75톤급 액체로켓엔진 터보펌프용 속도복식 터빈개발

Development of a Velocity Compounded Impulse Turbine for the 75ton Liquid Rocket Engine Application

  • 정은환 (한국항공우주연구원 터보펌프팀) ;
  • 이항기 (한국항공우주연구원 터보펌프팀) ;
  • 박편구 (한국항공우주연구원 터보펌프팀) ;
  • 김진한 (한국항공우주연구원 터보펌프팀)
  • 투고 : 2011.05.04
  • 심사 : 2011.06.15
  • 발행 : 2011.06.30

초록

75톤급 터보펌프용 속도복식 터빈을 개발하였다. 축과 로터의 연결에는 커빅커플링을 적용하였다. 커빅커플링은 시편을 통한 고온비틀림 시험과 시제품의 스핀시험을 통해 적용 적합성을 검증하였다. 고압 공기를 이용한 성능시험 결과, 개량형 속도복식 터빈의 비출력은 기본형 단단 터빈에 비해 설계점에서 20.5%가량 향상된 것으로 나타났다. 개량형터빈의 $1^{st}$로터는 설계점 전체출력의 74.1%를 담당하는 것으로 확인되었다.

A velocity-compounded(VC) turbine of the 75ton turbopump was developed as an improved performance backup for a single-rotor base-line turbine. Curvic coupling was used for the connection between rotors and shaft. High temperature torsion test and spin test was performed for the curvic coupling design validation. Aerodynamic performance test revealed that the developed VC turbine can generate 20.5% higher specific power than the base-line turbine. It has been measured that $1^{st}$ rotor of the subject turbine generates 74.1% of total power at design operating condition.

키워드

참고문헌

  1. 정은환, 이항기, 박편구, 곽현덕, 김진한, "75 톤급 액체로켓 엔진 터보펌프 터빈의 성능특성 연구," 한국추진공학회지, 제14권, 제5호,2010, pp.65-71
  2. 정은환, 박편구, 이항기, 김진선, 김대진, 김진한, "초음속 충동형 터빈의 설계성능 검증 방법에 대한 해석 및 시험적 고찰," 한국추진공학회지, 제13권, 제5호, 2009, pp.7-14
  3. 김대진, 홍순삼, 최창호, 김진한, "75톤급 액체로켓엔진용 산화제펌프의 수력성능시험," 한국추진공학회 춘계학술대회 논문집, 2010, pp.77-80
  4. 김대진, 최창호, 홍순삼, 곽현덕, 김진한, "75 톤급 액체로켓엔진용 연료펌프의 수류시험," 유체기계공업학회지, 제14권, 제1호, 2011, pp.61-65
  5. 홍순삼, 김진선, 김대진, 김진한, "75톤급 액 체로켓엔진용 터보펌프 조립체의 상사매질 성능시험," 한국추진공학회지, 제15권, 제2호,2011, pp.56-61
  6. 정은환, 박편구, 김진한, "속도 및 압력 복합형 충동 터빈 설계," 항공우주기술, 제9권, 제2호, 2010, pp.185-192
  7. 정은환, 윤석환, 김진한, "터보펌프용 커빅커플링의 개발," 한국추진공학회 춘계학술대회 논문집, 2009, pp.22-25