• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.96-107
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• 2018

고체추진기관 내에 점화기와 추진제 그레인 간격에 따라 화염에 의해 발현되는 내부 유동 형태에 대해 전산유체해석(CFD)를 이용하여 살펴보았다. 실린더형과 슬롯형 추진제 그레인에 대해 실린더형은 간격 1 mm, 3 mm, 5 mm, 슬롯형은 점화기의 화염 분출구가 넓은 간격에 위치한 경우와 좁은 간격에 위치한 경우에 대해 수치 해석을 수행하였다. 실린더형은 간격이 좁을수록 점화기와 추진제 사이에 고압력이 형성되며, 점화기 말단 부근에서 압력 강하 또한 상대적으로 크게 나타났다. 실린더형은 간격에 영향을 받았으나, 슬롯형은 화염 분출구 위치에 관계없이 압력 형태가 유사하게 나타났으며, 실린더형 간격 5 mm와 유사한 결과를 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.460-463
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• 2011

여러 가지 목적으로 제작되는 고체 추진기관은 사용 가능한 기간이 정해져 있어 그 용도에 따라 사용되지 않은 한 적절한 방법으로 폐기 처리 되어야 한다. 일반적으로 고체 추진기관 제작에는 암모늄퍼클로레이트를 사용하는데, 이는 환경 오염물질이다. 과거에는 소각하거나 폭파하는 방법이 일반적이었으나, 이는 주변 환경을 오염시키고 폭발 안전문제를 야기한다. 이를 해결하기 위한 대안으로, Water-washout 공정을 이용하여 추진기관을 분리하고, 암모늄퍼클로레이트를 친환경적으로 회수하는 방법을 연구하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.177-180
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• 2009

직경 대 길이비(L/D)의 값이 큰 고체 추진기관에서는 축방향 연소불안정 현상이 발생할 가능성이 높다. 일반적으로 이러한 현상을 억제하기 위해 추진제에 금속입자를 포함시키거나 그레인 설계시 축방향 압력 진동을 억제할 수 있도록 형상을 고안한다. Slotted-Tube형 그레인을 적용한 고체 추진기관은 연소시 Slot의 영향으로 인해 축방향 압력진동이 억제되나 Slot의 길이가 짧을 경우 연소 중반이후부터 실린더부의 영향으로 축방향 압력진동이 증폭될 수 있다. 본 연구에서는 230mm급 고체 추진기관의 연소 시험 결과 중 압력에 대해 스펙트럼 분석 및 음향모드 해석을 수행하여 축방향 압력 진동 현상을 분석하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.48-56
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• 2011

직경 대 길이비(L/D)의 값이 큰 고체 추진기관에서는 축방향 연소불안정 현상이 발생할 가능성이 높다. 일반적으로 이러한 현상을 억제하기 위해 추진제에 금속입자를 포함시키거나 그레인 설계시 축방향 압력 진동을 억제할 수 있도록 형상을 고안한다. Slotted-Tube형 그레인을 적용한 고체 추진기관은 연소시 Slot의 영향으로 인해 축방향 1차 모드 압력진동이 억제되나 연소관 후방 내열재 삭마로 인해 공동이 형성되어 Vortex Shedding에 의한 2차 모드 압력진동이 증폭될 수 있다. 본 연구에서는 4 Slotted Tube형 고체 추진기관의 설계 개선을 통해 Vortex Shedding을 억제하여 연소불안정 현상을 개선하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권1호
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• pp.95-103
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• 1999

혼합형 고체추진제의 저압하에서의 연소특성을 연소속도측정, 점화 및 정상 연소현상 관찰, 그리고, 소화표면의 구조 관찰의 측면에서 연구하였다. 이를 위하여 OVSB 장치를 제작하였으며, 저압 연소속도 측정기법을 정립하여 혼합형 고체추진제의 저압 연소속도를 측정하였고, OVSB의 연소실에 장착된 창을 통하여 추진제의 점화 및 연소현상을 비디오 카메라를 사용하여 초당 30 장의 속도로 촬영하여 분석하였다. 또한, 급속감압법을 이용하여 얻은 추진제의 소화표면의 구조를 주사전자현미경으로 분석하였다. 시험 대상 추진제들은 대기압 이하(2.0∼15psia)의 저압하에서 압력 지수가 0.6∼0.88로 높은 압력의존성을 보였으며, 추진제에 포함된 금속입자(Al) 함량이 연소속도와 압력 지수에 크게 영향을 주는 것으로 나타났다. 금속함량이 클수록 연소속도가 빨랐으며, 압력 지수는 작았다. 시험대상 추진제들은 2.0psia 부근에서 자체 소화되는 특성을 보였다. 그리고, 연소표면에서의 AP 입자의 분해속도가 바인더의 분해속도 보다 느렸으며, 낮은 압력으로 인해 바인더가 쉽게 기체상태로 승화하는 것으로 판단되었다. Al이 다량 함유된(17.5%) 추진제가 점화성이 우수하였다.

