• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.1045-1047
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• 2017

In this study, we focused on development of the all-in-one case insulation for end-burning solid rocket motors. Material of insulation used unvulcanized rubber based on EPDM/kevlar. In case of boots insulation, preforms was made by using hot press molding, and then the tape was inserted between two preforms for all-in-one curing in the case. Finally bladder method was applied for curing of insulation.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.32-32
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• 2000

잠입노즐은 로케트 추진기관의 길이 및 중량을 감소시켜 체계설계의 관점에서 볼 때 많은 이점을 제공한다. 본 연구에서는 3단형 과학로케트 원지점 차넣기 모타(apogee kick motor)에 적용하기위한 잠입노즐의 기초기술 개발에 주안점을 두었다. 고고도에서 저속으로 회전하며 비행하는 원지점 차넣기 모타를 제작하기위해서 체계 요구성능에 의해 예상된 실물형의 50% 크기에 해당하는 축소형 잠입노즐을 제작하였다. 잠입노즐은 잠입부의 내외부가 고온의 추진제 연소가스에 노출된 상태에서 노즐 내부 압력 외에 연소실압에 의한 외부압력이 작용하므로 이를 고려한 열 및 구조설계가 중요하다. 본 연구에서는 노즐 수렴부와 목부에 일체형 그라파이트 소재를 적용하고 확장부 내열재 및 잠입부 배면내열재에 탄소/페놀 복합재를 노즐 내열재로 사용하였다. 그리고 이들의 구조적 지지를 위해 스틸구조물을 적용하였다. 적용된 스틸구조물에는 K형 열전쌍을 이용해 내열재와 구조물 온도를 측정할 수 있는 관통구멍 및 나사부를 구조물 외변에 가공하였다. 열전쌍은 노즐 목직경의 2, 4배 되는 확장부 내열재 단면위치의 2mm와 4mm 깊이와 구조물 내면 및 외면의 4개소에 열전쌍을 부착하여 지상연소시험시 노즐 내열재와 구조물의 온도분포를 관찰한다. 그리고 노즐 조립시 확장부 내열재와 구조물에 각 각 반원형 홈을 내어 여분의 접착제가 원형 홈에 밀려들어가 경화되어 노즐 기밀유지와 체결력을 향상시킬 수 있는 원형공간 접착제 충전 공법을 적용하여 실제모타에 대한 적용가능성을 지상연소시험을 통해 확인한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.30-30
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• 1998

Solid rocket motor case의 internal insulator로 미가류 형태의 내열재에 적당하게 tacky성과 삭막 특성을 고려한 조성을 개발하여 시스템에 성공적으로 적용하였다. 개발된 내열재의 주요 조성으로는 base polymer로 EPDM과 CR을 80/20으로 blend하여 적용했으며, 삭막 특성 향상을 위해 아라미드 섬유인 Kevlar 29를 5 phrs, Hydrated silica인 Zeosil 155를 30phrs 적용하였다. 이와 같은 조성으로 제작된 내열재는 삭마시험, 인장시험, 열특성시험 등 각종 특성시험을 수행하여 시스템에 적용하기 위한 성능을 확인하고 공정에 적용하였다. ST-8 표준 모타에 적용하여 삭막시험한 결과 삭마율 0.21mm/sec를 얻었고, 추진기관 사용 온도인 -4$0^{\circ}C$-6$0^{\circ}C$ 온도 범위에서 기계적성질 값을 측정하여 성능 저하가 없는 안정된 값을 얻었으며, DSC로 Tg point 측정 결과 -55$^{\circ}C$로 나타나 저온특성이 우수한 EPDM 내열재 특성을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.05a
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• pp.203-206
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• 2008

In this study, we focused on development of the adhesive insulator using the case for solid rocket motors. Material of insulator used unvulcanized rubber based on EPDM/kevlar. In case of front insulator, preforms was made by using hot press molding, and then modified nylon film was inserted between two preforms for boots manufacturing. Rear insulator included cylinder part was embodied by only one mold with special designed and manufactured shape in the process. Boots part of rear insulator was obtained by cutting machine with hard-metal cemented carbide.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.84-87
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• 2009

