• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.16-17
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• 2002

재생냉각은 엔진 경량화 및 높은 추력을 발생시킬 수 있으며 엔진이 장시간 작동할 경우에도 추력의 변화가 일어나지 않는 우수성으로 인해, 액체로켓엔진에서 보편적으로 사용되고 있는 냉각방식이며, 고성능 액체로켓엔진 개발에 있어서 핵심기술이다. 일반적으로 재생냉각 방식은 연소기 내벽에 형성된 냉각유로에 연료 또는 산화제를 흘려보내 고온고압의 연소실내에 온도 경계층을 생성시키면서 벽면온도를 적정온도 이내로 유지하는 것이 목적이며, 또한 냉각유로에서의 압력강하가 추진제 공급 시스템의 공급 압력의 한계값을 넘어서지 않도록 하며, 냉각후의 연료 또는 산화제의 열역학적 상태가 엔진 작동 조건에 적합하도록 제어하여야 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.181-189
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• 2010

개방형 액체로켓엔진 시스템에 대한 동특성 예측 프로그램을 작성하였다. 이 프로그램을 통해 얻은 펌프 시동 시 시간에 따른 압력 및 유량 변화 결과를 수류실험장치를 구축하여 실험적으로 검증하였다. 수류실험장치는 실제 액체로켓엔진 추진제 공급 계통에서 구성품의 형태와 배치위치, 가스발생기와 주연소실로 분기되는 유량비를 기준으로 모사되었다. 측정 시 관로가 채워진 상태에서 펌프를 시동하였으며 펌프는 전동기로 구동된다. 동특성 예측 프로그램의 작성을 위해 구성품별 동특성 모델링을 수행하고 엔진 시스템을 기준으로 각 모델링을 순차적으로 통합하였다. 구성품의 동특성 파라미터를 측정 반영하였고 압력 밸런싱을 통해 수렴 조건이 결정된다. 수렴된 밀도와 유량을 가지고 다음 시간에서의 초기 입력 값으로 대체하여 계산을 수행하였다. 천이 작동 상태에서 엔진 시스템 내의 물리량 변화를 전산 예측과 더불어 실험적으로 측정하고 비교하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.8 no.4
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• pp.102-108
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• 2004

A layout of regenerative liquid rocket engine using turbo pump has been designed for development of high performance liquid rocket engine. each components of engine system was placed by considering assembly and characteristic. first stage engine system is controled by one plane of axis gimballing and composed of four engine assembly to cluster with launch vehicle. second stage engine system is controled by two plane of axis gimballing and composed of one engine assembly. assembly and disassembly Processes and required program have been developed. various shape of instruments were also developed for carrying out assembly and disassembly process efficiently.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2004.10a
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• pp.162-165
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• 2004

A layout of regenerative liquid rocket engine using turbo pump has been designed for development of high performance liquid rocket engine. each components of engine system was placed by considering assembly and characteristic. first stage engine system is controled by one plane of axis gimballing and composed of four engine assembly to cluster with launch vehicle. second stage engine system is controled by two plane of axis gimballing and composed of one engine assembly. assembly and disassembly processes and required program have been developed. various shape of instruments were also developed for carrying out assembly and disassembly process efficiently

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.7 no.2
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• pp.170-175
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• 2008

In this study, it was investigated that the characteristics of startup and compatibility using several type hot and cold gases. The characteristics of starting LRE by pyro starter was compared with that by a Helium spinner. The compatibility of pyro gas, a gaseous Helium, Hydrogen+Nitrogen mixture gas, and air was investigated by a simple 1D turbine analysis considered the properties of each gas and turbine efficiency. Most of them were compatible to start up the LRE however air was properly used only for low power mode of turbine.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.216-220
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• 2006

In this study, it was investigated that the characteristics of startup and compatibility using several type hot and cold gases. The characteristics of starting LRE by pyro starter was compared with that by a He spinner. The compatibility of pyre gas, a gaseous He, H2+N2 mixture gas, and air was investigated by a simple 1D turbine analysis considered the properties of each gases and turbine efficiency. Most of them were compatible to start up the LRE but air was properly used only when the turbine was low power mode.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.5
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• pp.109-115
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• 2004

A 1-D system design program has been developed for the preliminary design of the turbopump system in liquid rocket engines, which use LOx and kerosene as propellants. Gasgenerator cycle and staged combustion cycle were considered as turbopump type liquid rocket engine systems. In the system analysis, mass flow balance, thrust, specific impulse, mixture ratios, turbopump power, and turbine expansion ratio of engine system were analyzed. Results show that most of the parameters agree well with real engine parameters except gasgenerator. Therefore, the l-D system design program developed in this study can be used to derive the preliminary design parameters of a turbopump with any thrust level liquid rocket engine.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.71-80
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• 2010

The KSLV-II(Korea Space Launch Vehicle-II) which being a successor of the KSLV-I is a space launch vehicle capable of delivering 1.5 ton-class satellite into a low earth orbit. The development of a 75 tonf-class liquid rocket engine(LRE) is planned on the basis of the technologies mastered through the preceded research of a 30 tonf-class LRE. The thrust chamber of the LRE is required to have higher combustion stability, structural integrity and thermal durability. This paper deals with the design requirements of the 75-tonf thrust chamber and a variety of technical considerations which have been conducted analytically in the course of the design for the realization of the requirements.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.8 no.2
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• pp.32-38
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• 2004

A comprehensive understanding is given for the hot-firing test results, which were obtained throughout the verification program of mono-propellant hydrazine rocket engines (thrusters) producing 0.95 lbf (4.2 N) of nominal steady-state thrust at an inlet pressure of 350 psia (2.41 Mpa). A scrutiny for the engine performance is made in terms of thrust and temperature behavior of steady state firing mode at the given propellant injection pressures: Pinj = 400, 250, 100, and 50 psi. The thrust and specific impulse are compared with a reference performance of 1-lbf standard rocket engines and their normalization procedure is introduced. A practical engineering approach to the data measurement and reduction is addressed, too.