Evaluation of Structural Stability for a 75-tonf Class Thrust Chamber Mixing Head

75톤급 연소기 헤드부의 구조안정성 평가

Structural tests for the mixing head of a 75tonf class thrust chamber were performed to verify structural stability. The mixing head of a thrust chamber is loaded by high pressure with regeneratively cooled fuel and cryogenic liquid oxygen(LOx) as well as it transfers thrust load generated by liquid rocket engine. Therefore structural stability of mixing head is a very important factor to work without any plastic deformation or structural failure. In this study, two mixing heads were manufactured using different welding methods, Tungsten Inert Gas(TIG) welding and Electron Beam Welding(EBW) and evaluated a structural stability. The results of structural tests showed that the mixing head assembled by EBW can withstand the applied design load without any structural failures and be structurally more stable than that of TIG welding.

75톤급 연소기 헤드부의 구조적인 안정성을 검증하고자 구조시험을 수행하였다. 연소기 헤드부는 재생냉각된 연료와 극저온 산화제에 의하여 고압의 하중을 받을 뿐만 아니라 엔진에서 발생된 추력을 전달한다. 따라서 연소기 헤드부가 소성변형 또는 구조적인 손상 없이 작동하기 위해서는 헤드부의 구조안정성이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 구조안정성 평가를 위하여 전자빔용접과 티그용접 두 가지 종류의 용접을 사용하여 헤드부를 제작하고, 구조적인 안정성을 평가하였다. 구조시험 결과 전자빔용접을 적용한 연소기 헤드부가 설계 하중조건에서 구조적인 손상 없이 안정하였으며, 티그용접 연소기 헤드부에 비하여 구조적으로 더 안정함을 보여주었다.