• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권5호
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• pp.42-49
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• 2017

고체추진 로켓(SRM)은 모터케이스, 점화기, 추진제, 노즐, 절연체, 제어 및 구동장치 등으로 구성되어 있으며 액체로켓과 다르게 노즐을 냉각시킬 수 없어 고온 및 고속의 연소가스에 의해 침식(Erosion)이 발생한다. 이러한 침식현상은 노즐목의 형상 변화를 일으키며 로켓의 추력 성능을 감소시킨다. 로켓 노즐의 재질은 침식현상을 최소화하고 열을 차단시키는 효과가 있어야 하며 용융 상태에서 소실되지 않고 전단력이나 압력에 견딜 수 있어야 한다. 본 연구는 실험을 통하여 고체로켓 노즐의 재질에 대하여 연소시간별 침식특성을 파악한다. 그리고 Graphite와 C-C 복합재료의 각 재질별 조직검사를 통하여 침식 후의 미세특징을 비교 분석하여 침식특성을 규명한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.797-800
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• 2011

우주발사체에 있어서 추진기관 시스템은 가장 중요한 구성 요소이다. 액체 추진기관을 새로 개발한다고 할 때, 그 개발 수준을 평가하기 위해서는 적절한 시험 설비에서 수행되는 시스템 종합시험이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 새로운 추진기관 시스템의 개발 인증을 위해 개발 단계별로 요구되는 시험의 종류와 반드시 확인해야 할 변수들을 검토 정리하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.293-298
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• 2011

덕티드로켓 추진기관에 사용되는 불완전연소 가스발생기 및 유량조절시스템을 설계/제작하고 연소시험을 수행하여 유량조절특성을 분석하였다. 추진시스템 설계요구조건을 바탕으로 가스발생기를 설계하고 불완전연소용 고체연료 조성을 개발하여 연소시험을 수행, 일반적인 고체추진기관 해석모델을 통한 예측결과와 상당한 차이의 실험결과로부터 불완전 연소가스를 위한 별도의 해석모델이 요구됨을 확인하였다. 유량조절 시험을 통해 밸브각도에 따른 가스발생기 압력변화 특성을 확인하였고, 출구면적에 따라 유일하게 결정되는 유출계수로부터 가스발생기 압력을 예측하는 방법을 도출하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.56-64
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• 2010

한국형 발사체 (KSLV-II, Korea Space Launch Vehicle II)에 적용될 액체로켓엔진의 시스템 설계를 수행하였다. 진공 추력 76톤, 진공 비추력 297 sec인 본 엔진은 가스발생기 사이클로 터보펌프 가압방식을 적용한다. 연소기는 재생냉각형이며 연소압 60 bar이다. 추진제는 액체산소/케로신 조합이다. 엔진 시동은 파이로시동기를 이용하며 연소기 점화는 TEA (TriEthylAluminium)를 사용한다. 에너지 밸런스 해석을 통해서 엔진 시스템 성능과 서브시스템 요구 성능을 결정하였다. 연소압, 비추력 및 엔진무게의 적정성을 사례분석을 통하여 평가하였다. 터보펌프-가스발생기 연계시험과 비교하여 시동 해석방법을 검증함으로써 향후 적용을 위한 준비를 마쳤다. 본 엔진은 능동제어를 적용하지 않으며 모드해석과 분산해석을 통해서 성능 보정 방안을 확정하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.56-62
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• 2013

액체로켓엔진의 초기 개념설계를 위한 시스템 통합 해석 및 설계 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 주어진 요구조건과 입력 변수들에 대한 시스템 성능해석을 수행하고 유전 알고리즘 등의 최적화 기법을 통하여 높은 비추력과 추력중량비를 갖는 설계변수의 조합을 찾아낸다. 사용자의 편의를 위해 간단한 GUI를 구성하고 프로그램의 설계 결과는 형상 파라미터를 가시화하여 확인할 수 있도록 CATIA와 연동하여 3차원 도면으로 나타낼 수 있도록 하였다. 본 연구는 이후 우주발사체의 기본 설계에서 추진기관의 선정 및 해석 과정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권5호
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• pp.60-71
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• 2007

