• 한국추진공학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.75-86
• /
• 2004

KSR-III는 한국 최초의 액체 추진기관 과학로켓으로서 5년간의 기간에 걸쳐 순수 국내 기술로 개발 되었다. KSR-III의 추진기관은 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 지상 추력 13톤급의 액체 엔진으로서, 가압식 추진제 공급방식과 내열재 삭마방식을 채택하였다. 엔진 개발과정에서 최대의 난제였던 연소불안정 문제는 배플의 설치를 통하여 해결하였다. KSR-III 액체 엔진 개발을 통하여 분사기 및 연소기의 설계, 연소불안정의 시험, 평가, 제어 기술과 같은 액체로켓 엔진 개발의 핵심기술을 확보함으로써 의미 있는 기술적 성과를 거두었다. 여기서 습득된 기술은 소형우주발사체(KSLV)를 포함한 향 후 우주개발을 위한 고성능 액체로켓 엔진 개발에 응용될 것이다. 본 논문에서는 KSR-III 액체 로켓 엔진의 설계, 해석, 성능 시험 및 평가를 포함한 개발 전 과정에 대하여 기술하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
• /
• pp.220-223
• /
• 2005

본 연구에서는 러시아, 미국, 유럽, 일본의 가스발생기 사이클 엔진 시스템 설계인자를 조사하여 비교 검토하였다. 연소기의 특성속도, 연소기 분사기 차압, 터보펌프 토출압, 펌프효율, 터빈의 비출력 등의 설계인자를 비교한 결과 연소기의 특성속도는 1700-1770 m/s, 분사기차압은 4-10bar, 터보 펌프 토출압은 연소기 압력의 120-230%, 펌프효율은 60-80%, 터빈의 비출력은 $0.28-0.58MW{\cdot}s/kg$의 범위에 있다. 터빈 입구의 가스온도는 터빈의 비출력과 밀접한 관련이 있으며 터빈재질로 인한 한계를 고려하여 결정되어야 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
• /
• pp.26-26
• /
• 1998

우주항공 산업에 대한 관심 증가에 따라 지상에서 많은 연소시험을 시행하고 있으나, 소음 발생문제에 부딪혀 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 초보적 단계이기는 하나, 액체로켓 엔진의 추력 손실을 최소화시키고 최대한 제트 소음을 크게 줄일 수 있는 소음기를 연구, 개발하고 있다. 본 연구에서는 제트소음에 대한 기초연구를 수행하여 물분사형 소음기를 설계 및 제작하였고, 물분사량과 소음기의 기하학적형상이 소음 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 본 실험범위에서 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 동일한 물 분사량 조건에서, 소음기 길이가 노즐출구 직경의 10배 모델 보다 30배 모델이 9dbl 정도 감음효과를 보였다. 2. 불 분사량이 증가함에 따라 소음레벨은 감소하였고, 30배 모델의 경우 불분사량이 배기가스의 10-12배 조건에서는 소음레벨을 91dbl까지 줄일 수 있었다. 3. 상기조건(소음레벨 91dbl)에 확장관을 부착함으로써, 소음레벨을 약 86dbl까지 줄일 수 있었다. 4. 본 형태의 물분사방식을 채택할 경우 고온배기가스로 인한 소음기의 파손을 방지하기 위해서 반드시 막냉각장치의 설치가 요구된다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.1-12
• /
• 2019

액체로켓엔진에서의 추력조절을 위해 기체주입식 가변추력 방법에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 기체주입식 가변추력은 간단한 구조로 추력을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 밀도 감소에 비례하여 증가된 분사차압에 의해 미립화 성능 증가라는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 기체주입식 와류형 분사기를 이용하여 액체 질량유량과 기체주입량의 변화에 따른 분무 불안정, 분무형상, 분무각, 분열 길이와 같은 분무특성을 살펴보았다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권10호
• /
• pp.1001-1009
• /
• 2012

본 연구에서는 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 액체로켓엔진의 연소 가스에 액체질소를 분사하여 연소 가스의 냉각 특성을 알아보고자 하였다. 일반적인 액체로켓엔진의 연소실 후단에 액체질소 분사기와 혼합용 연소실을 추가적으로 장착하였고, 혼합용 연소실 후단에 노즐을 연결하여 전체적인 시스템을 구성하였다. 연소실험은 안전을 고려하여 점화실험부터 순차적으로 수행하였으며, 최종적으로 20초 연소실험을 수행하였다. 그 결과 기존의 액체로켓엔진에 액체질소를 분사함으로써, 연소 가스의 온도를 저하시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
• /
• pp.209-212
• /
• 1996

