15km급 하이브리드 로켓 설계

A hybrid sounding rocket carrying about 10kg payload reaching up to 15km altitude has been designed. The commercial seamless aluminium tube and liquid ${N_2}O$ without pressurization devices were chosen as rocket motor case and oxidizer supply system respectively. A hybrid rocket engine performing required propulsion impulse is designed with time dependent internal ballistic scheme. Engine performance, aerodynamic characteristics, and trajectory were predicted by a integral technique of internal ballistics and external ballistics. The design results were evaluated by comparison with previous experimental data, technical reports, and literatures.

시중에서 쉽게 구할 수 있는 알루미늄 seamless tube를 사용하여 고도 15km 하이브리드 사운딩 로켓을 설계하였다. 별도의 가압장치 없이 ${N_2}O$ 액체산화제를 사용한 하이브리드 로켓설계를 위하여 내탄도, 외탄도 해석을 통합적으로 수행하였다. 내탄도 해석으로 요구조건을 만족하는 하이브리드 추진시스템을 설계하였고, 탑재중량을 고려하여 설계된 하이브리드 로켓에 대해 공력해석과 궤적계산을 수행하였다. 로켓의 내탄도와 외탄도 해석을 통합적으로 수행함으로써 하이브리드 로켓의 설계를 위한 기반 기술을 마련하였고, 기초시험 및 기술 자료의 데이터를 이용하여 하이브리드 모터의 성능과 로켓의 공력 및 비행궤적을 검증하였다.