An experimental investigation was conducted in order to figure out the multiple fire effects on the combustion efficiency and fuel properties of the solid fuel ramjet. Pure HTPB and metallized $B_4$C/HTPB fuel were studied. Fuel property effects were analyzed by using differential scanning calorimetry, The thermal or mechanical properties of the fuel grain were not affected and the combustion efficiency was a little increased.

The ignition characteristics of a reactive solid with rough surface by constant heat flux were studied. The geometry of surface was represented by a set of identical protrusions having a shape of wedge based on the block of reactive solid. Several regimes of ignition were found, depending on the ratio of the protrusion length and the depth of the heated layer, formed in course of ignition process: 1) when the substance is ignited as the massive block, and the effect of roughness is not pronounced; 2) when ignited are the individual protrusions; and 3) in the intermediate region between the first two. Critical ignition conditions: ignition time and ignition criterion, are determined for the three regimes. The results are compared with the results for the one-dimensional ignition of the semi-infinite body. It is shown, that the effect of geometry on ignition results in the considerable reduction of ignition delay, and the amount of energy required for the successful ignition is less compared to the one- dimensional case.

이원 액체추진제를 사용하는 인공위성용 로켓 추진기관의 개발을 위한 핵심부품별 개념 및 상세설계, 성능해석, 성능실험용 시작품의 제작, 수류 성능실험 및 지상 연소시험이 수행되었다. 인공위성 궤도조종용 로켓 추진기관은 1.38MPa의 연소실 압력으로 4초동안 1780N(400$Ib_f$)의 평균추력을 내도록 설계되었으며, 산화제로는 질산, 연료로는 트리 에틸렌 아민(triethylene amine, TEA)과 자이리딘(xylidine)의 혼합물로 구성된 접촉발화형 이원 액체추진제를 사용하고, 추진제를 가압방식에 의해 연소실에 분사하는 방법으로 분사충돌, 미립화, 그리고 기화 후 연소시키게 된다. 효율적인 설계를 위하여 설계전용 소프트웨어를 개발하였으며, 추진기관의 핵심부품별로 유동 시뮬레이션을 수행하고, 해석결과와 수류 실험결과를 바탕으로 설계를 수정, 보완하였다. 지상 연소시험 및 수류 성능실험을 위하여 추진제 공급장치 및 계측 시스템이 설계, 제작되었고, 시스템의 작동 및 자료처리를 위한 소프트웨어를 개발하여 수류 성능실험 및 지상 연소시험에 사용하였으며, 연소시험결과 지상 평균추력 378$Ib_f$를 발생하였다.

인공위성의 궤도진입, 궤도수정 및 자세제어를 담당하는 추진체계는 위성의 용도와 궤도위치, 자세/궤도제어 방식 등을 고려하여 설계하여야 한다. 현재까지도 널리 사용되고 있는 인공위성 추진체계는 AKM(Apogee Kick Motor)과 단일 추진제 추력기로 구성된 "통상 추진체계"이나 최근에는 AKE(Apogee Kick Engine)과 이원 추진제추력기로 구성된 "통합 추진체계" 그리고 이와 유사한 "완전통합 추진체계", "이중 추진체계" 등이 기술적 선택방안으로 제안되어 일부 적용되고 있는 실정이며 이러한 추진체계의 효과적 실용화를 위해서 단일 추진제(하이드라진) 추력기의 성능향상 및 이원 추진제 엔진과 이원 추진제 추력기의 기술개선 연구가 이루어지고 있다.원 추진제 엔진과 이원 추진제 추력기의 기술개선 연구가 이루어지고 있다.

A great number of experimental data indicating shock-induced separation(SIS) in internal or external supersonic flows were reviewed to make clear the mechanism of SIS and to present the criterion of turbulent boundary layer separation. The interesting conclusions were obtained for the considerably wide range of flow geometries that the incipient separation is almost independent of the flow geometries, and that it is relatively unaffected by changes in gas specific heat, and boundary layer Reynolds number, Furthermore, the pressure rise necessary to separate boundary layer in external flows was found to be applicable to SIS in overexpanded propulsion nozzles. This is due to the fact that the SIS phenomenon caused by the interaction between shock waves and turbulent boundary layers is processed through a supersonic deceleration. This is, the SIS in almost all of interacting flow fields is governed by the concept of free interaction, and criterion of SIS is only a Function of upstream Mach number.

인공위성의 궤도진입에 사용되는 액체추진제 로켓엔진의 개발에서 분사기 설계를 적절히 수정, 보완 할 목적으로 수행된 핵심부품별 유동해석의 내용이 기술되었다. 단일 격자계를 구성하기 어려운 복잡한 형상의 분사기 유동장에 대한 격자계 구성을 용이하게 하고, 3차원의 점성 유동해석을 컴퓨터 기억 용량에 제한없이 수행하기 위한 다중블럭 격자기법이 사용되었다. 분사기의 내부유동은 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식으로 pseudocompressibility 방법을 이용하여 수치모사되었다. 정상상태의 해는 근사 인자분해에 의한 ADI 기법으로 계산되고, 공간미분항에 대해 nonstaggered 격자계에서 2차 중앙차분을 사용하며 수치해의 안정성을 위해 인공점성항을 추가하였다. 난류계산을 위해 Baldwin- Lomax의 대수적 난류모델에 다수의 벽면효과를 고려하였다. 해석결과는 분사기의 성능에 영향을 미칠 수 있는 유동조건에 따라 분석되었다.

