• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.239-242
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• 2008

Combustion Characteristic with initial port-diameter of fuel was studied in hybrid propulsion system using cylindrical single port-grain. In order to understand a variation of combustion characteristic with initial port-diameter, experimental studies were performed with the GOX and $GN_2O$ as oxidizer, and PE as fuel. As results, burning rate decreased with increase of initial port-diameter of fuel. And the variation of burning rate with using $GN_2O$ is smaller than using GOX.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.11a
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• pp.293-296
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• 2002

본 논문에서는 수소/액체연료/공기의 연소특성에 대해 CFD상용프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 먼저 프로그램을 검증하기 위하여 수소/공기의 난류 비예혼합 화염에 대한 반응물과 생성물의 몰분율을 Barlow실험 결과와 비교하였고, X축 방향의 온도분포를 Flury의 실험 값과 비교하여 값이 물리적으로 근사함을 확인하였다. 혼합분율(Mixture Fraction)과 확률밀도함수(PDF)의 접근 방법을 이용하여 화염진단과 오염물질발생에 중요한 역할을 하는 중간 종들의 몰분율을 확인하였다. 수소/액체연료/공기에 대해서는 화염형성에 있어서 가장 중요한 연료와 산화제의 속도비 변화(100,10,1,0.1)로부터 산화제속도가 연료속도 보다 클 경우 고속 측인 산화제에 의해 연료의 확산이 지배되는 현상으로 인하여 화염의 온도분포가 최고가 됨을 확인하였다. 또한, 연소과정 중 발생하는 오염물질의 농도를 수치적으로 해석하여 최저의 오염농도를 가질 수 있는 속도 비를 찾아 낼 수 있었다. 수소/공기와 수소/액체연료/공기의 온도 장 비교를 통하여 수소/액체연료/공기의 혼합물이 대체에너지로서의 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.3-3
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• 1999

액체로켓에 대한 연구에서 가장 중요한 분야 중의 하나는 인젝터에 관한 것이다. 인젝터는 적정량의 산화제와 연료를 미립화 및 혼합시켜 연소실로 공급하는 것으로서, 액체로켓의 안정적 연소와 성능에 많은 영향을 미치는 요소이다. 기존의 F-O-F형 injector의 경우 산화제 오리피스가 연료쪽에 비해 면적이 크기 때문에 미립화 및 혼합이 좋지 못하다. 본 연구에 사용된 injector는 F-O-F형 injector의 산화제 오리피스 면적과 동일하게 두 개의 오리피스로 만들어 줌으로써 연료 오리피스와의 면적비를 적정수준으로 유지할 수 있다. 이는 동일한 조건하에서 Doublet injector나 Triplet injector의 경우 커지는 산화제의 오리피스를 제한시켜 주는 장점이 된다. 결과적으로 이러한 장점은 기존의 Doublet injector나 Triplet injector보다 높은 연소효율을 보이게 된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.4
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• pp.80-87
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• 2004

To understand the each performance parameter correlation of flight type liquid-propellant rocket engine for KSR-III(Korea Sounding Rocket-III), the analysis of engine stand-alone combustion test results was carried out. Considering the variation of ablative material combustion chamber caused by erosion, linear regression analysis that ignores oxidizer/fuel ratio effect and two-variable 2nd-order polynomial regression analysis that considers oxidizer/fuel ratio change were performed. It can be described that linear regression analysis is simple and very practical method, and can predict the performance within 1% error inside analyzed region. And two-variable 2nd-order polynomial regression analysis can predict with very high accuracy inside region and shows that KSR-III engine's optimum oxidizer/fuel ratio for thrust(or specific impulse) is 2.22 and that for combustion chamber pressure(or characteristic velocity) is 2.17.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.273-277
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• 2009

An oxidizer tunnel-type pipe, which shall transport oxidizer from an oxidizer tank to a turbo-pump of an engine, studied is installed through a fuel tank located under an oxidizer tank. A tunnel-type pipe can save weight compared to a detour-type pipe, however may vary the temperature of fuel stored in a fuel tank because of a broad heat transfer area. Hence in this study the characteristics of main oxidizer pipe and thermal propagation from oxidizer to a fuel tank are monitored by a cryogenic performance test with a tunnel-type pipe. In addition, the possibility of adaptation of an oxidizer tunnel-type pipe to launcher system is also analyzed.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.148.1-148.1
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• 2012

