• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.1
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• pp.71-84
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• 2007

The review of the liquid propellant rocket engine is presented. The combustion instabilities which were discovered on solid and liquid propellant rocket engines in 1930, have occurred on propulsion devices, such as gas turbine, ramjet, scramjet and rocket, and thus a study on the combustion instability became necessary. However, this problem has not been solved yet. Therefore, we investigated causes and mechanisms of the combustion instability and surveyed the efforts of solving combustion instability in various countries for developing stable liquid propellant rocket engines.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.62-65
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• 2011

액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관 기술 개발을 위해 시제품을 제작하였다. 기술 개발 시제품은 체결용 플랜지, 직관, 곡관, 벨로우즈, 분기구로 구성하였다. 액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관은 터보펌프에서 토출된 고압의 극저온 산화제를 연소기로 공급하는 경로이므로 극저온, 고압의 작동환경에서 구조적 안정성을 가져야 한다. 따라서 본 제작공정 개발에서는 극저온을 고려한 구조해석을 수행하여 적합한 소재를 선정하였으며, 공정개발과 특수공정을 적용하여 시제품을 제작한 후 구조강도 시험을 수행하였다. 본 개발을 통해 액체로켓엔진에 적용되는 극저온 산화재 고압배관을 위한 기술적 기반과 소재 응용기술, 향후 고성능 대형 액체로켓엔진에 적용하기 위한 공정개발을 완료하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.1-9
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• 2009

As a result of the study on a number of the works, published in Russia, the methodical aspects of experimental improvement on working capacity of LRE (Liquid Rocket Engine) are reviewed. In the article, on the basis of the experience of Russia and USA, the special features of experimental improvement on working capacity of LRE and the methods of its rational implementation formulated. The organizational and technical solutions of experimental improvement on working capacity of LRE for achieving the required level of the reliability and decreasing the material expenditures are presented in the article. These suggested solutions can be used for the development of LRE.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.177-180
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• 2006

It is essential for engine design and establishment of test program to assign an appropriate performance range of liquid propellant rocket engine(LRE). The present study surveys the operation and qualification test range of LRE developed in Japan, United States, Europe and Russia.

• 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.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.3
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• pp.95-101
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• 2004

Stability rating of KSR-III rocket engine is conducted based on stability rating tests in the course of development of KSR-III rocket engine. Rocket engine is approved to have combustion stabilization ability when it can suppress the external perturbation or pressure oscillation with finite amplitude and recover the original stable combustion. Rocket engine in flight may be perturbed by unexpectedly large-amplitude pressure oscillation and thus a designer should not only assure combustion stabilization ability of the engine but also quantify the stabilization capacity. For this, principal quantitative parameters and their evaluation are introduced. To verify dynamic stability of KSR-III rocket engine, six stability rating tests have been conducted. Based on these test results, such parameters are quantified and thereby, the stabilization capacity of KSR-III rocket engine is evaluated.

• 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.