액체로켓 엔진의 시동은 연소기와 가스발생기의 안정적인 점화는 물론 시동에 소요되는 시간을 단축하여 추력 발생과 상관없는 추진제 소모량을 줄이는 방향으로 전개되어야 한다. 특히 엔진시스템의 시동 순서나 규격을 모두 시험적으로 개발하는 데는 한계가 있으며, 안전상의 이유로 시험 조건이나 시동 cyclogram에 대한 해석적인 분석이 선행될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 가스발생기 사이클 액체로켓 엔진의 수학적 모델을 상용 1차원 유체시스템 해석 프로그램인 Flowmaster를 기반으로 개발하였으며, 이를 이용하여 안정된 엔진 시동을 위한 파이로시동기 규격이나 연소기 및 가스발생기 종단밸브의 열림시간 등을 구하는 방법론을 제시하였다. 아울러 해석 결과로 구한 시동특성을 해외 엔진의 시동 해석 결과와 정성적인 비교를 수행하여 비교적 잘 일치함을 파악하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권3호
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• pp.41-48
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• 2008

고체추진기관의 지상연소시험시 점화통제시스템은 추진기관의 점화를 위해 착화기에 점화전류를 공급하여 추진기관을 연소시키는 것이 기존의 주요기능이었다. 본 논문에서는 다양한 방식의 점화 이벤트와 비행 시퀀스를 제어하고 검증할 수 있는 지상연소시험용 점화통제시스템에 대한 설계 및 구현에 대해 기술하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.132-139
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• 2013

액체 추진제 로켓이 큰 추력과 특히 무게 대비 추력 때문에 세계적으로 널리 사용되고 있다. 액체 추진기관은 기계적으로 복잡한 시스템이지만 발사 성공률은 고체 추진기관과 거의 비슷하게 나타나고 있다. 일반적으로 액체추진기관은 성숙된 기술이지만, 우주 탐험에 대한 새로운 관심은, 추력과 수명요구의 다양성에 따른 생산과 사용의 간편성, 그리고 설계 마진 등을 갖는 새로운 엔진 종류의 개발을 필요로 하고 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.317-320
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• 2011

과산화수소와 케로신을 이용한 이원액체추진제 로켓엔진을 위한 산화제 터보펌프를 설계하였으며 수류시험을 통해 설계된 터보펌프의 작동여부를 실험하였다. 과산화수소 터보펌프의 설계조건을 결정하고 펌프의 임펠러를 설계하였다. 펌프를 구동하기 위한 터빈을 차량용 터보차저로 선정하였으며 터빈 맵을 이용하여 가스발생기를 설계하였다. 펌프, 터빈과 가스발생기를 통합하여 터보펌프 시스템을 구축하였으며 수류시험을 통해 터보펌프 시스템이 1.47 bar의 압력으로 3.4 kg/s의 유량을 공급하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권5호
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• pp.21-33
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• 2020

본 연구에서는 액체 수소를 연료로 사용하는 팽창기 사이클 로켓 엔진의 시스템 해석을 위한 프로그램을 개발하였다. 수소의 물성치는 온도에 따른 이성질체의 비율을 고려하였다. 팽창기 사이클 엔진의 개방형과 폐쇄형 형식에 따른 해석 절차를 수립하고 부품별 해석 방법을 제시하였다. 본 해석 프로그램의 검증을 위해 팽창기 사이클 엔진인 Vinci와 SE-21D를 대상으로 엔진 작동점의 성능 및 국외에서 수행된 해석 결과와 비교하였다. 해석 결과, 입력 정보가 부정확한 일부를 제외한 추진제의 질유량, 비추력, 동력과 같은 시스템의 주요 성능 인자는 1~2% 내외의 오차로 높은 정확도를 나타내었다.