An Acoustic Analysis for the Determination of a Simulating Duct and for the Suppression of Combustion Instabilities in a Flight Model Gas Generator

비행용 가스발생기 모사배관 도출 및 연소불안정 제어를 위한 음향해석

An acoustic analysis of a fuel-rich gas generator for the drive of a turbopump in a liquid rocket engine has been performed and the length of a duct has been determined by comparing the resonant frequency of unstable acoustic modes to simulate an flight model gas generator, A practical short-length simulating duct has been determined by considering 1 or 2 wavelength of the unstable modes. Length adjustment of duct to turbopump can be a method to suppress a combustion instability problem by decoupling of acoustic mode and combustion characteristics. This method has been set up and validated with acoustic analysis and hot firing tests.

고성능 로켓엔진의 터보펌프를 구동하기 위한 연료 과농 가스발생기에서 연소 불안정 발생시, 음향 모드 공진주파수를 모사하는 방법을 통하여 모사배관을 결정하였다. 관심 음향모드의 몇 파장만을 모사하여 실제 연소시험에 바로 적용할 수 있는 팎은 길이의 배관도 제시하였다. 가스발생기에서의 연소 불안정을 제어하기 위한 하나의 방안으로, 모사배관의 길이를 변경하여 분사기의 동특성과 연소실의 공진 음향 모드를 서로 분리시킴으로써 상호작용이 일어나지 않게 할 수 있다. 이러한 특성은 연소시 험을 통해 확인되었고, 이를 통하여 비행용 가스발생기의 연소시험과 연소불안정 제어를 위한 한 가지 방안으로서 모사배관을 결정하는 방법을 확립하였다.