초음속 노즐의 열구조 안전성에 관한 실험적 연구

The Experimental Study of Thermal Stress at Supersonic Nozzle

고체 추진기관의 노즐 소재로 사용하기 위하여 Zirconia로 코팅된 SCM-440과 STS-630 적용 노즐의 열구조 안전성에 관한 시험 평가를 수행하였다. 각 노즐에 플라즈마 스프레이 기법으로 0.15 mm 코팅하였으며, Zirconia 코팅 노즐의 열차폐 효율과 열적 내구성 평가를 수행하였다. 두 소재의 노즐목에서 Zirconia 코팅한 노즐은 코팅하지 않은 노즐 보다 70% 높은 열차폐 효율을 갖는 결과를 나타냈다. SCM-440이 STS-630보다 온도 상승률이 더 높으며, 노즐 확장부에서 더 높은 온도를 가지는 것을 확인하였다. 따라서 플라즈마 기법의 Zirconia 코팅이 초음속 노즐의 열구조 안전성에 유용함을 알 수 있었다.

The experimental study of thermal stress in the solid rocket engine nozzle with two different materials, SCM-440 and STS-630, was evaluated. SCM-440 has lager temperature increasing rate and higher temperature at the nozzle expansion region than STS-630. Thermal barrier efficiency and endurance of Zirconia coating were evaluated after making two more nozzles coated by Zirconica. Both coated materials showed about 70 percent higher thermal barrier efficiency than uncoated nozzles. Therefore, Zirconia coating using plasma spray method was useful in thermal safety at supersonic nozzle.