최근 개발 중이거나 개발 예정인 항공기용 가스터빈의 종류, 현황 및 적용 기술 등을 설명하였다. 가스터빈은 군용. 민간용으로 임무 또는 목적에 따라 특성화된 엔진으로 발전되고 있으며 이러한 추세에 따라 복합사이클 엔진, 고속터보프롭엔진, 프롭팬엔진, 덕트 없는 팬엔진(UDF). 초고바이패스(VHPR)엔진, 열재생엔진 및 V/STOL용엔진 등에 대한 개발현황 및 각 주요구성품의 최신요소기술들이 설명되었다. 또한 우리나라 항공용 가스 터빈 엔진 개발 기술의 현황과 발전방향에 대해 간략히 제시하였다.

The main purpose of igniter is sure ignition of main propellant at desired ignition delay times. Since ignition mechanism of solid rocket propellant involves so many complicated physical and chemical phenomena, it is almost impossible to predict ignition behavior with pure analytical means. In this study, one dimensional and unsteady ignition transient phenomena in solid rocket was analyzed by finite volume method. In analysis, assumption was made that ignition occurs when propellant surface temperature reaches to it's auto-ignition temperature.

전자파가 착화기에 미치는 영향을 간단한 안테나 이론을 바탕으로 예측하였다. 구룡을 중심으로 위험 정도를 예측하였으며 주변 전자파 강도는 MIL.-STD-461에 RS전계를 적용하였다. ‘Worst case’에서 구룡 무기체계는 특정 주파수 대역에서 ‘위험’이 있음이 예측되었으며 그에 따른 개선 방향을 제시하였다.

본 연구는 유도탄 비행시험시에 연소관의 스커트와 날개 장착용 브라켓에 작용하는 공력하중과 연소관에 내압이 동시에 작용하는 추진기관에 대하여 구조 해석하였다. 추진기관의 스커트부 및 브라켓부의 공력하중은 3차원적으로 작용하기 때문에 대칭성을 이용한 $180^{\circ}C$3차원 구조 해석을 수행하여 비행시험, 수압시험, 지상시험 모드에 대하여 응력 수준을 비교하였다. 해석 결과 3가지 모드의 최대 등가응력은 거의 같으며, 비행시험시 공력하중이 앞마개부에 미치는 영향은 최대 등 가응력의 6%이내로 상당히 작았다. 수압시험 모드와 지상시험 모드의 실험치와 해석치를 비교한 결과 정확한 해석을 위해서는 점화기를 모델링과 점화기와 연소관, 브라켓과 연소관에 접촉요소의 적용, 3차원 비선형 해석등 보다 상세한 해석이 필요함을 알 수 있었다.

추진기관 연소관 제작시 발생하는 결함등에는 주로 표면결함의 형태의 것이 많은데 연소관 설계시 이러한 결함들의 영향을 고려하는 것이 구조물의 안정성에 있어 중요한 요소가 된다. 따라서 본 논문에서는 연소관에 발생할수 있는 결함들에 대한 파단하중 및 파단압력에 대한 탄성 및 탄소성해석을 통하여 파괴 매개변수인 J적분을 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3차원 비선형해석을 수행하여 5가지의 균열모델을 사용하여 평판, 양단개방 압력용기(open tube) 및 양단막힘 압력용기 (closed tube)의 파단하중하에서의 J적분의 영향을 분석하였다. 평판 결함시편의 J적분으로부터 압력용기의 손상허용설계를 할 수 있는 방안을 조사 하였으며 추진기관 연소관에 적용하여 발생가능한 크기의 결함에 대한 안정성을 조사한결과 충분한 안정성을 확보하고 있음을 알수 있었다.

Al 7175 합금 형단조에서 주조조직 파괴를 위한 빌렛트제작(BM)공정과 ITMT공정 이 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. BM공정과 ITMT 공정을 동시 적용한 형단조품의 기계적 성질은 길이방향에서 인장강도가 10%, 연성이 50%, 충격흡수 에너지가 20% 증가되었고 횡방향에서도 인장강도가 7%, 연성이 9% 증가되었다. 이와 같은 기계적 성질의 향상은 BM과 ITMT공정을 동시 적용한 형단조품 미세조직의 결정립크기가 17$\mu\textrm{m}$로서 일반단조조직보다 3배이상 미세하고, 균일한 등축재결정 조직을 나타내는데 기인하는 것으로 판단된다.

본 연구는 강도와 인성이 우수한 7175Al 단조재의 국산화 개발을 위하여 기존 7XXX합금의 제조공정(일반공정)을 적용한 7075-T6/T73, 7050-774 및 7175-T74 단조재와 중간열처리, 용체화처리 등을 고온처리하는 특수제조 공정을 적용한 7175-T74 단조재의 강도, 파괴인성($K_IC$) 및 피로특성을 비교 평가하였다. 특수공정을 적용한 7175S-T74 단조재는 일반공정의 7075-T73, 7050-T74 및 7175-T74재보다 강도, 파괴 인성 및 피로특성이 향상되었다. 이것은 주조시 응고과정에서 형성되는 2차상입자의 감소와 특수공정의 적용효과에 기인하는 것으로 판단된다.

로켓트 노즐 재료로 사용되는 그라파이트의 내삭마 특성을 향상시키기 의해 다층코팅에 관한 연구를 하였으며 $AI_2$$O_3$/PT/pack-SiC/Graphite와 CVD-$Si_3$$N_4$/CVD-SiC/pack-SiC/Graphite의 두 다층코팅 구조를 제작하여 내삭마 효과를 알아 보았다. $AI_2$$O_3$와 Pt충은 스퍼터링 증착방식을, $Si_3$$N_4$와 SiC층의 CVD는 저압화학증착방식을 사용하였다. 코팅층의 내삭마 특성 평가는 직접 노즐에 코팅층을 입혀 소형고체 추진기관 연소모타에 장착, 지상연소시험을 통해 수행하였으며 코팅층이 없는 표준모타에 비해 각각 60%, 80% 이상의 내삭마 특성의 향상을 보였다.