권호 표지

한국추진공학회지 (Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers) (Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers)

한국추진공학회 (The Korean Society of Propulsion Engineers)

  • 격월간
  • /
  • 1226-6027(pISSN)
  • /
  • 2288-4548(eISSN)

과학기술표준분류

  • 기계 ＞ 우주발사체

Aim & Scope

This Journal is a bimonthly publication of the Korean Society of Propulsion Engineers (KSPE), articles of which are selected for publication through a peer-review process based upon the judgement of originality, quality of exposition, and significance of the results. It is devoted to the advancement of the science and technology not only of aerospace propulsion but also of all sorts of power directly related to propulsion, through the dissemination of original research papers and review articles contributing to advancements in airbreathing, electric, and advanced propulsion; solid, liquid, and hybrid rockets; fuels, high energy materials, and propellants; power generation and conversion for aerospace vehicles and waterborne vessels; and the application of propulsion engineering to terrestrial energy devices and systems. This Journal aims to provide readers with primary interests in propulsion area ranging from research through development to applications. Papers of theoretical, computational, and experimental research in those disciplines and also the sciences of combustion, fluid mechanics, heat transfer, guidance and control, and structural mechanics as directly related to propulsive power and energy systems are solicited.

http://www.kspe.org KSCI KCI

제16권4호

  1. 김동현;김상조;김귀순;손창민;김유일;민성기 1
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.001 PDF KSCI
    본 연구에서는 가변 입구 안내익이 있는 다단 축류압축기의 성능예측을 위하여 3차원 전산해석, 전산해석 결과를 이용한 단 축적법, 그리고 스케일 된 단 축적법의 3가지 해석 기법을 적용하였다. 이 방법들을 적용하여 구한 압축기 탈설계점 성능특성은 성능시험 결과와 비교하여 분석하였으며, 가변 입구 안내익 적용시의 성능해석을 수행하여 가변 효과를 살펴보았다. 성능해석은 상용 전산 유동해석 프로그램인 FLUENT $6.3^{TM}$ 과 NASA의 압축기 해석 코드를 이용하여 해석을 수행하였다.
  2. 윤성호;황영은;김찬규 9
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.009 PDF KSCI
    본 연구에서는 핀 하중 시험을 통해 탄소섬유/에폭시 복합재의 핀 체결부에 대한 베어링 강도를 조사하고 음향방출법을 적용하여 파괴거동을 조사하였다. 복합재는 필라멘트 와인딩 공법을 적용하여 제작되었으며 적층패턴을 달리한 세 종류의 시편을 적용하였다. Type 1은 스티치가 있는 일방향 섬유시트가 적용된 적층패턴을 가지고 있고, Type 2는 스티치가 제거된 일방향 섬유시트가 적용된 적층패턴을 가지고 있으며, Type 3는 프리프레그가 적용된 적층패턴을 가지고 있다. 연구결과에 따르면 Type 1은 Type 2에 비해 베어링 강도가 3.3% 낮게 나타났으며 Type 3가 가장 높은 베어링 강도를 나타내었다. Type 1과 Type 2는 net-tension 모드 파손이, Type 3는 베어링 모드 파손이 나타났으며 Type 3의 음향방출 에너지는 Type 1과 Type 2의 경우에 비해 높게 나타났다. 이로 미루어 보면 Type 3가 구조적으로 가장 안전함을 알 수 있었다.
