액체로켓엔진 연소기 개발에서의 연소불안정 경험 사례

Experience Cases of Combustion Instability in Development of Thrust Chamber for Liquid Rocket Engine

연소불안정은 로켓엔진과 가스터빈을 포함하는 연소장치의 개발에 있어서 가장 심각한 문제 중의 하나이다. 특히, 연소실에서의 연소와 음향섭동과의 공진에 의해 야기되는 고주파 연소불안정은 하드웨어에 심각한 손상을 초래한다. 왜냐하면 고주파 연소불안정은 높은 압력섭동과 연소실 벽면으로의 과도한 열유속을 동반하기 때문이다. 따라서 연소불안정은 액체로켓엔진 개발에 있어서 반드시 해결되어야 하는 문제 중의 하나이다. 본 논문에서는 액체추진과학로켓(KSR-III) 및 한국형발사체(KSLV-II) 엔진 연소기 개발에 있어서 연소불안정의 경험 사례를 소개한다.

A combustion instability has been one of the most serious problems in the development of combustion devices including rocket engine and gas turbine. In particular, a high-frequency combustion instability generated by resonant coupling between combustion phenomena and acoustic oscillations within thrust chamber causes severe damage to the hardware. Because it is accompanied by high amplitude pressure oscillations and excessive heat flux to the chamber wall. Therefore, combustion instability is one of the difficult problems that must be resolved in developing liquid rocket engine. This paper describes the cases of combustion instability encounted during the development of thrust chamber for KSR-III and KSLV-II.