• 항공우주기술
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• 제7권1호
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• pp.136-141
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• 2008

원통형 초음속 디퓨저를 사용하면 추진기관에서 발생하는 고온 연소가스의 모맨텀을 이용하여 비교적 간단하게 안정된 고고도 환경을 모사할 수 있다. 디퓨저를 이용한 고공모사 시험에서 추진기관의 연소시간이 긴 경우, 고온의 연소가스가 디퓨저 내 벽면에 직접 탈기 때문에 반복적인 사용을 위해 이 부위에 대한 냉각대책이 필요하다. 디퓨저 내부로 분사되는 냉각수가 디퓨저 작동특성에 미치는 영향을 파악하고자 축소형 연소실험을 수행하였으며, 본 논문은 실험방법과 그 결과에 대해 기술하고 있다. 고체 추진제를 연료로 하는 가스발생기를 이용하여 추진기관을 모사하였으며, 일반 수돗물을 냉각제로 사용하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.79-84
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• 2012

창이 있고 밀폐되어있는 시험챔버를 사용하여 고속가압에 의한 고체추진제의 균열진전시험을 수행하였다. 고체추진제 예균열 시험편은 시험챔버내에 설치되고, 축압기 내에 고압으로 축적된 질소가스는 고속가압을 위해 가압밸브를 통해 시험챔버를 가압한다. 시험챔버 내의 압력이 설정압력에 도달하게 되면 가압밸브는 닫히고 배기밸브를 통해 시험챔버는 감압이 된다. 본 논문에서는 시험결과로부터 시간에 따른 시험챔버압력을 나타내는 압력-시간 선도를 얻었으며, 선도로부터 가압비(${\Delta}P/{\Delta}t$)를 계산하였다. 3가지 가압비 64.34, 73.86, 85.44 MPa/s 에 대한 시험을 수행하였으며, 가압비에 따른 균열진전 길이를 측정하였다. 또한 고속 디지털카메라촬영을 통해 균열진전과정을 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.539-544
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• 2012

창이 있고 밀폐되어있는 시험챔버를 사용하여 고속압력하중부가에 의한 고체추진제의 균열진전시험을 수행하였다. 고체추진제 예균열 시험편은 시험챔버내에 설치되고, 고속압력하중을 부가하기 위해 어큐뮬레이터 내에 고압으로 축적된 질소가스를 가압밸브를 통해 시험챔버 내에 가압하였으며, 시험챔버내의 압력이 설정압력에 도달하게 되면 가압밸브는 닫히고 배기밸브를 통해 시험챔버는 감압이된다. 시험결과로부터 시간에 따른 시험챔버압력을 나타내는 압력-시간 선도를 얻었으며, 선도로부터 가압비(${\Delta}P/{\Delta}t$)를 계산하였다. 3가지 가압비 64.34, 73.86, 85.44 MPa/s 에 대한 시험을 수행하였으며, 가압비에 따른 균열진전길이가 측정되었다. 또한 고속 디지털카메라촬영을 통해 균열진전과정을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.363-368
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• 2010

고체추진제의 연소가 진행될 때, 고체상에서 액체상으로, 액체상에서 기체상으로의 상변화가 일어난다. 이 때 추진제 표면에서는 액체상, 기체상이 동시에 존재하게 된다. 액체상과 기체상의 중간에서는 액체상과 기체상의 혼합으로 인하여 거품이 형성되는데, 이 구간을 용융층(Melt Layer)이라고 한다. 용융층의 윗부분, 즉 액체상과 기체상 사이에는 연소면(Burning Surface)이 존재한다. 일반적으로 고체추진제가 연소될 때 생성되는 용융층의 두께는 1기압에서 약 1마이크론 정도이다. 본 연구에서는 물리적인 상변화 현상을 상방정식을 이용하여 액체에서 기체로의 상변화 현상을 모사하였다. 이를 통하여 연소면의 두께, 형성과 전파를 모사하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권4호
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• pp.401-409
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• 2012

초음파 시험은 접착계면에서 발생하는 미접착 결함을 검출할 수 있는 다른 비파괴 시험보다 미접착 검출 능력이 월등히 뛰어나다. 하지만, 스틸 연소관, 내열 고무, 라이너 및 추진제로 구성된 고체 추진기관은 각 재질의 음향 임피던스의 큰 차이와 반사파의 중첩 때문에 초음파 신호를 분석하기에는 많은 어려움 있다. 그러므로 고체 추진기관의 미접착 결함을 검출하기 위한 초음파 시험은 자동화된 C-Scan 시스템을 이용하여 스틸 연소관과 내열 고무 계면의 극히 제한된 영역에서 적용되어 왔다. 기존의 초음파 시험은 대부분의 초음파가 음향 임피던스가 낮은 고무 재질에서 흡수되므로 고체 추진기관의 라이너와 추진제 사이의 미접착 결함을 검출할 수 없었고, 이런 문제점을 해결하기 위하여 초음파 공진법을 사용하여 주파수 스펙트럼으로부터 공진 주파수를 분석하였다. 본 논문은 초음파 공진 특성을 이용하여 라이너와 추진제 사이의 미접착 결함을 검출할 수 있는 기법에 대해 자세히 기술하였다.