이원 액체추진제를 사용하는 인공위성용 로켓 추진기관의 개발을 위한 핵심부품별 개념 및 상세설계, 성능해석, 성능실험용 시작품의 제작, 수류 성능실험 및 지상 연소시험이 수행되었다. 인공위성 궤도조종용 로켓 추진기관은 1.38MPa의 연소실 압력으로 4초동안 1780N(400$Ib_f$)의 평균추력을 내도록 설계되었으며, 산화제로는 질산, 연료로는 트리 에틸렌 아민(triethylene amine, TEA)과 자이리딘(xylidine)의 혼합물로 구성된 접촉발화형 이원 액체추진제를 사용하고, 추진제를 가압방식에 의해 연소실에 분사하는 방법으로 분사충돌, 미립화, 그리고 기화 후 연소시키게 된다. 효율적인 설계를 위하여 설계전용 소프트웨어를 개발하였으며, 추진기관의 핵심부품별로 유동 시뮬레이션을 수행하고, 해석결과와 수류 실험결과를 바탕으로 설계를 수정, 보완하였다. 지상 연소시험 및 수류 성능실험을 위하여 추진제 공급장치 및 계측 시스템이 설계, 제작되었고, 시스템의 작동 및 자료처리를 위한 소프트웨어를 개발하여 수류 성능실험 및 지상 연소시험에 사용하였으며, 연소시험결과 지상 평균추력 378$Ib_f$를 발생하였다.
본 연구에서는 격벽형 펄스분리장치의 성능을 검증하기 위하여 실물형 Flight-type의 이중펄스 로켓모타 추진기관을 설계, 제작하여 지상연소시험을 수행하였다. 지상연소시험 시 계측한 추진기관의 압력, 추력, 진동 결과를 바탕으로 펄스분리장치의 파열특성인 파열시간과 파열압력 분석을 실시하였고 연소시험 후 3차원 측정기를 이용한 삭마량 측정을 실시하였다. 그 결과, 펄스분리장치가 파열조건 및 열적 안전성을 만족하는 것을 확인할 수 있었다.
국가 우주개발 중장기계획에 따라 향후 10년간 다양한 발사체 및 위성을 개발할 필요가 있다. 그러므로 이러한 발사체 및 위성 개발과정에 있어 ReTF나 PTA-II 시험설비와 같은 시험설비가 다수 필요할 것으로 예상된다. 이에 우리연구원은 KSLV 추진기관에 대한 종합 시험을 수행할 수 있는 대형 연소시험설비 구축을 계획 중이다. 본 논문에서는 해당 시험설비의 기본 설계안에 따른 시설 배치 레이아웃과 위험물 저장량을 기초로 하여 시험설비에서 화재 또는 폭발 발생 시 그 피해가 어떻게 전파되는지 모델 해석을 통해 알아보았다. 논문에 포함되어진 안전성 평가, 피해정도, 피해범위를 바탕으로 기 수행된 설계 결과를 보완함으로써 좀 더 안전한 시험설비를 구축할 수 있도록 하는 것이 목적이다.
단락시험시 시험회로의 주요 파라미터들은 시험전압과 시험전류를 이용하여 결정된다. 특히, 단락전류의 경우 전류파형의 피크치, RMS, 시간, DC-성분, 역률 등을 분석프로그램을 이용하여 분석하게 된다. 그러나 이러한 분석프로그램은 각 시험기관마다 다르고, 현재까지 분석프로그램을 검증할 국제저인 기준이 존재하지 않았다. 그러나 최근 들어 STL(Short-circuit Testing Liason)에서는 각 시험기관마다 상이한 분석프로그램을 검증할 절차에 대한 연구를 수행하여 왔으며 그 첫 번째로 단락전류 분석프로그램에 대한 성능 평가 절차가 어느 정도 완성되었다. 이에 본 논문에서는 STL에서 배포한 TDG(Test Data Generator)를 이용해reference curve를 생성하고, 전기연구원의 전류분석프로그램을 사용하여 분석프로그램의 신뢰성을 평가하여 보았다.
공공부분 S/W사업은 분리발주가 원칙이고 일괄발주가 예외지만 현재 많은 공공부분 S/W사업은 일괄 발주 사업으로 진행되고 있다. 일괄발주는 SI업체가 S/W업체도 선택하여 입찰 및 개발하기 때문에 발주자가 원하는 품질 좋은 S/W를 선택할 수 없고, 발주자가 S/W를 업그레이드 및 확장할 때 SI업체에 의존하게 되는 단점이 있다. 이런 단점을 보완하고, S/W분리발주를 활성화시키기 위해 지식경제부(구 정보통신부)에서는 S/W분리발주 매뉴얼을 작성하여 보급 및 교육을 하고 있으며, 발주처에서는 품질이 우수한 S/W를 선택하기 위한 S/W분리발주 BMT를 공인된 시험기관인 한국정보통신기술협회(TTA) SW 시험인증센터에서 BMT를 실시하고 있다. 본 논문은 위협관리시스템(TMS) S/W분리발주 BMT를 공인된 국가 시험인증기관인 한국정보통신기술협회(TTA) SW시험인증센터에서 수행한 사례를 기술하였다
하나의 고체 추진기관에서 이중펄스 추력을 발생시키는 기술은 기존의 일회성 추력발생 방식에 비하여 여러 가지 장점이 있다. 추진기관에 펄스분리장치를 적용하면 적절한 추력배분을 통하여 유도탄의 사거리 연장 및 종말속도를 향상시킨다. 본 연구에서는 격벽형 펄스분리장치의 성능을 검증하기 위하여 소형 추진기관을 설계, 제작하여 지상연소시험을 수행하였다. 이를 통하여 펄스분리장치의 파열특성, 구조적 안전성 및 내열특성 등을 확인하였으며 향후 실물형 이중펄스 추진기관 설계 시 필요한 데이터 등을 확보하였다.
