• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.35-35
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• 1998

고체 로켓 추진기관의 노즐을 개발하기 위해서는 주어진 체계 제한 조건내에서 기본적인 가스의 동력학, 내탄도에 의한 형상 설계, 재료 개발 및 적용 기술, 열전달 계산에 의한 열설계 및 해석 등이 종합적으로 적용되며 수많은 반복과정을 거쳐야 한다. 특히 최근에는 알루미늄 함유량을 증가시켜 연소가스의 온도가 300$0^{\circ}C$ 이상이 되는 고성능 추진제가 일반적으로 적용되고 있으므로 고온에 의한 열적문제가 심각하게 대두되고 있으며 이에 견디는 신뢰도가 높은 노즐 설계개발이 요구되고 있다. 노즐목을 노즐내에서 열부하가 가장 심한 곳으로 노즐목 확대에 의한 추력 손실을 최소화하기 위해 내삭마성이 강한 재료를 선정하여야 하며, 그래파이트는 이러한 조건을 만족시키는 소재의 하나로 많이 적용되고 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1995년도 제5회 학술강연회논문집
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• pp.207-213
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• 1995

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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.699-705
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• 2011

고기동 유도탄은 짧은 시간에 큰 추력을 필요로 하는 발사체이다. 유도탄의 비행에 필요한 추력을 얻기 위하여 고체 연료를 폭발적으로 연소시키면 고온, 고압의 연소 가스가 발생되고, 이 연소 가스를 초음속 노즐을 통하여 팽창시킴으로서 큰 추력을 얻게 된다. 로켓 모터의 작동 시간은 수초 미만에 지나지 않으나 큰 추력을 내기 위해 고온 고압의 연소 가스가 이용됨으로 평창 과정 중 시스템 부품의 파손 혹은 노즐목 부근에서 삭마현상이 발생되기도 한다. 즉, 탄의 정확한 제어를 위해서는 연소 가스와 벽면과의 열전달에 따른 열응력과 유동장 내의 압력의 변화에 따른 구조체 응력이 동시에 고려된 정확한 응력해석이 선행되어야만 한다. 본 논문에서는 예비 설계된 추력 발생장치에 고온 고압의 연소 가스가 유동할 때 모터의 작동시간에 따른 구조체의 안전성을 응력과 재료의 용융온도의 측면으로부터 구명하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.83-87
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• 2005

본 연구에서는 단일 포트 그레인 형상을 갖는 하이브리드 추진 시스템의 고체 연료 L/D 비 변화에 따른 연소 특성을 고찰하였다. 본 연구를 위해 그레인 포트 직경이 같은 경우와 그레인 길이가 같은 경우로 나누어 L/D 비 변화에 관한 실험을 수행하였다. 그레인 포트 직경이 같은 경우 L/D 비 변화에 따른 후퇴율은 큰 차이가 없었으며 L/D 비가 클수록 O/F 비는 낮았고 추력은 높았다. 그레인 길이가 같은 경우 L/D 비 변화에 따른 O/F 비와 추력은 큰 차이가 없었으며 L/D 비가 작을수록 후퇴율은 높았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권8호
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• pp.54-63
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• 2004

2002년 11월 28일 발사된 KSR-III 과학로켓에서 공력가열로 인한 온도상승을 측정하였으며, 로켓 외피의 온도 및 공력가열량을 계산하였다. 계산에 사용된 소프트웨어는 이론식에 기초한 경계층을 해석하여 비행시간동안 비정상 공력가열량을 계산하는 MINIVER 코드이며, 비행체 내부로의 일차원 고체 열전도까지 고려하였다. 계산 결과 비행체 내부 페이로드 장착부분의 열전달은 대부분 복사로 이루어지고, 공력가열로 인한 KSR-III 외피 최고온도는 핀에서 $223^{\circ}C$이며 최대 공력가열은 노즈캡에서 $133kW/m^2$이었다. 중요부분에서 재질의 허용온도를 만족하였으며 외피 단열재 설계가 적절히 이루어졌음이 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.67-74
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• 1999

고체 물체 표면이나 지표면에 초음속 제트가 충돌할 때 발생되는 문제들은 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 수직 이/착륙기, 제트 엔진의 배기가스, 가스터빈 블레이드, 지상 로켓 발사 등의 다양한 상황에서 일어나며 이러한 충돌제트의 유동은 아음속과 초음속 혼합영역, 충격파가 교차하는 영역, 팽창파, 난류 전단층 등의 매우 복잡한 구조를 이루고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 출구마하수 2, 축소-확대형 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 수직, 경사평판에 부딪힐 때 형성되는 표면압력분포 및 유동가시화 등을 초음속 유동시험장치를 이용하여 연구하였다. 평판에서의 최대압력은 수직일 경우보다 경사졌을 때 훨씬 더 컸으며, 이는 여러 충격파를 통한 압력 회복 때문이다. 또한, 평판이 자유제트의 첫 번째 충격파 셀 내에 위치할 때 과소 팽창비에 따른 표면압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.31-38
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• 2005

