• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2013

단일액체추진제 하이드라진 추력기는 간단한 구조, 우수한 추진제 저장성, 깨끗한 반응생성물 기체 등과 같은 장점으로 수많은 우주비행체의 궤도 및 자세제어시스템으로 적용되고 있다. 우주발사체의 자세제어시스템에 적용하기 위한 중형급 하이드라진 추력기가 설계 제작되었으며, 성능검증을 위해 수행된 개발모델 추력기의 지상연소시험 결과를 추력, 임펄스 비트, 그리고 엔진 구성품별 온도 및 압력 등을 통하여 제시한다. 개발모델 엔진은 매우 우수한 추력 응답성과 재현성을 보였고, 그 추력성능 효율은 이론설계치 대비 93% 이상임을 확인할 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.97-102
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• 2004

우주비행체의 추진시스템은 주차 궤도에서 임무 궤도도의 진입을 위해 필요한 임펄스 및 궤도에서의 3축 자세제어에 요구되는 적절한 임펄스를 제공하는 역할을 수행한다. 다목적실용위성 2호의 추진시스템은 용접으로 조립된 단일추진제 하이드라진 시스템으로 추력기, 추진제 탱크, 압력변환기, 추진제 필터, 격리밸브 및 충전/배출 밸브 등의 주요부품들로 구성되며, 그 외 각 부품들을 연결해주는 추진제 배관과 열제어 부품들이 추가된다. 이 논문에서는 설계에서부터 조립/시험에 걸친 액체 추진시스템의 개발과정을 서술하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.838-842
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• 2017

위성용 단일추진제 시스템에 적용되는 핵심부품 중 하나인 추력기 밸브는 솔레노이드 방식을 이용하여 추진제를 공급/차단한다. 밸브에 장착되는 원형 판스프링은 마찰과 반복운동에 의한 위치변형 및 파티클이 없다. 본 연구에서는 원형 판스프링 소재, 두께, 반경을 고정변수로 원형 판스프링 내부 패턴의 너비를 설계변수로 설정하여 유한요소해석 및 검증시험을 하였다. 시험결과 변위에 따른 스프링 상수 k가 선형적인 특성이 나타났다. 원형 판스프링 총면적에 따른 스프링력의 경향성을 통해 원형 판스프링의 설계가 가능함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.299-304
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• 2013

이온성 액체 추진제인 HAN은 무독성의 높은 저장성을 갖는 단일 추진제로서 메탄올을 혼합하여 비추력을 향상시켜 하이드라진을 대체할 수 있을 있다. HAN은 하이드록실아민과 질산의 산-염기 반응을 통해 합성하며, 메탄올과 8.2:1의 비율로 혼합한다. HAN의 분해를 위해서 이리듐 촉매를 사용하며, 하나의 오리피스를 갖는 1 N급 추력기를 사용하여 HAN/메탄올 추진제의 성능 평가를 수행하였다. 메탄올 연소로 인해 반응 생성물의 온도가 높기 때문에 디스트리뷰터의 열적 안정성을 향상시키기 위해 세라믹 재료를 적용하였다. 완전한 분해를 위해서는 최소 $400^{\circ}C$의 예열 온도를 필요로 하였다. 높은 $C^*$ 효율을 얻기 위해서는 가압 압력이 높아져야 했으며, 이로 인해 촉매 상단의 분해 성능이 저하되면서 전체 추력기 성능 저하가 유발되었다. 이를 해결하기 위해 미세한 금속 메쉬를 인젝터 후단에 삽입하여 추진제의 분무 특성을 향상시켰으며, 실험 결과 촉매의 성능 저하 현상이 개선되었음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.649-657
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• 2019

대표적인 단일추진제로 사용되는 하이드라진은 극독성의 물질이므로 인체에 유해할 뿐만 아니라 취급이 매우 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이를 대체하고자 최근에는 무독성의 친환경 추진제 개발 연구가 많은 관심을 받고 있다. 그중에서 스웨덴 우주공사(Swedish Space Corporation)에서 개발한 ammonium dinitramide(ADN) 계열 추진제는 하이드라진보다 우수한 성능을 가질 뿐만 아니라 우주환경에서의 성능검증을 통해 현재 상용화 단계에 이르렀다. 한편, 추력기 노즐에서 배출된 배기가스는 고진공의 우주 공간에서 확산하는 동안 위성체와 충돌할 경우 열 하중 및 표면 오염 등을 발생시켜 위성체의 성능과 수명을 감소시킬 수 있다. 하지만 친환경 추진제 추력기의 배기가스가 위성체에 미치는 영향에 대한 연구는 아직까지 본격적으로 수행되지는 않은 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구에서는 Navier-Stokes 방정식과 직접모사법을 이용하여 ADN 계열 친환경 추진제에 대해 우주 공간에서의 배기가스 거동을 해석하고 하이드라진과 비교하였다. 이를 통해 향후 ADN 계열 친환경 추진제를 사용하는 위성체 개발 시 설계 검증자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.50-57
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• 2014