  3. 최창선 16
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.016 PDF KSCI
    직경 22 mm 정도의 케이블 절단을 위한 케이블커터의 화약량 예측을 위하여 impact test machine을 이용한 낙하충격 시험을 실시하였다. Impact test 시험 결과는 Probit 방법으로 분석하였으며, 99% 신뢰도에서 99.99% 절단하는 에너지는 37.7 J로, 절단 평균 에너지는 24.9 J로 예측 되었다. 150 mg의 ZPP를 사용하여 시험한 결과, 케이블이 3번 모두 절단되었다. 이때 측정된 압력으로부터 계산된 에너지는 26.1 J이었으며 이 값은 impact 시험 결과나 화약에너지의 10%가 기계적 에너지로 변화된다는 가정 하에 ZPP 150 mg이 발생하는 기계적 에너지인 24.5 J과 아주 유사하다. Impact test의 분석결과를 적용하면 ZPP 230 mg의 화약으로 99% 신뢰도에서 99.99% 절단 확률을 보장할 수 있을 것으로 판단된다.
  4. 김상조;김동현;손창민;김귀순;김유일;민성기 23
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.023 PDF KSCI
    본 연구에서는 가변 안내익과 가변 정익을 가진 압축기가 적용된 소형 터보팬엔진의 통합성능해석법에 대한 연구를 수행하였다. 통합해석을 위해 Isight를 이용하여 엔진성능해석프로그램(NPSS)과 압축기탈 설계점 성능프로그램(STGSTK)을 연계하여 해석할 수 있는 절차 및 연계프로그램을 구축하였다. 각각의 해석프로그램은 실험데이터와 비교하여 타당성을 검증하였다. 이러한 통합 해석법을 적용한 결과 탈설계점에서 요구되는 서지마진을 가지는 가변시스템의 작동 조건을 예측할 수 있었다.
  5. 박성호;김재훈 33
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.033 PDF KSCI
    KM6 단기추진제의 저장수명을 감마과정 이론을 이용한 확률론적 방법으로 추산하였다. 장기 저장에 따른 안정제 함량의 저하량이 0.8%일 때를 상태고장으로 보았으며 정상감마과정으로 가정하였을 때 형상함수의 상수와 척도모수를 모멘트법으로 추정하였다. 저장기간별 확률밀도함수로부터 각 저장기간에서의 상태분포를 확인할 수 있으며 누적고장분포함수 곡선에서 누적고장확률이 10%인 $B_{10}$수명은 25년이며 $B_{50}$수명은 36년으로 추산되었다. 실용적 관점에서 볼 때 $B_{50}$수명을 평균저장수명으로 볼 수 있으며 확률과정론을 이용하면 저장수명을 분포곡선으로 표현할 수 있다.
  6. 전성민;곽현덕;홍순삼;김진한 42
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.042 PDF KSCI
    고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 무부하 회전 시험을 통하여 얻어진 임계속도를 회전체동역학해석으로부터 예측된 임계속도와 상호 비교하여 해석 모델의 타당성을 검토하였다. 질량 불평형 하중만을 고려한 베어링 무부하 하중조건에서 해석으로부터 얻어지는 1차 임계속도의 예측치는 시험에서 얻어진 결과와 잘 일치하였다. 상기 회전체동역학 모델을 이용하여 유동해석 및 성능시험 결과를 바탕으로 얻어진 펌프와 터빈의 반경하중으로부터, 반경하중 상대 각도에 따른 베어링 강성 변화를 고려하여 임계속도 변화를 예측하였다. 수치해석 결과 펌프와 터빈의 반경하중 상대 각도는 임계속도에 지대한 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 반면 추가로 축하중이 부과되는 경우 반경하중의 상대 각도에 대한 영향은 감소하는 것으로 나타났다.
  7. 김채형;정인석;최병일 50
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.050 PDF KSCI
    벤트 혼합기는 혼합기 후류에 존재하는 재순환 영역으로 공기를 유입시켜 연료-공기 혼합을 증대시키는 혼합기이다. Stereoscopic PIV기법을 통해 얻은 3차원 속도, 와류, 난류운동에너지를 토대로 계단형 혼합기를 기본 모델로 하여 벤트 혼합기의 성능을 분석하였다. 벤트 혼합기는 두터운 전단층으로 인해 높은 침투거리를 보였으며, 난류운동에너지는 주로 주유동과 제트유동의 경계면을 따라 분포하였다. 이 난류 영역은 혼합영역 내에서 활발히 물질전달을 일으키며, 혼합 증대를 가져온다.
