• 제목/요약/키워드: 로켓 성능

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KARI 30톤급 액체 로켓 엔진 노즐 유동 화학 평형 해석 (Chemical Equilbrium Analysis of the $30\;ton_f$ - class KARI LRE Nozzle Flow)

  • 이대성;강기하;조덕래;최정열;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.9-15
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    • 2008
  • 고고도 추진 기관으로 개발되고 있는 항공우주연구원의 30톤급 액체 로켓 엔진 노즐 성능의 신뢰성 있는 성능 예측을 위하여 화학적 동결 및 평형 유동 해석을 수행하였다. 해석은 이전의 연구에서 개발된 해석 코드를 보완하여 수행하였다. 비평형 해석이 가장 신뢰할 만한 방법이기는 하지만 수렴특성과 불확실성을 고려할 때 연계된 동결 및 평형 해석이 비용측면에서 효율적인 방법임을 확인 할 수 있었다. 이 해석으로부터 노즐 유동의 팽창 과정에서 나타나는 화학적 재결합 효과에 의한 열 및 운동에너지의 회복 및 점성 효과를 고려한 신뢰성 있는 성능 예측을 할 수 있었다.

액체로켓 엔진 성능 분산해석 프로그램의 개발 및 응용 (Development of a Dispersion Analysis Program for the Liquid Rocket Engine and its Application)

  • 박순영;남창호;설우석
    • 항공우주기술
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    • 제10권1호
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    • pp.63-69
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    • 2011
  • 본 연구에서는 기존의 가스발생기 사이클 액체로켓 엔진 모드해석 프로그램(GEMAT)을 개선하여 엔진 구성품이 가지는 성능 분산으로 인한 시스템 수준에서의 성능 분산을 계산 하는 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램을 이용하여 엔진 내부 인자의 성능 분산을 보정하기 위해 필요한 각 배관에서의 보정용 여유차압을 산정하는 방법을 제시하였다. 또한 이를 활용하여 기존의 엔진 보정 방법을 보완하여 보정용 차압을 최적화하고 이를 통해 펌프 토출압을 감소시키거나 연소실의 연소압을 높임으로써 전체 엔진의 비추력 향상을 꾀할 수 있는 보정 방법을 제시하였다.

가스발생기 사이클 액체로켓엔진작동 모드 해석의 보정 방법 (A Correction Method for Operating Mode Analysis of Gas Generator Cycle Liquid Propellant Rocket Engine)

  • 남창호;문윤완;박순영;정은환
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.104-110
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    • 2018
  • 액체로켓엔진 작동 모드 해석은 엔진 개발과정에서 설계/시험/분석을 위한 필수 도구이다. 구성품 수락시험 결과를 반영한 엔진 작동 모드 해석은 엔진 시험 결과와 차이를 보인다. 가스발생기 사이클 엔진 작동점 해석 모델에서 엔진 시험 결과를 재현하기 위한 성능 인자를 파악하고 보정 방법을 정의하였다. 연소기, 가스발생기, 터보펌프의 성능과 연소기 배관, 가스발생기 배관의 유량 계수를 보정하여 시험결과와 같은 유량, 압력, 터보펌프 회전수 등 엔진 성능 변수에 상응하는 엔진 해석 모델을 얻었다. 성능 인자 보정을 적용하여 한국형 발사체용 75톤급 엔진의 시스템 해석 모델을 획득하였다.

저비용 발사체를 위한 다단연소 사이클 액체로켓 엔진 시스템 설계 (System Design of Staged Combustion Cycle Liquid Rocket Engine for Low Cost Launch Vehicle)

  • 조원국;하성업;김진한
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권7호
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    • pp.517-524
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    • 2019
  • 진공추력 88톤급 다단연소 사이클 로켓엔진의 시스템 설계를 수행하였다. 엔진 구성품에 대한 성능 평가는 기존의 연구를 활용하였으며 수렴된 엔진 시스템 성능을 구할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 본 연구 방법은 RD-180에 대한 기존의 연구와 비교함으로써 검증하였다. 본 연구는 가격 경쟁력을 고려하면서 성능 개선을 달성하기 위하여 한국형발사체 75톤 엔진의 개발 이력을 최대한 승계하였다. 엔진의 제작 난이도, 비용 그리고 성능 개선을 고려하여 연소압력 12MPa을 적용하였고 결과로써 23.4s의 진공비추력 향상을 얻을 수 있었다.

혼합형 고체추진제의 RAP(Rocket Assisted Projectile) 적용연구 (Study on Composite Solid Propellants for Rocket Assisted Projectile)

  • 김경무;조준현;정덕진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.1081-1086
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    • 2010
  • 120 mm 박격포탄 중 RAP탄에 사용된 혼합형 고체로켓추진제의 조성 및 탄 형상을 설계하여 탄에 적용된 추진기관의 성능을 분석하고, 해당 성능에 관련하여 외탄도 성능을 비교함으로서 일련의 탄 성능 개량의 절차와 과정을 수행하였다. 혼합형 추진제의 기본적인 특성을 위해, 성능해석과 더불어 추진기관의 지상연소시험을 수행하여 분석하고, 탄의 발사시험으로 기존 탄에 비해 70% 사거리 연장에 대한 성능을 얻을 수 있었다.