70 N급 액체로켓엔진 개발모델의 추력실 최적설계형상 도출을 위한 지상연소시험을 수행하였다. 단일추진제급(순도: ${\geq}98.5%$) 하이드라진이 연소시험용 추진제로 선정되었고, 특성길이($L^*$) 2.79, 2.95, 그리고 3.13 m를 갖는 추력실에 대한 성능평가가 수행되었다. 시험조건 내에서의 촉매대 $L^*$ 증가는 추력기의 성능저하를 야기하는 것이 관찰되었으며, 개발모델의 펄스응답 성능이 현재 상용화되어 있는 하이드라진 추력기와 비교하여 우수한 것이 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권6호
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• pp.19-26
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• 2014

70 N급 하이드라진 추력기 개발모델의 압력 불안정 특성 고찰을 위한 지상연소시험을 수행하였다. 단일추진제급 하이드라진이 연소시험용 추진제로 선정되었고, 촉매대에는 $Ir/Al_2O_3$ 촉매를 충전하였다. 추력실 직경변화가 연소안정성에 미치는 영향을 규명하기 위해 길이직경비(L/D) 1.03, 1.13, 1.26을 갖는 하단 추력실을 시험변수로 적용한 성능평가가 수행되었다. 개발모델은 50 Hz 근처의 저주파 불안정 특성을 내재하고 있으며, L/D 증가 및 작동압력의 감소가 정체실의 압력진동을 증대시킨다는 사실이 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.72-77
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• 2008

발사체 RCS는 발사체의 롤, 피치, 요방향의 자세제어뿐만 아니라 상단의 자세제어를 담당하는 핵심부품으로서 발사체의 임무요구조건에 따라 하이드라진을 이용한 단일추진제, UDMH/NTO를 이용한 이원추진제, 그리고 소형발사체의 경우 GN2를 이용한 냉가스시스템 등으로 분류된다. 본 연구에서는 해외 상용발사체를 중심으로 발사체에 대한 간략한 소개 및 RCS에 적용되는 최신 기술, 개발현황 등에 대해 기술하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권5호
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• pp.26-34
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• 2008

고농도 과산화수소를 분해시킬 수 있는 다양한 촉매의 성능을 비교하였다. 감마 알루미나에 산화망간, 백금, 이리듐을 각각 코팅하여 펠렛 촉매를 제작하였다. 각기 다른 세 가지 촉매를 이용하여 플라스크 반응기에서 반응성을 비교하였고, 50 Newton 급 추력기를 이용하여 펄스 응답 특성을 비교하였다. 그 결과 이리듐 촉매가 가장 높은 활성, 빠른 응답성을 나타내었으나, 연속모드에서 반응 실패 경향을 보여 과산화수소 분해용 촉매로는 부적절하였다. 백금, 산화망간 촉매 또한 우수한 반응성을 보여 높은 가능성을 보였으며, 고추력 추력기와 같이 촉매양이 많이 요구되는 경우, 비용문제를 고려한다면 산화망간 또한 과산화수소 분해에 적합할 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.101-104
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• 2009

한국항공우주연구원에서는 2004년부터 전남대 및 (주)한화와 공동으로 하이드라진 분해촉매의 국내 개발을 위한 연구에 착수하였으며 약 5년간의 개발 기간을 거쳐 2009년에는 위성에서 요구하는 성능 및 수명 요구조건을 충분히 만족하는 촉매의 개발에 성공하였으며 우주 환경에서의 장기 연소시험을 통해 최종적인 품질 보증을 완료하였다. 본 논문에서는 촉매 개발과 관련된 연구과정과 물성치 측정 및 품질 보증시험 결과에 대해서 서술하였다.