Heat Transfer on a Jet Vane Surface Installed in a Rocket Nozzle

로켓노즐에 장착된 제트베인 표면의 열전달 특성

Jet vane is an useful component which is installed at the end of a nozzle for the purpose of the posture control and the secure controlling stability during the initial launching of a rocket. During several seconds from its initial launching moment, the JV driving part is heated due to the direct contact of the vane with the combusted gas and the vane is ablated mechanically or chemically. In this study, as the fundamental study for the thermal analysis of jet vane, the heat transfer into a jet vane which is located in the uniform supersonic flow field is calculated. For this, boundary layer integral method and finite difference method are used simultaneously. Based on the thermal boundary conditions derived from the analysis, the transient heat conduction in the vane is also calculated.

제트베인은 로켓추진기관의 발사초기 자세제어와 조정 안정성의 확보를 위해 로켓노즐 출구부에 장착되어지며, 발사 수초 후까지 연소가스와의 접촉으로 인해 구동부를 가열시키고, 그 자체도 화학적 혹은 기계적으로 삭마된다. 본 연구는 제트베인의 열해석을 위한 기초연구로서 균일 초음속 유동장내에 위치한 단일 제트베인으로의 열전달 특성 해석을 수행하여 보았다. 경계층 적분법과 유한차분법의 연립해석이 이루어 졌으며, 벽근방에서 도출된 경계조건을 바탕으로 베인 내부의 비정상 열전도 해석도 수행되었다.