단요소 충돌형 분사기에 의한 액체추진제 연소성능의 수치적 연구

  • 황용석;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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    • pp.2-2
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    • 1999
  • 액체추진제 로켓엔진에서 분사기의 미립화 및 혼합 특성과 그에 따른 연소 특성은 성능과 안정성을 결정하는 중요한 파라미터이며 분사기는 제한된 설계 조건하에서 최대의 열방출율을 발휘하도록 설계되어야 한다. 여기서 연소효율은 연료와 산화제의 혼합특성과 충돌 분무의 미립화의 정도에 의해 결정되므로 충돌 분무 유동성의 혼합, 미립화 특성과 이에 따른 인조성능 특성을 명확하게 밝힘으로써 최대 엔진성능을 위한 설계가 가능하게 된다. 분사기의 설계에는 분사요소형태, 분사공의 형상 및 유동시스템 등이 포함되며 특히 분사요소 형태의 선택에는 추진제, 연소실냉각방법, 연소실 형상, 자동조건 및 엔진의 수명 등이 중요한 제한조건으로 고려된다. 이런 형태의 분사 요소들 중, 충돌형 분사기는 저장성 추진제를 사용하는 중, 저추력의 액체추진제 로켓엔진에 주로 사용된다. 이 분사형태는 미립화 성능이 높지 않고, 분사공 직경 및 운동량비에 따른 혼합성능이 만감하며 blow apart 등에 의한 열부하 혹은 안정성에 대한 문제가 있으나 양호한 혼합효율, 신뢰성과 제작의 용이함으로 인하여 광범위하게 사용된다.

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KSR-III TVC 구동장치 릴리프밸브 시뮬레이션 분석 연구

  • 선병찬;송은정
    • 항공우주기술
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    • 제2권2호
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    • pp.115-123
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    • 2003
  • 본 논문에서는, KSR-III 김발엔진 구동장치 시스템의 원활한 작동을 보장하기 위한 방안으로 릴리프밸브의 적용을 고려하였다. 비행 중의 김발엔진 지지구조물에서의 진동 및 급격한 외란 등에 의해 구동기에 과도한 토크가 작용하는 경우, 구동기의 작동불능 및 로켓의 성능저하가 발생 가능함을 보였으며, 릴리프밸브의 적용을 통해 그러한 불안정성을 해소시킬 수 있음 을 보였다. 6자유도 시뮬레이션 분석을 통해, 릴리프밸브의 작동압이 낮을수록, LOHM 파라미터가 작을수록 시스템의 성능 면에서 유리하다는 결과를 제시하였으며, 릴리프밸브를 채용함에 따라 로켓에 작용하는 TWD 등의 외란을 감소시키는 효과도 발생함을 보일 수 있었다.

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15세기 조선시대 로켓인 대신기전 복원 : 비행실험 결과 (The 15th Century Korean Rocket Dae-Sin-Gi-Jeon : Flight Test Result)

  • 이용우;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.325-328
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    • 2009
  • 신기전은 고려말 최무선에 의해 주화로 개발되었다. 조선시대로 넘어와 세종 30년(1448년) 총통등록(銃筒謄錄)이 편찬되면서 신기전으로 명칭이 바뀌었고, 그 크기와 용도에 따라서 소 중 대 산화 신기전으로 구분이 되었다. 이 중 대신기전은 15세기 개발되었던 로켓형 화기 중에 세계 최대, 최고의 성능을 자랑한다. 본 연구에서는 대신기전 복원의 마지막 단계인 비행실험을 수행하였으며, 이 결과를 통하여 대신기전의 성능에 대하여 평가하였다.

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75톤급 가스발생기 사이클 액체로켓엔진의 시험영역과 엔진 구성품 시험 영역의 결정 (Definition of Engine Component Performance Test Range of 75tf Class Gas Generator Cycle Liquid Propellant Rocket Engine)

  • 남창호;문윤완;설우석
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.91-97
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    • 2011
  • 75톤급 가스발생기 사이클 액체로켓엔진 개발을 위한 시험영역을 정의하였다. 엔진 시스템 영역은 비행시 발생하는 엔진 입구조건의 변화에 따른 변동과 각 구성품이 가지는 오차에 의한 성능 분산을 고려하고 추가의 성능 여유를 두도록 정의하였다. 엔진 시스템 시험에 상응하는 구성품의 작동영역을 정의하고 이에 추가의 여유를 두어 개발하도록 구성품 시험 영역을 정의하였다.

1단용 액체로켓엔진 후류의 물분사 방식에 따른 수치적 냉각 성능 평가 (Numerical Evaluation of Cooling Performance of 1st Stage Liquid Rocket Engine Plume by Water Injection Types)

  • 문윤완;김승한;설우석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.739-740
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    • 2010
  • 1단용 액체로켓엔진 후류 때문에 발생하는 유도로의 열적 부하를 감소시키기 위한 방법 중 물분사 방식의 효과적인 냉각 성능을 고찰하기 위해 두 가지 방법과 다양한 물분사 조건에 대해 수치적 계산을 수행하였다. 중앙분사 방식이 측면분사 방식보다 보다 효과적으로 후류를 냉각시켜 유도로의 열적부하를 감소시킴을 알 수 있었다.

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