식품 중 대표적인 오일 제형인 크릴오일 중에 불소 시험법 개발을 위해 식약처 "식품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인"에 따라서 연소-이온크로마토그래피를 사용하여 크릴오일 중 불소 시험법을 개발하였다. 기존 크릴오일 중 불소 시험법은 전통적인 습식 전위차법이 사용되었으나, 신뢰성이 높지 않았고 국내에서는 이러한 오일 제형에 대해서는 불소 시험을 하는 식품검사기관이 없는 상황이었다. 이에 할로젠 시험법 관련 국가 및 국제표준으로 개발된 시험규격을 확인하였으며, 이 중에 오일 제형에 충분히 적용 가능한 연소-이온크로마토그래프 장비를 선택하여 크릴오일에 적합한 시험법을 개발하였다. 오일 제형의 특성상 시료준비 및 도입 시에 손실 및 각종 방해 (interference) 관련 우려를 사전 검토하여 다양한 실험을 통해서 최적의 시험법을 확립하였다. 개발된 오일 중 불소 시험법을 활용하여 유통되는 크릴오일 제품 11 개를 구입하여 불소함량 시험을 하였으며, 1개 시료를 제외한 대부분 제품들은 시험법에서 제시한 보고서 검출한계 미만으로 불검출을 확인하였다. 또한 불소가 검출되는 부분을 확인하기 위해 진행한 크릴새우 자체 시험한 결과, 크릴 부위에 따라서 농도가 다르긴 하지만, 몸통을 제외한 크릴 껍질부는 약 2,000 mg/kg ~ 3,000 mg/kg의 높은 불소함량이 검출됨을 확인하였다. 이후 확립된 시험법을 국제공인 시험기관 (ISO/IEC 17025) 2 곳에 시료를 의뢰하여 본 수행기관과 시험결과를 비교해 본 결과, 3개 실험실 간에 분산분석 통계처리에서 결과의 유의차가 없음을 확인하였고, 이에 본 내용을 토대로 크릴오일 중 불소함량 분석법 관련 시험법으로 적합함을 확인하였다.
KSR-III 발사체를 위하여 개발된 추진기관 공급계와 엔진에 대한 연계시험을 위하여 수직형 시험설비가 구축되었으며, 연소시험이 진행되었다. 수직형으로 장착이 이루어진 시험에서 배플이 없는 엔진은 점화순간 즉시 불안정 연소현상이 발생하였으며, STS 배플과 복합재 배플 엔진의 경우 점화에 의한 불안정 발달이나 연소중 불안정 연소현상은 억제되었다. 배플이 있는 엔진의 경우 정상연소중 비정규적 압력섭동이 일시적으로 발생하였으나, 배플에 의해 음향적 특성을 가지는 불안정 연소로의 발달이 강력히 억제됨을 확인하였다. 이러한 일련의 시험을 통하여 복합재 배플을 가지는 최종 개발형 엔진이 비행용 KSR-III 추진기관시스템으로서 정상운용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 극저온에서의 스트레인 게이지의 특성을 결정하기 위하여 이태 리의 표준기관인 IMGC (Istituto Di Metrologia "G.Colonnett")를 중심으로 세계의 측 정표준 기관과 대학이 참여하는 라운드 로빈(round robin) 시험이 진행되고 있다. 국내에서도 이 계획에 참여하여 본 연구를 수행하였다. 라운드 로빈 시험계획의 궁 극적인 목적은 세계의 주요 스트레인 게이지에 대해 여러가지 험조건에 의한 시험결과 를 가지고 극저온 환경에서의 변형측정에 이용될 수 있는 최적의 스트레인 게이지, 시 험재료, 전선연결, 시험장치 등의 시험조건을 선택하는 것이다. 이 목적을 위하여 본 연구에서는 가장 널리 쓰이는 3종류의 스트레인 게이지-미국Micro-Measurement, 일본 Kyowa, 독일 Hottinger Baldwin Mestechnik-에 대한 겉보기 변형률 대 온도의 곡선을 시험을 통하여 4.2K로 부터 293K까지의 온도 범위에서 구한다. 사용된 시편 은 스테인레스 강(AISI 316LN), 구리(Cu), 알루미늄(Al)이고 온도는 액체헬륨과 액체 질소를 이용하여 변화시켰으며, 그외의 모든 시험조건은 국제 법정계량기구(OIML) 규 정에 따라 모든 기관이 통일되도록 하였다.통일되도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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