• 한국추진공학회지
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• 제26권1호
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• pp.98-106
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• 2022

고고도에서 작동하는 신뢰성 있는 이중펄스 추진기관을 개발하기 위해서는 안정적인 진공 점화 기술과 펄스분리장치(PSD, Pulse Separation Device) 설계기술이 요구된다. 본 연구에서는 이중펄스 추진기관 격막형 펄스분리장치(Membrane Type Pulse Separation Device)의 파열압력 분석기법을 개발하였다. 변형률-압력 관계를 이용하여 PSD 파열압력에 대한 관계식을 도출하였다. 고고도 진공환경을 모사할 수 있는 PSD 진공파열 시험장치와 PSD 1초급 진공점화 시험장치를 개발하였다. PSD 진공파열시험을 수행하여 파열압력을 분석하고 PSD 설계 값을 도출하였다. 최종적으로 PSD 1초급 진공점화 시험을 통해 이중펄스 추진기관의 PSD 설계 파열압력과 추진제 진공점화 성능을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.221-221
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• 2011

수 Tera Watt급의 가속기 및 펄스파워 시스템은 다수의 스위치를 사용하고 있으며, 이와 같은 가속기 및 시스템의 성능은 기체방전 스위치의 성능에 직접적으로 관련되어 있다. 일반적으로 이와 같은 기체방전, 액체방전 고출력 스위치는 다목적으로 많은 연구와 개발에 응용되고 있다. 예를 들어 천둥 펄스전자빔 발생장치는 12개의 Marx gap 및 3개의 100 kV 펄스충전 전기트리거 gap을 가지고 있다. 기체 방전 또는 액체 방전 펄스 충전 갭 스위치의 음극에 펄스 고전압이 인가되면 이로 인하여 음극에서 전자빔이 발생한다. 내부에는 전자빔이 양극과 충돌하는 순간 양극표면에 플라스마가 형성된다. 이와 같은 플라스마 sheath는 축 방향 이극관 안에서 양극 충전 에서 음극으로 팽창하면서 전파하며, 또한 거의 동시에 음극표면에도 플라스마가 형성되어 음극에서 양극으로도 팽창하여 전파하게 된다. 이와 같은 펄스충전 고출력 갭 스위치 안에서 발생되는 방전 플라스마의 특성에 관한 갭 breakdown 과정에 대한 특성연구를 한다. 고출력 스위치의 특성 조건으로는 방전전압, 방전시간, jitter 등이 있다. 본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압 펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 N2와 SF6 혼합기체 종류와 압력에 따른 현상을 전기, 광학적으로 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 20 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr에서 4 기압까지 변화시켜가며 실험을 진행하였고, N2에 대한 SF6의 혼합비율을 0%~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 실험결과 방전전압은 압력이 증가함에 따라 증가하다가 2 기압 이상에서는 완만히 증가하는 경향을 보였고, SF6 혼합비율은 0~10%까지 급격히 증가하고, 그 이상의 혼합비율에서는 완만히 증가하였다. 전자온도는 SF6 혼합비율이 0~10%일 때 급격히 증가하여 이후에는 포화되는 경향을 보였고, 압력에 따라서는 큰 경향성을 보이지 않았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권8호
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• pp.599-606
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• 2019

펄스건 장치는 연소실 내, 다중 분사기 배열에 따른 연소 유동장으로의 횡단 압력파 전파/감쇠 메커니즘 규명을 목적으로 제작되었다. 제작된 펄스건은 성능시험을 통해 목표 연소압에서의 운용 가능 여부와 압력파 강도 제어 여부를 확인하였다. 기체질소를 사용하여 고압관에 가압을 하였으며 다이아프램에는 $100{\mu}m$ 두께의 OHP 필름을 사용하였다. 압력파의 속도와 강도를 확인하기 위해 압력 트랜스듀서를 이용하여 동압과 정압을 측정하였다. 제작된 펄스건은 공급압력에 따라 압력파의 강도 조절이 가능하며 횡방향성을 가지는 압력파를 생성할 수 있음을 성능시험을 통해 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.102-102
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• 2010

