DOI QR코드

DOI QR Code

The Rubber Performance Evaluation for Kick Motor Flexible Seal

킥모터 플렉시블 씰 개발을 위한 고무의 성능 평가

  • 김병훈 (항공우주연구원 추진제어팀) ;
  • 권태훈 ((주)한화 대전 공장) ;
  • 조인현 (항공우주연구원 추진제어팀)
  • Received : 2010.10.11
  • Accepted : 2010.12.17
  • Published : 2010.12.25

Abstract

A Kick Motor, KSLV-I second stage propulsion system, utilizes a flexible seal for pitch and yaw axis controls during combustion. A flexible seal consists of the alternate laminate of rubber and composite reinforcement between forward and aft rings. A Kick Motor nozzle is rotated by the shear deformation of rubber layers. Consequently, the development of rubber, which is appropriate to the usage condition of flexible seal, is very important. A tensile test, QLS test (shear modulus and failure shear stress), and aging test have been carried out to confirm the performance of rubber developed. Test results show that the shear modulus of rubber are 0.4310 ~ 0.4997MPa and the failure shear stress is more than 2.5MPa.

KSLV-I상단부 킥모터는 연소 중 피치 및 요 축 자세제어를 위해 플렉시블 씰이 적용된 구동 노즐을 사용하였다. 플렉시블 씰은 고무와 보강재를 번갈아 가며 적층하며, 고무의 변형을 통해 노즐이 회전할 수 있도록 한다. 따라서 플렉시블 씰 개발에서 노즐의 운용 조건에 맞는 고무를 개발하는 것은 매우 중요한다. 킥모터 플렉시블 씰 제작에 사용된 고무의 성능 평가를 위해 단축 인장시험, QLS 시험(전단 계수, 파단 전단응력), 노화 시험을 수행하였다. 시험 결과 고무의 전단 계수는 0.4310 ~ 0.4997MPa 범위를 가지며, 고무의 파단 전단응력은 2.5MPa 이상을 보이고 있다.

Keywords

References

  1. Leonard H. Caveny, Robert L. Geisler, Russell A. Ellis, "Solid Rocket Enabling Technologies and Milestones in the United States", Journal of Propulsion and Power, Vol. 19, No. 6, November-December 2003, pp. 1038-1066. https://doi.org/10.2514/2.6944
  2. NASA, "Solid Rocket Thrust Vector Control", SP-8114.
  3. R. Akiba, M. Kohno, H. Inohara, T. Fujiwara, T. Murakami, "Development of Movable for Solid Rocket Motor" AIAA Paper 83-2285.
  4. William S. Prins, Scott A. Meyer, Paul D. Cox, "Advanced Solid Rocket Motor Nozzle Thrust Vector Control Flexseal Development Status", AIAA-92-3553.
  5. Charles A. Chase, "IUS Propulsion Status", AIAA No. 84-1192, June 1984.
  6. “Physical Testing Method for Vulcanized Rubber", KS M 6518, 1996.
  7. 우창수, “고무부품의 피로수명 예측 및 평가에 관한 연구”, 영남대하교 기계공학과 박사학위 논문, 2004.
  8. "Block II SRM Conceptual Design Studies Final Report", Morton Thiokol, Inc.
  9. 권태훈, 노태호, 서혁, “QLS시편의 반복인 장시험을 통한 고무 전단 갓성 연구”, 군사과학기술학회, 2007.
  10. A. R. Canfield, G. C. Lamere, M. B. Kuwana, A. L. Chambers, "MX first stage nozzle development", AIAA-1981-1576.
  11. 김병훈, 권태훈, 조인현, “고체모터 플렉시블 씰을 위한 고무 특성 시험”, 한국추진공학회 춘계학술대회 논문집, 2008.
  12. Thiokol, "Flex bearing UUEC final report", NASA-CR-193900, 1993.