용융성 고체 연료를 사용한 하이브리드 로켓의 연소 불안정 특성 연구

A Study on Combustion Instability Characteristics of Hybrid Rocket using Liquefying Solid Fuel

본 연구에서는 빠른 후퇴율을 갖는 용융성 고체연료를 사용한 연소 실험을 수행하여 연소 중 압력진동 특성을 분석하고 연소 불안정의 위해성을 검토하였다. 빠른 후퇴율을 가지는 용융성 고체연료는 기존의 폴리머계 연료에 비해 압력 진동의 진폭이 증가하였다. 그러나 연료 그레인 내부 직경의 증가가 연소실 압력 진동의 증폭을 제한하여 급격한 연소 불안정은 거의 일어나지 않았다. 축방향 인젝터를 사용하는 경우 연료 연소량의 큰 증가와 예연소실에서의 와류 진동이 큰 압력 진동을 유발하였다.

In this study, combustion tests using liquefying fuels with fast regression rate were performed. The chamber pressure oscillation was analyzed and hazards of combustion instabilities were examined. In case of Liquefying fuel with fast regression rate, the amplitude of chamber pressure oscillation was increased compared to the polymeric fuels. However, the critical combustion instability can hardly occur in liquefying fuel. This is because the rapid change of inner chamber diameter limits the amplification of chamber pressure oscillation. The chamber pressure oscillation due to the large increase of fuel production and the vortex shedding in pre-chamber violently occurs during combustion using single-port axial injector.