A Technical Trend of Manufacturing and Materials of Nozzle Extension for Thrust Chamber

연소기 노즐확장부 제작 및 재료 기술 동향

The combustion chamber and nozzle of a liquid rocket engine should be protected from the high temperature combustion gas generated by the chamber. An upper-stage nozzle extension has a large expansion ratio, therefore, The light-weight refractory materials have been used since the weight impact on the launcher performance is crucial. Gas film cooling and ablative cooling methods were used before, but were not applicable nowadays. Radiative cooling method with niobium alloy, Ni-based superalloy and ceramic based composite has been used to this day.

액체 로켓 엔진의 연소기는 높은 온도의 연소가스를 발생시키므로 연소실과 노즐은 열적으로 보호되어야 한다. 상단용 엔진의 노즐확장부는 큰 노즐 팽창비를 갖기 때문에 무게가 발사체 성능에 미치는 영향이 크므로 경량 내열 소재가 개발되어 사용되어 왔다. 가스 냉각 방식과 흡열 냉각 방식은 이전에는 널리 사용되었으나 지금은 잘 사용되지 않았으며, 니오븀 합금이나 니켈 기반 초합금, 세라믹 복합재를 사용하는 복사 냉각 방식은 지금까지도 발사체 상단에 많이 사용되고 있었다.