• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.100-106
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• 2020

액체로켓엔진용 터보펌프는 작동 조건에서 캐비테이션 불안정성에 노출되며, 이는 터보펌프의 안정성에 영향을 미친다. 이를 확인하기 위해 터보펌프 조립체 시험 중 나타난 캐비테이션 불안정성의 특징을 살펴보았다. 시험 중 산화제펌프는 대표적인 캐비테이션 불안정성인 초조화 선회 캐비테이션과 부착 비대칭 캐비테이션에 노출되었다. 캐비테이션 불안정성이 발생되지 않는 조건에서 작동했던 연료펌프에서도 산화제펌프의 초조화 선회 캐비테이션에 의한 진동이 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.61-67
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• 2018

액체로켓엔진용 산화제펌프의 캐비테이션 시험 중 입출구 배관과 펌프 케이싱에서 계측된 고주파 신호를 분석하였다. 각각의 데이터의 RMS 값을 캐비테이션 수에 따라 표현하였다. 또한 회전수 동기 주파수와 날개 개수 성분, 캐비테이션 불안정성 주파수의 크기를 검토하였다. 입출구 배관의 압력섭동은 캐비테이션 불안정성의 영향을 받았다. 출구 배관의 신호에서는 인듀서 날개 주파수인 3x 성분이 탁월하였다. 이러한 현상은 임펠러의 날개 개수가 인듀서의 날개 개수의 배수인 것과 관계가 있는 것으로 추정된다. 케이싱에 부착된 가속도계에서도 캐비테이션 불안정성 주파수가 확인되었다.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.73-81
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• 2009

75톤급 터보펌프 개발을 위해 터보펌프 실 부위를 모사한 시험기를 제작하여 3종의 스태틱 실에 대한 상온 및 극저온 환경 기밀시험을 실시하였다. Conical 스태틱 실, PTFE 스태틱 실, C 스태틱 실을 적용한 기밀시험 결과 상온에서 기밀이 유지되더라도 산화제펌프의 이종 소재 사용에 따른 열수축률의 차이로 인해 PTFE 스태틱 실과 C 스태틱 실에서만 극저온 기밀이 유지되었고 Conical 스태틱 실에서는 극저온 기밀 유지에 실패하였다. 이는 기밀 면이 축방향인 PTFE 스태틱 실, C 스태틱 실과는 달리 Conical 스태틱 실의 기밀 면이 반경방향이므로 케이징의 반경방향 수축 시 기밀 면에 틈새가 생기기 때문인 것으로 파악된다. 더욱이 C 스태틱 실은 시험기 분해 후 재사용하여도 극저온 기밀이 유지되는 우수한 특성을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.375-383
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• 2005

본 논문은 국내 최초의 액체산소와 케로신을 사용한 액체로켓엔진용 터보펌프의 개발에 관하여 기술하였다. 개발 중인 터보펌프는 가스 발생기 형식의 30톤급 액체로켓엔진에 사용 가능하다. 본 터보펌프는 일축에 조립된 산화제펌프, 연료펌프, 충동형 터빈, Inter-propellant seal(IPS)로 구성되어 있다. IPS는 액체산소와 케로신이 상호작용을 하지 않도록 차단해주는 장치이다. 현재 모사매질(물 및 공기)을 사용하여 각 단품 및 시스템 성능시험을 마쳤으며 hot firing 시험이 대기 중에 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.93-100
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• 2020

액체로켓엔진의 터보펌프는 추진제 상태 변화로 인한 캐비테이션 발생을 최소화하기 위해 인듀서를 사용한다. 그러나 인듀서에서 발생하는 캐비테이션 불안정성은 엔진 개발의 큰 문제점으로 알려져 있다. 본 논문에서는 한국형발사체 1단용 엔진이 낮은 입구압력 조건에서 작동될 때 캐비테이션 불안성에 의한 엔진 작동 특성을 검토하고 엔진의 신뢰도를 확인하고자 하였다. 산화제펌프의 캐비테이션 불안정성을 대표하는 특성주파수가 산화제펌프와 연료펌프를 비롯한 엔진 여러 곳에 부착된 동압센서, 가속도계, 스트레인 게이지 등의 신호에서 뚜렷하게 관찰되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1099-1102
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• 2017