접촉발화성 액체추진제를 사용하는 소형 추진기관의 성능을 확인하기 위해 핵심 부품의 상온 성능 시험 및 추진기관 조립품의 연소성능시험을 실시하여 추력 400 파운드급의 로켓엔진의 설계성능을 확인하였다. 로켓엔진의 성능측정은 요소분사기의 미립화, 혼합성능의 측정을 위한 상온수류시험과 추진기관 조립체의 지상연소시험으로 실시하였으며, 연소성능은 산화제로 질산을 연료로는 아민계 혼합물로 구성된 접촉발화형 이원 액체추진제를 사용하여 가압방식에 의해 연소실에 분사하는 방법으로 수행하였다. 성능시험결과는 설계성능 및 이상성능과 비교함으로서 이들의 상관관계를 파악하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
• /
• pp.130-133
• /
• 2009

액체 로켓 엔진의 경우 작동초기인 점화와 마지막의 소염시의 추진제 공급 순서는 안정적으로 시스템을 운영하는데 많은 영향을 끼친다. 안정적인 엔진의 작동확인을 위해 점화할 때 공급순서와 소염할 때 추진제의 공급 순서를 바꾸어 가면서 연소 실험을 수행 하였다. 본 연구에 사용된 분사기는 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하는 동축 스월형이며, 점화 방식은 촉매 점화를 방식을 사용하였다. 본 실험을 통해서 액체로켓엔진의 연소 시험을 안정적으로 수행하기 위해 점화와 소염할 때의 최적의 시퀀스를 찾아내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
• /
• pp.19-22
• /
• 2004

향후 고성능 연소기에는 기체-액체 조합의 추진제를 분사하는 분사기가 채택될 수 있는데, 이에 대비하여 기체-액체형 분사기의 음향감쇠 효과를 선형 음향해석을 통해 조사하였다 계산 결과, 분사기는 반파장 공명기의 기능을 수행할 수 있었으며, 감쇠효과가 최대로 나타나는 최적 분사기 길이를 구하였다. 배플이 연소기에 장착되는 경우, 횡방향 음향모드의 공진주파수 값이 감소하는데 실제연소 상황의 조건과 유사한 물성치를 이용하여 배플길이에 따른 최적 분사기 길이의 변화를 계산하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.62-69
• /
• 2003

Swirl형 인젝터는 연소가 안정적이고 효율이 높으며 비교적 넓은 구간의 혼합비 변화에 민감하게 반응하지 않는 장점을 가지고 있다. 바깥쪽 오리피스 끝단에서 안쪽 오리피스 끝단까지의 길이인 Recess 길이는 Swirl형 인젝터 성능의 주요 변수로, 추진제의 충돌, 혼합, 분무, 연소에 많은 영향을 준다. 이에 본 연구에서는 Recess 길이에 따라 엔진의 성능이 어떻게 변화하는지에 대해 수치해석, 비연소 실험, 연소 실험을 통해 확인해 보았다. 그 결과 Recess 길이에 따른 로켓엔진의 성능 변화를 확인 할 수 있었고, 인젝터의 성능을 평가하는 과정에서 수치해석, 비연소 실험을 통한 성능 예측이 연소실험을 통해 타당한 과정임을 확인 할 수 있었다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.137-144
• /
• 2006

단일요소 분사기(35kgf급)의 성능시험을 통해서 입증된 recess 2mm의 축소 모사된 로켓엔진(지상추력 250kgf급 다중요소 스월 동축형 분사기)을 설계, 해석, 제작, 시험하고, 이를 통하여 주요한 설계변수에 대한 검증과정을 수행하였다. 단일요소 및 다중요소 인젝터의 분무현상을 수치 해석적으로 모사하여 중첩에 의한 분무의 변화를 해석적으로 고찰하고 적용성 및 타당성을 확인하였다. 그리고 다중요소 분사기에 대한 연소성능시험을 통하여 엔진의 정상 연소성능을 평가하고 이를 단일요소 인젝터의 연소성능과 비교하여, 대형 로켓개발에 앞서 필요한 각 축소모델에 대한 특정 스케일에서의 다중요소 인젝터에 의한 연소성능을 평가하고 설계 자료를 확보, 합리적인 분사기 설계 변수자료를 확립하였다.