Design and Implementation of Cold-Flow and Hot-Fire Test Stand of a Cryogenic Propellant Injector Used in LRE

초저온 추진제를 사용하는 액체로켓용 인젝터의 수류/연소시험장치 설계 및 제작

To research and develop a liquid rocket engine injector, it needs empirical studies about the hydrodynamic and spray characteristics such as pressure drop, mixing and atomization. In this study, the design and implementation of lab-scale cold-flow/hot fire test stand which can supply cryogenic propellant and be controlled by time-critical LabVIEW cyclogram logic has been done. In order to visualize the spray of a liquid-centered swirl coaxial injector in cryogenic condition, LN2-GN2 cold-flow test has been done, and combustor assembly and thrust bed for LOX-$GCH_4$ hot-fire test have been fabricated.

초저온 추진제를 사용하는 액체로켓용 인젝터의 개발을 위해서는 단일 인젝터의 수류/연소시험을 통해 인젝터의 수력학적 특성 및 혼합, 미립화 등의 분무특성에 대한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 대학실험실 급에서 운용할 수 있는 범위의 가압식 초저온 추진제 공급장치 및 LabVIEW를 이용한 Cyclogram 제어 및 데이터 수집장치 등을 구축하였다. 제작된 시험장치를 이용하여 스월-동축인젝터의 $LN_2-GN_2$ 초저온 수류시험 및 분무 가시화를 수행하였다. 또한 LOX-$GCH_4$ 추진제 조합의 연소시험을 위한 연소기와 추력대를 설계 및 제작하였다.