• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.5-5
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• 1999

3단형 과학로켓(KSR-III)의 기본형 및 응용형에 공통으로 사용되는 주엔진은 액체산소를 산화제로, 케로신을 연료로 사용하는 액체추진기관이다. 엔진 기본설계를 통하여 로켓 임무 요구사항에 부합되도록 엔진 각 부분의 기본제원을 설정하였고, 엔진의 형상을 결정하였다. 설계된 엔진의 성능검증 작업은 분사시험용 엔진, 축소형 엔진, 엔지니어링 모델 및 비행시험모델의 설계/제작/시험을 통하여 순차적으로 수행할 계획이다. 본 연구는 3단형 과학로켓 엔진의 기본설계 및 성능검증 계획에 관한 것이다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.88-88
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• 2003

로켓 엔진 시스템에는 가압가스로 추진제를 엔진으로 공급하는 가압 시스템과 터보펌프를 이용해 엔진으로 고압의 추진제를 공급하는 터보펌프 시스템으로 나눌 수 있으며 터보펌프 시스템은 다시 Gas Generator를 이용하는 개방형 엔진과 Prebumer를 이용한 폐쇄형 엔진인 다단 엔진으로 구분할 수 있다. 로켓의 엔진 시스템은 Turbine, Turbopump, Gas Generator, Thrust Chamber, Tube, Valve, Propellant Tank 등 각 구성품 간에 서로 상호간섭이 매우 심한 공정이다 로켓 엔진 시스템은 이와 같은 상호간섭에 의해 추력 제어 및 혼합비 제어, 추진제 소진 제어 적용 시 정확하고 강인한 제어를 수행하여야 한다. 이를 위해 정확한 동특성 모델을 구축하는 것이 중요하며 모델을 통해 적절한 제어 시스템을 선택하여야 한다. 그러나 현재 국내에는 이에 대한 연구가 미미하며 해외의 경우 로켓은 특수 분야에 속함으로 공개되어 있지 않다. 로켓에 대한 개발 연구에 있어서는 위와 같은 작업이 선행되어야 하며 이에 대한 선행 연구로 한국항공우주연구원에서 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진 시스템에 대한 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진시스템에 대한 동특성 모델을 구성하였다. 배관부, 터빈, 펌프, 밸브, Gas Generator, 재생냉각, 추력연소실 등 엔진 시스템을 구성하는 구성품에 대한 동특성 모델을 구성하였으며 이를 matlab의 simulink를 통해 각 구성품을 연결하여 최종 엔진시스템의 동특성 모델을 구성하였다. 구성된 동특성 모델을 통해 각종 변화(추진제 밀도 변화, 추력 변화, 혼합비 변화 등)에 대한 엔진 시스템 변화를 예측하여 정확한 엔진 시스템에 대한 이해를 넓혔으며 추력 제어 및 혼합비, 추진제 소진 제어를 최적으로 할 수 있는 제어 시스템 구축을 위한 기초 자료로 이용할 수 있을 것이다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.92-92
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• 2003

대형 위성 발사체를 우주로 발사하기 위해서는 복잡한 추진기관시스템을 정밀하게 제어해야 하며, 이를 위해서는 로켓의 궤적에 따른 추진제 질량과 추력을 적절하게 제어해야 한다. 정확하게 계산된 비행궤도를 따라 로켓을 최종 목표 지점까지 올리는 일은 엔진의 추력과 공연비를 동시에 조절하는 엔진제어기술을 이용하여 가능하게 된다. 추력제어는 엔진시스템에 대한 정확한 이해와 이를 바탕으로 한 추진제 유량 제어를 통해 가능하기 때문에 액체로켓 엔진에 대한 엔진시스템 분석과 해석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 향후 연구 대상이 될 엔진시스템의 구성과 추력 및 공연비 제어시스템의 기본 제어 방법을 소개하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.73-77
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• 2003

액체 로켓엔진 개발과정에서 수행되는 여러 가지 시험 중 연소 안정성 평가 시험을 통해, KSR-III 로켓엔진의 연소 안정성을 평가하였다. 안정성 평가시험에서, 엔진이 외부 교란에 의한 압력 진통을 감쇠시켜 본래의 안정한 연소로 회복되는 경우, 그 엔진은 연소 안정화 능력을 가지고 있다고 판정할 수 있다. 로켓엔진은, 교란의 크기를 예측하기 어려운 외부 섭동에 노출될 수 있으므로, 엔진의 연소 안정화 가능 여부를 확인하는 것과 더불어 엔진이 갖고 있는 연소 안정화 능력을 정량화하여 파악하는 작업이 필요하다. 이를 위해 몇 가지 인자를 도입하였고, 이를 평가하는 방법을 검토하였다. 성공적으로 완료된 KSR-III 로켓개발과정에서 로켓엔진의 안정성 확보를 위해 5회의 안정성 평가 시험이 수행되었다. 이를 토대로, 앞서 언급한 안정화 능력의 정량화 방법을 KSR-III 엔진에 적용하여 그 엔진의 안정화 성능을 분석하였다.

