과산화수소의 촉매 분해를 활용한 수중 제트 추진 시스템 개념 설계

Conceptual Design of Underwater Jet Propulsion System using Catalytic Decomposition of Hydrogen Peroxide

로켓 등급의 고농도 과산화수소는 촉매 분해를 통해 높은 온도의 산소와 수증기를 발생하며, 이와 같은 성질을 이용하여 우주 추진 기술로 사용된 바 있다. 본 연구에서는 과산화수소의 촉매 분해를 이용한 수중 추진 시스템 관련 문헌 조사 및 개념 설계를 진행했다. 과산화수소 분해 가스를 분사하는 분사기 설계의 경우 로켓 노즐 설계 방식과 유사하게 진행했으며, 두 종류의 형태로 엔진 설계를 진행했다. 환형의 형태의 가스 분사기를 갖는 엔진을 제작하여 수중 환경에서 작동 시험을 수행했으며, 엔진 노즐 출구의 면적에 따른 성능 변화를 관찰했다. 향후 중앙에서 가스를 분사하는 방식의 엔진을 제작하여 성능 평가를 수행할 예정이다.

High temperature oxygen and water vapor was generated from catalytic decomposition of rocket grade highly concentrated hydrogen peroxide, and monopropellant thruster system was developed and applied into space propulsion system. In this research, background research and conceptual design of underwater propulsion system using catalytic decomposition of hydrogen peroxide was progressed. Two types of system was designed with different steam injection methods. Propulsion system that has ring-type steam injector was manufactured and performance estimation of system was performed with different nozzle exit area. Performance evaluation with central steam injection type jet engine will be progressed in the future.