Abstract
The purpose of this paper is to study combustion characteristics with the different phase of oxidizer in hybrid rocket combustion. HDPE(High Density Polyethylene) as fuel and $GN_2O$(Gas $N_2O$), $LN_2O$(Liquid $N_2O$) as oxidizer were used to perform the experiments. An investigation was performed for a change of the regression rate, pressure of combustion chamber and combustion efficiency according to the variation of oxidizer phase. In case of using $LN_2O$ as oxidizer, the regression rate is not significantly different from using $GN_2O$ as oxidizer. It is considered that combustion energy is much larger than latent heat energy which was used in the evaporation of liquid oxidizer. However propulsion performance efficiency for $LN_2O$ showed lower value than for $GN_2O$. By increasing the flow rate of liquid oxidizer, heat transfer needed for vaporization of liquid oxidizer was increased, which resulted in the growth of combustion instability.
본 연구에서는 하이브리드 추진 연소에서 산화제의 상(Phase)에 따른 연소특성 변화를 연구하였다. 산화제는 $GN_2O$와 $LN_2O$를 사용하고 고체연료는 HDPE(High Density PolyEthlene)를 적용하여 연소실험을 수행하였고, 상에 따른 고체연료의 후퇴율과 압력선도, 연소효율의 변화 등을 조사하였다. $LN_2O$를 적용할 경우 액체 산화제의 기화에 필요한 잠열이 화염에서 발생되는 연소에너지에 비해 무시할 정도로 작아 $GN_2O$를 산화제로 사용했을 때의 고체연료 후퇴율과는 큰 차이가 없었지만, 추진 성능효율이 낮아짐을 확인하였고, 액체 산화제의 유량이 증가할수록 산화제의 기화에 필요한 열전달 증가로 인 해 연소 불안정성이 커짐을 확인하였다.