본 연구는 건축용 바닥재로 널리 이용되는 PVC 상재의 표면을 열에 의한 손상으로부터 보호하기 위하여 기존에 사용하는 광경화형 우레탄-아크릴 수지에 내열성(anti-cigar burning)을 향상시킨 광경화형 수성도료 개발에 관한 것이다. PVC 바닥상재용으로 사용되는 내열기능성이 없는 우레탄-아크릴 수지에 인계화합물을 주원료로 합성한 내열재, 구아니딘을 주원료로 합성한 내열재, 일시적 방염제로 사용되는 제 2인산암모늄을 수지의 양 대비 함량(wt%)을 10, 20, 30%로 변화하여 첨가한 후 배합하여 수지의 내열성을 향상시킨 코팅액을 제조하였다. 제조한 코팅액은 코팅층의 두께조절이 가능한 Bar-coating을 사용하여 PVC 바닥상재에 코팅한 후, 내열성, 부착력, 내화학성, 코팅두께 등의 코팅층 표면물성을 평가하였다. 연구결과, 수지에 인계화합물을 주원료로 합성한 내열재 30%를 혼합하여 제조한 코팅액을 Bar-coater No.12로 코팅한 코팅표면이 열에 의한 손상이 가장 적고, 부착력 100%, 내화학성 양호로 가장 좋은 물성을 보였다. 전반적으로 내열재 함량이 높고 코팅 두께가 두꺼울수록 내열성이 우수한 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.3 no.2
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• pp.37-47
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• 1999

This paper describes the thermal analysis which can calculate the ablation depth and temperature distribution of the rocket nozzle liner allowing geometry change caused by the ablation of nozzle liner. In this analysis, Zvyagin's model is used for surface ablation and Yaroslavtseva's model for in-depth pyrolysis. A deforming finite-element grid is used to account for external-boundary movement due to the erosion of thermal liner. The accuracy of the present numerical method is evaluated with a rocket nozzle liner and the numerical solutions are favorably agreed with experimental data. The temporal variations of temperature and ablation depth at the thermal liner of another rocket nozzle are numerically simulated and the results are discussed. Special emphasis is given to the effects of kinetic constants for carbon-carbon and carbon-phenolic composites on the ablation depth of thermal liner.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.26-36
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• 2007

The thermal response characteristics of nozzle liner for a solid rocket motor applying highly aluminized PCP or HTPB propellant with slotted tube grain have been investigated. The SEM photographs of aluminum oxide particles taken from nozzle liner show that the PCP propellant with the finer and less contents of oxidizer can offer greater possibility for increasing aluminum agglomeration than the HTPB propellant. The PCP propellant shows locally greater mechanical erosion at 4 circumferential areas of the nozzle entrance in line with grain slot due to the impingement of large particles, but the HTPB propellant shows greater thermochemical ablation at the nozzle blast tube, the throat insert and the exit cone because of relatively much more mole fraction of $H_2O\;and\;CO_2$ in combustion gases.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.16 no.2
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• pp.73-79
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• 2012

We developed the carbon fabric/EPDM chamber insulation in order to protect motor case with high intensity gas flow. A six-inch simulation motor connected with extension tube was designed to test ablation characteristic of insulation. High intensity gas flow was induced by a FRP disc with hole between motor and extension tube. After ground test, ablation depth of the carbon fabric/EPDM insulation was decreased compared to another insulations after ground static test.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.85-91
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• 2011

We developed carbon fabric/EPDM chamber insulation in order to protect motor case with high intensity gas flow. Six-inch simulation motor connected with extension tube was designed to test ablation characteristic of insulation. High intensity gas flow was induced by FRP disc with hole between motor and extension tube. After ground test, ablation depth of carbon fabric/EPDM insulation was decreased compared to another insulations after ground static test.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.30 no.2
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• pp.119-125
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• 2017

Ablative material in a rocket nozzle is exposed to high temperature combustion gas, thus undergoes complicated thermal/chemical change in terms of chemical destruction of surface and thermal decomposition of inner material. Therefore, method for conjugate analysis of thermal response inside carbon/phenolic material including rocket nozzle flow, surface chemical reaction and thermal decomposition is developed in this research. CFD is used to simulate flow field inside nozzle and conduction in the ablative material. A change in material density and a heat absorption caused by the thermal decomposition is considered in solid energy equation. And algebraic equation under boundary layer assumption is used to deduce reaction rate on the surface and resulting destruction of the surface. In order to test the developed method, small rocket nozzle is solved numerically. Although the ablation of nozzle throat is deduced to be higher than the experiment, shape change and temperature distribution inside material is well predicted. Error in temperature with experimental results in rapid heating region is found to be within 100 K.