액체로켓엔진용 연료펌프의 캐비테이션 시험 중 입출구 배관과 펌프 케이싱에서 계측된 고주파 신호를 분석하였다. 각각의 데이터의 RMS 값을 캐비테이션 수에 따라 표현하였다. 측정 결과는 산화제펌프의 결과와 비교하였으며, 캐비테이션 불안정성의 영향도 검토하였다. 산화제펌프와 연료펌프 고주파 신호 사이에 유사성이 확인되었다. 또한, 캐비테이션 불안정성은 연료펌프 출구 배관 압력섭동에 영향을 주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.25-37
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• 2005

터보펌프 공급방식 발사체 추진기관은 공급 시작 시점에서부터 종료되는 시점까지 산화제 터보펌프 입구에서의 온도 요구조건을 충족시켜야 한다. 이러한 조건이 만족되지 못할 경우 터보펌프 입구에서 캐비테이션이 발생하여 펌핑(pumping) 성능이 저하되고, 심한 경우 펌프의 손상을 초래할 수 있다. 따라서 극저온 액체산소를 사용하는 액체로켓 추진기관에서는 액체산소의 온도 상승에 대한 적확한 예측이 필수적이다 본 논문에서는 탱크 내의 액체산소 온도상승과 관계된 탱크 내 해석 방법을 체계적으로 제시하였고, 부력동기 경계층 이론을 적용하여 터보펌프 공급방식 로켓 추진기관의 충전, 대기, 선가압, 비행 등의 전 과정을 통하여 탱크에 충전된 액체산소의 온도상승을 예측할 수 있는 모델을 제시 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.61-68
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• 2020

7톤급 터보펌프 실매질시험에서 계측된 고주파 신호인 가속도와 압력섭동에 대한 주파수 분석(waterfall, frequency spectrum), 실효값(RMS) 계산 등의 신호 처리를 통해 산화제펌프의 신뢰성을 평가하였다. 계측된 압력섭동 신호 분석을 통해 산화제펌프의 누설 유로에 위치한 산화제 후방 플로팅 링에 의한 강한 압력섭동이 발생하였고 이는 산화제펌프 입구 및 출구 압력과 가속도 신호에도 영향을 주는 것을 확인하였다. 터보펌프의 가속도 실효값 계산을 통해 정격 운용 조건에서의 터보펌프는 양호한 진동 성능을 보여주고 있으며 가속도 회전수 성분 중 축계에 영향을 주는 회전수 동기 주파수 성분이 강하게 나타나는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.47-53
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• 2010

75톤급 터보펌프용 추진제 혼합 방지 실의 누설 성능 및 내구 성능을 평가하기 위한 수류환경 성능 시험을 수행하였다. 추진제 혼합 방지 실 시제품은 연료펌프 부와 산화제펌프 부 각각 누적 시험시간 2,100초 동안 수류환경에서 내구 성능 시험이 이루어 졌다. 1단의 카본 플로팅 링 실로 구성된 연료펌프 부는 성능 시험 동안 평균 실 차압 9.4 bar에서 평균 누설 유량 13.7 gram/sec의 결과를 얻었다. 반면, 2단의 카본 플로팅 링 실로 구성된 산화제펌프 부는 성능 시험 동안 평균 실 차압 9.5 bar에서 평균 누설 유량 7.3 gram/sec의 결과를 얻었다. 내구 성능 시험 후, 추진제 혼합 방지 실은 양호한 상태를 보였다. 향후 액체 질소를 시험 매질로 하는 극저온 환경에서 추진제 혼합 방지실 누설 성능 시험이 수행될 예정이다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.196-202
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• 2005

액체추진기관의 극저온 추진제 공급부에서 추진제의 주입 후 대기시간 동안의 온도상승은 배관내의 geysering 현상 및, 점화시 터보펌프에서의 cavitation을 발생시킬 수 있다. 본 자료에서는 이런 문제를 해결하는 방법 중 하나인 재순환배관 방식에 대하여 KSLV-I 예비안의 산화제부 형상을 바탕으로 LOX를 산화제로 사용한 경우에 있어서 그 성능을 파악하였다. 또한, 다양한 parametric study를 통하여 재순환배관의 설계인자를 찾고자 하였다. 재순환배관의 직경, 초기 LOX 온도, 재순환배관 높이, ullage 압력, 열전달 계수 등의 변화에 의한 영향 및 추가적인 He 분사를 통한 순환 촉진 효과를 살펴보았다. 상용 열유체해석프로그램인 SINDA/FLUINT를 사용하였고 1차원적으로 해석을 수행하였다.