• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.581-586
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• 2008

기존의 수 mN급의 MEMS 고체 추진제 추력기는 실제 마이크로/나노 위성체의 킥모터,지능탄(Smart bomb)의 측추력기로 응용하기에는 추력 레벨이 너무 낮다는 한계가 있었다. 이 연구에서는 고체 추진제의 연소 면적을 증대시킴으로써 추력 레벨이 향상된 MEMS 고체 추진제 추력기의 제작 가능성을 확인하고 연소 실험을 통해서 구조체의 안정성을 확인하였으며 직접 추력을 측정하여 수백 mN급의 단위 추력기를 개발하였다. 연소 챔버와 노즐, 덮개 층은 감광성 유리 기판을 이용하여 제작하였으며 마이크로 점화기는 파이렉스 기판 위에 300 ㎚ 높이의 니켈과 크롬을 페터닝(patterning)하여 제작하였다. 마이크로 점화기의 성능 해석과 실험을 통한 검증을 수행하여 고체 추진제의 점화를 위한 공급 전력을 계산하였으며 힘 센서를 통하여 추력기의 추력을 측정하였다. 측정된 추력은 K=15와 20인 경우에 300, 600 mN 이었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.34-37
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• 2009

본 연구에서는 액체로켓 엔진용 재생냉각 추력실 내부에서 일어나는 연소와 냉각 과정을 통합된 방법으로 해석함으로서 초기 설계 단계에서 추력 성능, 냉각 특성, 무게 및 크기 간의 trade-off를 수행할 수 있는 수치해석 절차를 제시하였다. 또한 형상 설계, 성능 분석, 냉각 해석과 종합적인 설계 평가를 수행한 실제 적용 사례를 통해 설계 도구로서의 활용도와 신뢰도를 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.100-106
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• 2019

고농도 과산화수소와 케로신을 추진제로 하는 액체 로켓 엔진을 이용하여 수직형 연소 실험대에 고고도 모사용 디퓨저와 기 검증된 추력 측정 장치를 장착하여 지상 및 고고도 모사 연소 실험 설비를 구축하였으며, 고도에 따른 추력 특성을 고찰하였다. 선행으로 고고도 모사용 디퓨저의 특성 및 시동압력을 검증하기 위하여 1:4.8 스케일로 축소한 디퓨저를 설계 및 제작하였다. 축소형 디퓨저는 질소 가스를 이용하여 cold flow test를 수행하여 성능 및 시동 특성을 확인하였으며, 그 결과 연소 실험용 디퓨저의 성능 안정성과 시동 특성을 확보하였다. 수직형 연소 실험대에 고고도 모사용 디퓨저와 추력 측정 장치를 장착하고, 시스템 저항에 대한 추력 보정식을 도출하였다. 추력 보정식은 실제 연소 실험 전에 수행한 추력 단계별 실험과 진공 단계별 실험을 통하여 도출하였다. 작동 고도가 10km인 노즐을 설계, 제작하여 지상 연소 실험 및 고고도 모사 연소 실험을 수행하여 작동 고도 변화에 따른 추력 특성을 분석하였다. 추력 측정 장치에서 계측한 추력값을 이용하여 실제 추력을 각각의 보정식을 이용하여 계산하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.85-90
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• 2003

인공위성을 포함한 모든 우주 비행체를 제어하기 위해서는 관련 추진기관의 제반성능을 정확하게 이해하고 위성 운영에 적합한 형태로 조정하기 위한 프로그램이 필요하다. 본 연구에서는 이원 추진제를 사용하는 추력기에 대한 자료를 사용하여 이 프로그램에 필요한 추력기의 성능함수를 best fitting curve를 사용하여 모델링하였다. 추력기의 성능을 정확히 파악하기 위해서는 제조회사로부터의 실험자료가 필요하나 제조회사로부터 실험자료를 얻을 수 없기 때문에, 성능 곡선의 기본 특성을 알아내기 위해서 실제 연소실험을 수행하여 이것을 모사하였다. 그 결과, 추력 및 추진제 소모량은 추진제의 공급압력으로 예측됨을 알 수 있었다. 실험에 사용된 로켓은 추진제로 액체산소와 케로신을 사용하였고 설계추력은 100lb$_f$였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.28-36
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• 2016

본 논문에서는 핀틀을 이용한 가변추력 고체 추진기관의 추력을 제어하기 위하여 이론적으로 모델을 구하고 압력 제어기를 설계하였다. 고전적인 모델 선형화 및 비례-적분제어를 설계했을 때 실제 모델의 비선형성에 의해 발생하는 제어기 성능 저하를 줄이기 위해 이득 계획 기법을 적용하였다. 시스템의 특징을 고려하여 연소관 내부 체적 변화에 따라 이득을 조절하는 방법과, 연소관 내부 압력에 의해 이득을 조절하는 방법으로 두종류의 이득 계획 제어기를 설계하였다. 각 제어기를 가변 추력기 모델에 적용하여 폐루프 시스템 응답특성을 비교하였으며 가변 추력 추진기관 특성에 따라서 어떤 제어기를 선택하는 것이 유리한지 제안하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권4호
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• pp.44-53
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• 2022

