KSLV-I 발사대 질소 공급 시스템 개발

Development of Nitrogen Supply System for Launch Complex of KSLV-I

  • 조기주 (한국항공우주연구원 추진기관체계팀) ;
  • 안규복 (한국항공우주연구원 연소기팀) ;
  • 김문기 (한국항공우주연구원 연소기팀) ;
  • 강선일 (한국항공우주연구원 발사대개발팀) ;
  • 라승호 (한국항공우주연구원 발사대개발팀) ;
  • 오승협 (한국항공우주연구원 추진기관체계팀)
  • 투고 : 2010.12.01
  • 심사 : 2011.03.18
  • 발행 : 2011.04.30

초록

소형위성발사체 (KSLV-I)의 발사 준비에는 다양한 규격의 질소 가스 및 초저온 액체 질소가 소요된다. 발사대 질소 공급 시스템은 고압의 질소 가스 생성, 추진제 충전 후 발사 대기 중인 발사체의 보호를 위한 공간 퍼지용 질소 가스 생성, 연료 및 산화제의 냉각을 위한 액체 질소 공급 기능을 수행하기 위하여 개발되었다. 대기 환경 조건에 따라 열전달 특성이 민감하게 변화하는 대기식 기화기의 운용 불안정성을 제거하기 위해 기화기의 병렬 설치 및 교대 운용 절차를 도입하였다. 이를 통하여 기후 조건에 상관없이 항시적으로 운용이 가능한 시스템을 개발하였으며, 소형 위성 발사체의 비행 시험을 위한 발사대 운용을 성공적으로 수행하였다.

For the launch preparation of KSLV-I, gaseous nitrogen with various level of pressure and cryogenic liquid nitrogen are required. Nitrogen Supply System on launch complex has been developed to perform the production of high pressure gaseous nitrogen, the production of gaseous nitrogen with temperature of 273 ${\pm}$ 2K for protection purge of launch vehicle after loading of propellant and the supply of cryogenic liquid nitrogen for cooling of fuel (kerosene) and oxidizer (liquid oxygen). The operational instability of vaporizer mainly caused by its heat transfer characteristics which sensitively depends on the atmospheric conditions was removed by introducing parallel installation of two vaporizer and their switching operation. The developed Nitrogen Supply System carried out its function successfully in preparation of KSLV-I flight tests.

키워드

참고문헌

  1. Sun-il Kang, Jung-Won Nam, Nam-kyung Cho, Kie-joo Cho, Seung-ho Ra, Kyung-ju Min, "Design, construction and evaluation of propellant supplying system for KSLV-I," 60th International Astronautical Congress, 2009
  2. 조기주, 안규복, 김문기, 오승협, "KSLV-I 발사대 질소공급시스템의 기술 규격," KARI-PST-TM-2008-013 한국항공우주연구원, 2008
  3. 조기주, 안규복, 김문기, 강선일, 라승호, 오승협, "KSLV-I 비행시험 시의 발사대 질소 공급 시스템 운용," 제11회 우주발사체기술 심포지움, 2010
  4. K.H. Kim, H.-J. Ko, K.K. Kim, Y.-W. Kim and K.-J. Cho., "Analysis of heat transfer and frost layer formation on a cryogenic tank wall exposed to the humid atmosphere air," Applied Thermal Engineering, Vol. 29, No. 10, 2072-2079, 2009 https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.10.015
  5. 발사체 연구본부, "소형위성발사체 (KSLV-I) 비행 시험 보고서," 한국항공우주연구원, 2010