본 연구에서는 단일 포트 연료 형상을 갖는 하이브리드 추진 시스템의 고체 연료의 L/D(길이/직경)비 변화에 따른 연소 특성을 고찰하였다. 본 연구를 위해 연료 포트 직경이 같은 경우와 연료 길이가 같은 경우로 나누어 L/D 비 변화에 관한 실험을 수행하였다 연료 포트 직경이 같은 경우 L/D 비 변화에 따른 후퇴율은 큰 차이가 없었으며 L/D 비가 클수록 O/F 비는 낮았고 추력과 특성속도는 높았다. 연료 길이가 같은 경우 L/D 비 변화에 따른 O/F 비와 추력, 특성속도는 큰 차이가 없었으며 L/D 비가 작을수록 후퇴율은 높았다. O/F 비의 변화가 없을 경우 $\dot{r}=a{G_0}^n$에서 지수 n은 0.5의 값을 갖는 것을 실험적으로 얻을 수 있었다. PE와 기체산소를 본 실험의 연료와 산화제로 사용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권3호
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• pp.232-241
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• 2011

하이브리드 로켓은 난류 산화제 유동과 고체 추진제의 기화로 인한 분사 유동 사이의 상호 작용에 의해 복잡한 형태의 혼합 전단층이 존재한다는 특별한 성질을 가지고 있다. 본 논문에서는 유동 간섭에 의해 표면에서 발생하는 진동 유동의 물리적 특성을 연구하기 위하여 압축성 효과를 고려한 질량분사가 있는 덕트 유동의 LES(Large Eddy Simulation) 해석을 수행하였다. 계산 결과에 따르면, 기화 질량이 분출됨에 따라 주유동방향 와류의 특성이 강해지고 국부적으로 발생하는 역류 현상을 근거로 벽면 근방에서 원주방향 와류가 생성됨을 확인하였다. 그리고 시간 특성을 갖고 나타나는 와류 흘림 현상은 혼합 전단층에 기인한 유동 불안정성에 의해 촉진되었으며, 분출유동에 의해 발달한 고유 진동 유동을 의미하는 압력 섭동의 특정 진동수가 $\omega$=8.8에서 검출됨을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.745-751
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• 2012

하이브리드 로켓은 축 방향의 산화제 유동과 고체 연료의 기화로 인한 벽면 분출 유동사이의 상호 간섭에 의해 복잡한 형태의 혼합 전단층이 존재한다. 연소실 입구에 링이 설치되어 있고 질량분사가 있는 실린더 유동에 대하여 압축성 효과를 고려한 LES(Large Eddy Simulation) 기법을 적용하여 수치계산을 수행하였다. 최근의 실험에 의하면 연료 중간에 링과 같은 다이아프램이 설치된 경우, 연소율의 증가가 관찰되었다. 계산 결과에 따르면, 축방향 유동과 벽면 분출 유동이 상호 간섭하여 발생하는 벽면 와류가 국부적인 연료 표면으로의 열전달을 증가시켜 실험에서 관찰되는 딤플이 생성되는 것을 확인하였다. 또한 연소실 입구에 설치된 링에 의하여 발생되는 와류는 벽면 와류가 보다 활발하게 생성되고 열전달과 혼합을 향상시키는 역할을 하며 이 때문에 연소율이 증가되는 것으로 보인다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권5호
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• pp.27-35
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• 2021

소련/러시아의 초음속 대함유도탄에 대하여 살펴보았다. 초음속 대함유도탄은 항공모함 전단에 대한 비대칭전력의 하나이다. 유도탄의 초음속 비행은 긴급표적의 타격에 매우 유용하며, 유도탄이 표적의 방공망을 돌파하여 표적을 타격할 수 있는 능력 개선에도 유용하다. 초음속 대함유도탄의 운용개념 개선으로 생존성도 향상되었다. 초음속 대함유도탄의 발전은 추진기관 기술의 발전에 힘입은바 크다. 초기의 초음속 유도탄들은 고체추진기관 또는 터보제트엔진을 사용하였다. 통합 로켓-램제트 엔진의 사용으로 유도탄 크기는 줄어들 수 있었으며, 소형화된 유도탄은 다양한 플랫폼에서의 운용을 가능하게 되었다. 최근에는 수출용 초음속 유도탄 개발도 활발하다.