• 항공우주기술
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• 제2권2호
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• pp.151-156
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• 2003

액체 로켓엔진시스템은 연료공급방식에 따라 가압식과 터보펌프식으로 나눌 수 있으며, KSR-III 과학로켓에서는 가압식 액체 로켓엔진을 사용하였으나, 현 시점에서 우주발사체 1단으로 가압식 액체로켓엔진을 사용하기에는 극복해야할 기술적 과제가 많으며, 가압식 액체로켓 기술의 한계로 인해 터보펌프식 액체 로켓엔진 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 터보펌프식 액체로켓 엔진시스템의 기본적 특성을 검토하기 위하여 국내 액체로켓 엔진의 차세대 추진제 조합으로 주목받고 있는 케로신(Kerosene)-액체산소(LOX)와 메탄(Methane)-액체산소 추진제에 대한 분석을 수행하였다. 또한 터보펌프식 액체로켓 엔진시스템의 기본적 특성을 검토하기 위해 직접 궤도 및 전이 궤도를 거쳐 위성을 투입하는 발사체 사이징 안을 각각 고려하여 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.601-602
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• 2009

대한항공은 2003년 소형위성발사체(KSLV-I) 사업 참여와 함께 2005년부터는 국내 액체로켓엔진 개발관련 한국항공우주연구원 주관의 각종 개발에 참여하고 있다. 본 논문에서는 현재 국내에서 진행중인 75톤급 액체로켓엔진 시스템 선행개발관련 대한항공이 수행하고 있는 분야별 업무의 소개와 함께 대한 항공의 향후 추진 계획을 다루고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.54-61
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• 2003

본 연구에서는 액체로켓에서 널리 사용되는 재생냉각시스템이 장치된 실험용 액체로켓 엔진을 설계하고 제작하여 연소실험을 수행한 내용을 다루었다. 설계 프로그램을 이용하여 엔진을 설계하였고 이를 바탕으로 엔진을 제작하였다. 연소실험을 통해 측정한 열유속이 계산에 의한 해석결과와 유사하므로 실제로켓엔진의 설계 및 제작에 설계 프로그램을 이용할 수 있음을 확인하였다. 또한 연소시 생성된 탄소층이 냉각성능에 미치는 영향을 간단히 고찰하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권3호
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• pp.22-30
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• 2017

본 논문은 액체로켓엔진의 건전성 감시 및 관리기법에 대한 연구 동향을 소개한다. 이를 위하여 실제 액체로켓엔진에 연구 및 적용되었던 고장진단 알고리즘을 조사하였다. 특히 한국형발사체(Korea Space Launch Vehicle II, KSLV-II)에 적용하기 위해 한국형발사체 로켓엔진과 같은 구조인 개방형 액체로켓 엔진에 적용된 알고리즘을 조사하였다. 이러한 과정을 통해 적용된 사례들의 특징을 따로 세분화하고, 한국형발사체 로켓엔진과 비슷한 중국의 개방형 액체로켓엔진들의 고장진단 기법 특징들을 분석하였다. 나아가 2019년에 발사를 목표로 하는 한국형발사체에 적용시키기 위해 고려해야 할 사항에 대하여 토론하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.157-162
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• 2006

한국 최초의 액체로켓인 과학로켓 3호(KSR-III) 엔진 개발을 위해 로켓엔진 연소기 지상연소시험설비가 2001년도에 한국항공우주연구원 내에 준공되었다. 본 시험설비는 준공 후 2006년 9월 현재까지 약 170회에 이르는 액체로켓엔진 연소기 시험을 수행하였으며, 그 과정에서 설비 능력 면에서 상당한 개량이 이루어졌다. 본 논문에서는 한국항공우주연구원 액체로켓엔진 연소기 지상연소시험설비의 개요와 수행시험, 그리고 그 동안 축적해 온 설비 운영기술에 대하여 소개한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.35-38
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• 2007

액체로켓엔진(Liquid Rocket Engine) 의 천이성능 예측을 위해 선행연구 되었던 LRE 시스템 모듈화 프로그램의 결과를 살펴보고, 일본의 로켓엔진 동적 해석 프로그램(Rocket Engine Dynamic Simulator)의 엔진 시스템 동적 해석 방법과 모델링에 대해 고찰하였다. LRE 시스템 모듈화 프로그램에서는 각 구성품에 대한 설계 인자를 수학적으로 모델링하였고 구성품 간의 유량과 압력을 매칭시켜 통합하여, 로켓엔진 시스템의 요구조건을 만족하는 각 구성품에 대한 주요 설계 파라미터를 도출하는 과정에 관하여 논의하였다. 로켓엔진 시스템을 유한한 배관요소들의 연결로 모델링하고, 시간의 함수로 표현되는 보존방정식을 적용하여 터보펌프, 밸브, 오리피스，추력실 등 유체기기의 작동 특성을 모사하는 동특성 설계 과정에 관하여 고찰한다.