추력조절이 가능한 고체추진기관에서 감압률은 추력중단 성능에 가장 큰 영향을 미치는 인자이다. 본 연구에서는 몇 종류의 추진기관에서 구현 가능한 감압률의 범위를 파악하였으며 이를 통하여 추진기관 감압률에 미치는 주요 인자를 도출하였다. 추진제에 대한 소화특성 파악뿐만 아니라 추진기관의 목표성능을 만족할 수 있는 감압률을 파악하는 것이 실제 추력조절 시스템 설계에 중요하며 본 연구에서와 같은 감압률 모델획득 방법론은 추력중단이 필요한 고체추진기관 설계에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.780-789
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• 2008

본 논문에서는 새로운 추력기 성능 측정 방식을 제안한다. 광센서를 이용하여 추력기를 탑재한 것을 가정한 진자가 일정구간을 지나가는 시간을 측정하여 마이크로 추력기의 성능을 계산할 수 있도록 하였다. 마이크로 추력기의 추력을 측정하기 위해서 이미 몇 종류의 측정 장비가 개발되어있지만 본 논문에서는 최소 임펄스 비트(minimum impulse bit)를 직접적으로 측정할 수 있으면서 요구되는 보정과정을 최소화 할 수 있는 새로운 시스템에 대해 논술하였다. 이전에 사용되지 않은 시간 측정 방식을 응용하여 추력기에서 생성되는 임펄스를 계산할 수 있다. 이러한 측정 시스템의 바탕이 되는 이론에 대해 설명하였고 개발된 하드웨어를 통해 실제로 시험하였다. 검증을 위해서 추력이 부정확한 추력기가 아닌 위치변화를 주는 스페이서를 사용하여 하드웨어와 시뮬레이션 결과를 비교분석하였다. 개발된 하드웨어를 통해 개념인증 및 시스템 검증을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권10호
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• pp.998-1011
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• 2010

본 연구에서는 미래 한국의 달탐사에 대비, 제한추력을 이용한 최적의 지구-달 천이궤적 설계를 수행하였다. 보다 실제적인 임무 시나리오 설계를 위해 달 천이 (Trans Lunar Injection, TLI) 기동에 사용되는 발사체 상단 킥모터의 추력 성능을 제한하였다. 이를 바탕으로 지구 출발부터 달 근접에 이르는 지구-달 천이비행궤적이 설계되었으며, 제한추력을 이용하여 설계된 비행 궤적의 최적화 결과와 순간추력을 이용하여 최적화된 결과가 비교 분석되었다. 만약 순간추력을 이용해 도출된 예비 임무 설계의 결과가 제한추력을 가정한 임무 설계를 위해 응용될 경우, 가정된 제한추력의 크기에 따라 다양한 범위의 기동량의 차이가 발생 할 수 있어 이에 따른 충분한 고려가 이루어져야 함을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 제한추력을 이용한 달탐사 임무궤적 설계/해석 결과는 미래 한국의 달탐사를 대비하는데 있어 다양한 사전 지식을 제공할 것이며 장차 상세한 임무설계를 위한 알고리즘의 기반으로 사용될 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.526-529
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• 2009

본 연구에서는 Lab-Scale의 하이브리드 연소기를 이용하여 하이브리드 로켓의 추력제어 범위와 연소 시간에 따른 추진제의 후퇴거리를 분석하기 위하여 산화제 유량에 따른 추진제별 연소 특성을 파악하였다. 산화제 유량을 제어하기 위해서 니들 밸브와 스텝모터를 결합하여 스텝모터의 구동에 의해 니들밸브의 개폐량을 조절할 수 있도록 배관 시스템을 설계하였다. 산화제 유량 변화를 통해 추진제에 따른 질유량과 후퇴율 관계식을 유도하였다. 추력제어를 하면서 명령 추력 값에 따른 산화제 유량을 통해 후퇴거리를 예측하였으며 실제 추력제어 연소 실험을 통해 신뢰성을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.121-127
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• 2010

소형위성의 추력시스템으로 사용되어지는 홀 추력기의 중성 기체 시뮬레이션을 수행하였다. 홀 추력기의 채널 내부에서의 난반사효과 및 초기 가스의 온도, 그리고 채널의 길이 등을 변수로 하여 계산되어진 밀도, 압력, 속도, 온도를 분석 하였다. 시뮬레이션에서 얻어진 결과를 통해 홀 추력기의 방전 시뮬레이션의 정확성을 높이는 동시에 실제 시스템의 이해에 기여할 것으로 예상되어 진다.