파워팩 상태의 가스발생기 동적 연소 특성 분석

Analysis of Pressure Fluctuations in a Gas Generator Assembled in a Powerpack

연료 과농 가스발생기의 연소시험이 파워팩 환경에서 수행되었다. 가스발생기는 파워팩 환경에서 특성 길이 증가로 인해 축 방향 연소 불안정에 취약하다. 가스발생기 후단에 압력 강하를 위해 삽입한 오리피스는 축 방향 연소 안정성을 향상시켜주는 것으로 확인되었다. 연소실과 추진제 매니폴드에서 측정한 압력 섭동의 세기는 연소실 압력의 제곱에 비례하여 증가하였다. 특히 연료 매니폴드 내의 압력 섭동이 산화제 매니폴드 또는 연소실 압력 섭동보다 약 2배 이상 크게 발생하였다. 주파수 분석 결과, 연료 매니폴드 압력 섭동은 비선형적인 특성을 내포하고 있는 것으로 파악되었다.

Combustion tests of a fuel-rich gas generator had been conducted using the assembly of a powerpack. A gas generator is prone to longitudinal modes of combustion instabilities in a powerpack due to the increase of a characteristic length. It has been observed that the orifice inserted at the exit of the gas generator suppresses a longitudinal combustion instability. The intensities of pressure fluctuations in the manifolds and the chamber increase quadratically with a chamber pressure. Pressure fluctuations in the fuel manifold reveal two-fold strength greater than those in the oxygen manifold and the chamber. Frequency analysis indicates nonlinear characteristics inherent in the pressure fluctuations in the fuel manifold.