  8. 김민기;윤지수;황정재;윤영빈 57
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.057 PDF KSCI
    본 연구는 희박 예혼합 연소기에서 연소실과 연료-공기 혼합부의 공진모드의 관계가 연소불안정에 어떤 영향을 미치고 있는지에 대하여 실험적으로 확인한 연구이다. 다체널 동압측정을 통하여 각각 위치에서 동압의 모드와 각 센서들간의 phase를 분석하여 연소불안정의 원인을 규명할 수 있었다. 연소실의 길이(800~1800)와 혼합부의 길이(470, 550, 870 mm)를 음향학적 경계로 일치시켜 연소불안정 특성을 확인해 보았을 때 두가지 서로 다른 연소불안정 모드를 확인할 수 있었는데 저주파 연소불안정 특성은 화염의 열방출 섭동과 연소실의 공진모드에 기인하며, 고주파 영역대의 연소불안정 현상은 혼합부의 길이를 변경하였을 때 발생하는 또 다른 불안정 현상임을 실험적으로 확인할 수 있었다.
  9. 김정우 70
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.070 PDF KSCI
    공력학적 성능을 평가하는 대형 유동 시험장치에서 시험체 입구로 들어가는 유체의 압력, 온도, 유량등은 시험체의 성능 계산에 필수적인 항목이므로, 이 값들을 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 벨마우스와 레이크를 사용하여 보정 유량 범위가 5 ~ 8 kg/s인 대용량 유량을 계측하는 방법을 연구하였다. 벨마우스는 ISO Standard를 따라 0.5% 정확도를 만족할 수 있도록 설계하였고, 레이크는 등면적으로 배치하도록 설계하였다. 총 9 회의 서로 다른 조건의 시험을 분석한 결과 레이크 레이놀즈 수와 유량값의 비가 1차 함수 관계에 있음을 확인하였고, 이 관계식을 이용하여 레이크의 유량값을 벨마우스의 값을 기준으로 최대 -0.507%, 평균 -0.000274% 오차율로 보정할 수 있었다.
  10. 오창묵;유영준;민성기 80
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.080 PDF KSCI
    본 연구는 상변화물질이 고상에서 액상으로 변화되는 동안, 상변화 물질의 온도가 변하지 않는 특성을 이용하여, 고온환경에 한시적으로 사용되는 열차폐 구조물의 구현가능성을 수치해석적인 방법으로 평가하고, 이에 대해 개선사항을 도출하여 열차폐 구조물의 설계에 반영하기 위한 것이다. 이를 위해 시스템에 적용되는 환경조건을 단순화하여 내부에서 발열하는 구성품에 의한 내부발열면과, 외부의 고온환경을 모의하는 외부가열면으로 경계조건을 설정하였고, 해석형상은 해석의 용이성을 위하여 육면체 형상으로 고려하였으며, 상변화물질의 용융특성과 열차폐 구조물내 공기온도 변화를 연결기의 유무에 따라 비교하고 분석하였다. 이 결과, 내부 발열면의 열이 상변화 물질로 원활히 전달되지 않아 내부공간의 온도가 크게 상승하며, 연결기로 유입되는 열이 상당한 것으로 해석되었다.
  11. 정용갑;이광진;조남경;한영민 87
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.087 PDF KSCI
    우주발사체 추진기관은 일반적으로 산화제와 연료를 연소실로 공급하여 추진력을 얻게 된다. 개발중에 있는 한국형 발사체(KSLV-II) 2단 엔진의 경우 산화제로는 액체산소(Liquid Oxygen)를 사용하고 연료로는 JET-A1이 사용될 예정이다. 터보펌프 공급방식인 2단 엔진의 주요 구성은 연소기와 터보펌프, 엔진공급시스템 등으로 구성되어 있다. 액체 추진 엔진 개발을 위해서는 서브시스템인 연소기 개발이 선행되어야 하고 설계 및 제작된 연소기의 성능 검증은 연소기 연소시험설비(CCTF)에서 수행된다. 우주센터에 구축 예정인 연소기 연소시험설비에 대한 상세설계가 수행되었으며, 본 설계 결과를 기준으로 AMESim을 사용하여 연료공급시스템에 대한 모델링을 수행하여 연료 공급특성을 해석하였다.
  12. 백국현;오종윤;이영원;이지형;정진석 93
    https://doi.org/10.6108/KSPE.2012.16.4.093 PDF KSCI
    유도탄의 저온 사출 시스템 구현에 있어서 요구된 이탈모타 개발 중 나타난 복기 추진제의 연소불안정, 특히 chuffing 현상을 해결하기 위해 시도되었던 여러 가지 기술적 접근방법과 이들의 시험 결과를 수록하였다. 본 이탈모타에서는 일반적으로 점화 에너지와 관련이 깊은 것으로 알려진 chuffing 현상이 점화 에너지의 공급량이나 공급 방법 등에 의해는 억제 효과가 나타나지 않았고, 특성길이($L^*$)의 증가 및 추진제에 감쇄 물질인 ZrC를 2% 첨가함으로써 억제되었다. 이로써 복기 추진제의 연소불안정을 해결할 수 있는 새로운 경험을 얻게 되었다.