The Hybrid Rocket Internal Ballistics with Two-phase Fluid Modeling for Self-pressurizing $N_2O$ II

자발가압 성질을 가진 아산화질소의 2상유체 모델링을 통한 하이브리드 로켓 내탄도 해석 II

This paper presents a two-phase model for hybrid rocket internal ballistics design using $N_2O$ as oxidizer The two-phase model results are compared with data obtained from static firing test. Two-phase model is suitable for blow-down type with saturated compressible fluid as $N_2O$, presented the result by Part 1. HDPE as Fuel, and $N_2O$ as oxidizer were used during the static firing test. The combustor were designed for an average thrust of 30 kgf where oxidizer tank pressure in set to 50 bar. The numerical results of internal ballistic showed good agreements with static firing test results where thrust, oxidizer tank pressure and chamber pressure are compared.

본 연구는 산화제 $N_2O$를 사용하는 하이브리드 로켓 내탄도 설계를 위해 Two-phase 모델을 이용해서 $N_2O$의 2상 유체를 해석하였으며 하이브리드 지상 연소시험을 수행하여 내탄도 해석 결과와 비교 분석하였다. Two-phase 모델은 $N_2O$와 같은 포화 압축성 유체를 적용한 Blow-down 산화제 방식에 적합한 유동 모델로서 Part 1에서 $N_2O$산화제의 배출을 잘 모사함을 확인하였다. 하이브리드 지상연소시험은 연료로 HDPE, 산화제로 $N_2O$를 적용하였으며 평균추력 30 kgf, 산화제 탱크 압력 50 bar로 설계한 연소기를 사용하였다. 내탄도 해석 결과는 지상 연소시험의 추력, 산화제 탱크 및 연소실 압력 결과와 유사함을 확인하였다.