친환경 추진제를 사용하는 저추력 엑체로켓엔진의 혼합비에 따른 연소 특성

Study for combustion characteristic according to the O/F ratio of low thrust rocket engine using green propellant

본 연구에서는 친환경 추진제인 고농도 과산화수소와 케로신을 사용하는 저추력 이원추진제 로켓 엔진의 O/F ratio에 따른 연소 성능 특성을 파악하였다. 연소시험에 사용된 엔진은 6개의 동축 스월 인젝터로 구성된 멀티 인젝터와 연소실, 노즐로 구성되어있으며, 촉매 점화 방식을 사용하였다. 연소 시험은 O/F ratio 3.8에서 11.0까지 변화시켜가며 수행하였다. 연소 시험 결과를 이용하여 특성 속도($C^*$)와 압력 섭동 값을 계산한 결과, 연소 효율은 O/F ratio 5~6 구간에서 가장 좋았으며 모든 구간에서 연소실 압력대비 압력 섭동 값이 5% 미만으로 안정적임을 확인하였다.

Combustion tests of a low thrust rocket engine was performed to get combustion characteristics, which used a high concentrated hydrogen peroxide and kerosene as the oxidizer and fuel. The engine consisted of multi injector(six coaxial swirl injectors), chamber, nozzle and catalyst ignition system. The test was carried out by changing O/F ratio from 3.8 to 11.0. The experimental results showed that combustion efficiency was highest at O/F ratio from 5 to 6 and pressure fluctuations of all the range were lower than 5%.