The Visualization of Unstable Combustion in Hybrid Rocket

The irregular fuel surface was observed by the visualization of hybrid rocket combustion. Even though the test condition maintained oxidizer rich environment, the irregular dark fuel surface was formed as the result of incomplete combustion. In order to investigate the correlation of the characteristics of oxidizer flow and the irregular fuel surface, various flow conditions were imposed such as swirl flow, induced swirl flow by helical fuel configuration and straight flow. Test results revealed no correlation was found between oxidizer flow condition and irregular fuel surface. And this can be a commonly observed phenomena in the tests with different fuel/oxidizer combination. Thus, the irregular fuel surface can be a result of the interaction of blowing flow of vaporized fuel and the boundary layer of oxidizer flow. A further study will be required to confirm the assumption for the formation of irregular fuel surface.

하이브리드 로켓의 불안정 연소 특성 가시화

하이브리드 로켓의 연소 가시화에 의하면 연소 후 연료 표면이 고르게 연소되지 못한 것을 확인할 수 있었다. 검은색의 불규칙한 연료 표면은 국부적으로 산화제가 부족해서 생긴 현상이다. 실험조건은 산화제 공급이 충분히 이루어진 상태였으므로 불완전 연소가 산화제 유동 조건과 관련이 있는가를 검증하기 위하여 여러 가지의 산화제 유동 환경을 설정하여 실험하였다. 실험결과에 의하면, 산화제 유동이 불안정한 연료표면에 영향을 줄 수 있지만 근본적인 발생 원인이 아닌 것을 알 수 있었다. 또한 다른 추진제를 사용하는 하이브리드 로켓 실험에서도 비슷한 현상이 발견되고 있는 점을 볼 때 이러한 불안정한 연소는 하이브리드 로켓의 연소에서 발생하는 공통적인 현상임을 확인하였다. 이는 연료가 기화하는 분출 유동과 산화제 유동이 혼합할 때 경계층이 교란되어 나타난 결과로 판단된다.