A Study of Transitional Performance with Change of Inlet Pressure in Liquid Propellant Rocket Engine

액체로켓엔진에서 입구압 변화에 따른 엔진 성능 변화 고찰

In this work it was studied that the effect on sub-component of engine considering change of engine inlet pressure caused by variable acceleration during flight of launcher. Also the transitional performance was predicted according to variable acceleration. Engine inlet pressure was defined as summation of propellant head in tank, ullage pressure and pressure difference of line, etc. Therefore consumption of propellant and acceleration of launcher led to change of engine inlet pressure, which affected on discharge pressure of pumps. This effect changed mass flow rate of gas generator and main combustor hence it was observed that engine performance was changed definitely.

본 연구에서는 발사체 비행 중 가속도의 변화로 발생하는 엔진 입구압력의 변화를 고려하여 엔진의 구성품에 미치는 영향을 고찰하였고 그에 따른 엔진 성능 변화를 예측하였다. 엔진의 입구압은 탱크 내의 추진제 수두와 가압 압력 및 압력 손실 등으로 정의되며 이에 따라 발사체가 비행하면서 추진제 소모와 가속도 변화에 의해 입구압력이 변하게 된다. 입구압이 변할 때 펌프 토출압이 변하고 그에 따른 유량 변화로 가스발생기의 압렵변화가 발생하며, 이는 터빈의 출력변화로 이어져 다시 펌프의 토출압 변화로 나타남을 알 수 있었고, 이는 궁극적으로 주연소실의 연소압 변화를 이끌면서 엔진의 성능이 변화함을 알 수 있었다.