로켓 혹은 우주발사체의 주엔진에는 대부분 연료와 산화제를 연소시켜 나오는 에너지를 사용하는 화학로켓이 주종을 이루어 왔다. 이러한 로켓엔진에서 그동안 연료로는 수소계, 탄화수소계, 아민계 등 다양한 화학물질이 사용되어 왔으나, 산화제로는 강한 산화성을 나타내면서 밀도가 높은 몇몇 물질만이 제한적으로 사용되어져 왔으며, 최근에는 주로 액체산소(LOx)와 사산화질소(N2O4)가 사용되고 있다. 그러나 산화제 중 액체산소는 극저온이면서 상대적으로 밀도가 낮고, 사산화질소는 강한 독성을 지니고 있으며 액체로 존재하는 구간이 좁아 연구 목적의 소형발사체를 구현하는 것에는 많은 어려움이 있다. 이러한 이유로 최근 소형발사체 개발분야에서는 상온저장성이면서 친환경적인 과산화수소(H2O2)와 아산화질소(N2O)를 산화제로 활용하는 것에 대한 관심이 고조되고 있으나, 대형 추진기관을 개발하는 연구자들로부터는 액체산소를 사용할 때 보다 엔진 자체의 비추력이 상대적으로 낮다는 이유로 활용이 외면되어 온 것이 사실이다. 본 연구에서는 엔진 자체의 추진성능 보다는 사실상 발사체의 목적이라고 할 수 있는 추진단 속도증분을 성능의 지표로 삼아 평가하였으며, 결과를 통하여 과산화수소와 아산화질소의 높은 밀도가 엔진의 낮은 비추력을 충분히 보상할 수 있음을 보였다. 과산화수소와 아산화질소는 교육/연구용 소형발사체 구성에 충분히 활용가능한 산화제이며, 실제 발사에서 충분한 비행성능을 기대할 수 있는 물질로 평가할 수 있다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.1
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• pp.12-19
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• 2022

The propellants used in the gas generator of the ducted rocket are fuel-rich propellants, which contain an excessive amount of metal fuel and a small amount of oxidizing agent compared to general solid rocket propellants. In this paper, boron powder and MgAl(Magnesium-Aluminium alloy) were applied to produce fuel-rich propellants. The optimum formulation was determined by characterizing these metal fuel-rich propellants. Analysis of combustion products in the gas generators confirmed that the fuel-rich propellants containing fine boron powder itself instead of boron-bead could be useful in gas generators.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.9-12
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• 2010

This paper discusses experimental data for the assessment of flow discharging characteristics of double swirl coaxial injectors operating at fuel-rich conditions. Combustion tests employing liquid oxygen and kerosene (Jet A-1) were conducted and a discharge coefficient was utilized for defining flow characteristics. A mass flow rate, a pressure, and a temperature were measured to estimate discharge coefficients. Fuel injectors revealed a fixed value of a discharge coefficient regardless of matched LOx injector design, chamber pressure, and mixture ratio. However, oxidizer injectors showed varying discharging coefficients depending on chamber pressure and mixture ratio. Flame structure variations seem to affect flow discharging characteristics of the oxidizer side.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.77-77
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• 2002

초소형 공중발사체 설계 시 하이브리드 모터의 적용가능성에 대한 연구를 실시하였다. HTPB/LOX를 추진제로 하여 마차바퀴형 연료 그레인, 산화제 탱크 가압방식을 사용하였고, 성능특성을 계산하기 위하여 하이브리드 연료의 연소율이 일정하다고 가정 하였다. 본 연구에 사용된 임무는 중량 3.5kg의 나노위성을 근지점 고도 200km, 원지점 고도 1,500km의 타원궤도로 진입시키는 것을 목적으로 하는 로켓의 1단 부분에 관한 것으로 1단의 발사속도는 M=1.3, 발사고도는 12km, 연소종료 고도는 40km이다. 1단에 대한 페이로드 중량은 127.5kg이고, 속도증가분($\Delta$V)은 3,330m/s이다. 모선은 F-4E를 사용하였고 모선의 특성상 발사체의 총 중량이 1,000kg이하로 제한되고 길이와 직경이 5m${\times}$5m로 제한되나 1단에 대한 길이의 제한조건은 현재까지 명확히 정립되지 않은 상태이다. 설계과정에서의 변수는 연료 그레인 포트 개수, 초기 산화제 플럭스, 연소실 압력을 사용했고, 설계 제한조건은 추진제 중량, 평균 비추력, 평균 추력, 연소시간, 1단 길이, 직경, 연소시간이고, 이들의 범위는 모선의 특성과 초소형 공중발사체의 임무특성에 맞게 설정하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.1
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• pp.57-63
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• 2007

The oxidizer-rich preburner is applied to the high efficiency closed cycle rocket propulsion system. This system is generally operated on oxidizer-fuel mixture ratio over than 50. The spray quality and mixing performance are very important for stable combustion of this preburner. This paper presents basic design concept and spray characteristic of the oxidizer-rich preburner injector and this result could be applied to the development of the oxidizer rich preburner system.