Abstract
In this paper, the combustion characteristics of hybrid rocket fuel with tapered grain port were investigated experimentally. The charging efficiency of convergent and divergent port shape fuel with $1^{\circ}$ taper angle was 6.8% higher than that of cylindrical port shape fuel. The regression rate was increased about 17.5% by using the convergent port shape fuel. On the other hand, in case of divergent port shape fuel, no notable difference of regression rate was observed when compared to that of the cylindrical port shape fuel. In the case of convergent port shape fuel, characteristic velocity and its efficiency were notably increased with respect to cylindrical port fuel. It was found that convergent port shape of hybrid rocket fuel can lead to a better option compared to the conventional cylindrical port in terms of combustion efficiency and performance improvement.
본 논문에서는 경사진 그레인 포트 형상을 가진 고체 연료를 사용한 하이브리드 로켓의 연소 특성을 실험적으로 연구하였다. $1^{\circ}$의 경사각을 갖는 수렴, 확산 형상 고체 연료는 원통형 연료에 비해 충전 효율이 6.8 % 더 높았다. 수렴 형상의 그레인 포트를 갖는 연료에서는 경사각이 없는 원통형 연료에 비해 동일 산화제 유속 구간에서 후퇴율이 평균 17.5 % 증가하였으나 확산 형상 연료에서는 후퇴율의 차이가 크지 않았다. 또한, 수렴 형상의 연료를 사용한 경우 특성속도 및 특성속도효율이 증가하였으며, 이를 통해 하이브리드 로켓 연료에서 수렴 형상의 그레인 포트가 연소 효율 및 성능을 개선하는데 효과적임을 확인하였다.
