우주발사체용 터보펌프 액체추진기관 시스템 분석

Liquid rocket engine system is classified into an engine of pressurization and turbo pump type by the way of fuel fed-supporting system. In the KSR-III sounding rocket, an engine of pressurization type was used, but there was lots of technical problems to be solved for a use as the first stage engine of space launch vehicle. So, an engine of turbo pump type was required to be developed to overcome the technical limitation of liquid rocket engine. In this research, the analysis of propellant of Kerosine-LOX and methane-LOX which are noticed as a future propellant was carried out for the purpose of studying the basic characteristics. And to review the basic characteristics of an engine of turbo pump type, among the sizing variant of the space launch vehicle, the ways of injecting a satellite to a direct orbit and transient orbit were discussed in this paper.

액체 로켓엔진시스템은 연료공급방식에 따라 가압식과 터보펌프식으로 나눌 수 있으며, KSR-III 과학로켓에서는 가압식 액체 로켓엔진을 사용하였으나, 현 시점에서 우주발사체 1단으로 가압식 액체로켓엔진을 사용하기에는 극복해야할 기술적 과제가 많으며, 가압식 액체로켓 기술의 한계로 인해 터보펌프식 액체 로켓엔진 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 터보펌프식 액체로켓 엔진시스템의 기본적 특성을 검토하기 위하여 국내 액체로켓 엔진의 차세대 추진제 조합으로 주목받고 있는 케로신(Kerosene)-액체산소(LOX)와 메탄(Methane)-액체산소 추진제에 대한 분석을 수행하였다. 또한 터보펌프식 액체로켓 엔진시스템의 기본적 특성을 검토하기 위해 직접 궤도 및 전이 궤도를 거쳐 위성을 투입하는 발사체 사이징 안을 각각 고려하여 분석하였다.