수 Tera Watt급의 가속기 및 펄스파워 시스템은 다수의 스위치를 사용하고 있으며, 이와 같은 가속기 및 시스템의 성능은 기체방전 스위치의 성능에 직접적으로 관련되어 있다. 일반적으로 이와 같은 기체방전, 액체방전 고출력 스위치는 다목적으로 많은 연구와 개발에 응용되고 있다. 예를 들어 천둥 펄스전자빔 발생장치는 12개의 Marx gap 및 3개의 100 kV 펄스충전 전기트리거 gap을 가지고 있다. 기체 방전 또는 액체 방전 펄스 충전 갭 스위치의 음극에 펄스 고전압이 인가되면 이로 인하여 음극에서 전자빔이 발생한다. 내부에는 전자빔이 양극과 충돌하는 순간 양극표면에 플라스마가 형성된다. 이와 같은 플라스마 sheath는 축 방향 이극관 안에서 양극충전 에서 음극으로 팽창하면서 전파하며, 또한 거의 동시에 음극표면에도 플라스마가 형성되어 음극에서 양극으로도 팽창하여 전파하게 된다. 이와 같은 펄스충전 고출력 갭 스위치 안에서 발생되는 방전 플라스마의 특성에 관한 갭 breakdown 과정에 대한 특성연구를 한다. 고출력스위치의 특성 조건으로는 방전전압, 방전시간, jitter 등이 있다. 본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 N2와 SF6 혼합기체 종류와 압력에 따른 방전 현상을 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 20 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr에서 4 기압까지 변화시켜가며 실험을 진행하였고, N2에 대한 SF6의 혼합비율을 0%~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 방전 챔버에는 C-dot probe와 B-dot probe를 설치하여 전압과 전류를 측정하였고, C-dot probe 와 B-dot probe는 각각 Northstar사의 10000:1 고전압 probe와 rogowiski coil을 이용하여 시준 하였다. 실험결과 방전전압은 압력이 증가함에 따라 증가하다가 2 기압 이상에서는 완만히 증가하는 경향을 보였고, SF6 혼합비율은 0~10%까지 급격히 증가하고, 그 이상의 혼합비율에서는 완만히 증가하였다. 방전개시시간은 혼합기체 압력에 따라 증가하며 1기압 이상에서는 급격히 증가 하였다. SF6 혼합비율에 따라서는 1 기압 조건까지는 큰 차이가 없었으나 2 기압부터는 급격히 증가하였다. 안정성을 나타내는 jitter는 SF6 100%일 때 가장 컸으나 혼합기체의 변화에 따른 큰 차이는 없었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.94-99
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• 2003

액체로켓엔진의 연소 안정성 평가를 위한 압력 교란 장치인 펄스건은 내재된 화약 폭발시 충격파를 유도관을 통해 엔진 연소기 내부로 전달 발생시키게 된다. 본 연구에서는 펄스건 특성에 영향을 주는 여러 가지 인자 중 화약 충진량에 의한 충격파 특성 파악을 위해 KSR-III 주 엔진과 같은 직경 크기를 갖는 모사 챕버를 이용하였다. 펄스건 출구에서 발생하는 충격파는 축대칭의 균일한 형상의 세기를 지니고 있으며 전체적인 세기 분포는 챔버 내의 압력에 따라 변화함을 확인하였다. 펄스건의 충격파는 상온 상태 조건에서 챔버내의 공명 주파수를 가진하는 것으로 보아 실제 연소장에서도 충분한 압력 교란을 제공할 수 있을 것으로 보인다. 가장 중요한 점은 펄스건에 의해 발생하는 초기 압력 최대 값이 화약 충진량의 크기에 비례하는 경향을 보인다는 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.245-248
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• 2011

다중펄스 로켓모타 기술은 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 실물형 Heavy-type 추진기관을 설계, 제작하여 지상연소시험을 수행하였다. 지상연소시험 시 계측한 추진기관의 압력, 추력, 진동 결과를 바탕으로 펄스분리장치의 파열특성인 파열시간과 파열압력 분석을 실시하였다. 그 결과, 2단 연소압력의 30% 이하에서 파열되어야 한다는 요구조건을 만족함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.1-8
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• 2009

횡단류로 펄스 분사되는 액체제트의 분무 특성을 연구하기 위하여 35.7 ~ 166.2Hz 범위의 분사 주파수와 횡단류 속도 42 ~ 136 m/s의 조건에서 실험을 수행하였다. 횡단 유동장에서 액체제트의 주된 분열 인자는 압력 펄스 주파수의 영향보다는 횡단류의 항력에 의존하며, 주기적인 압력 진동에 의해 횡단류로 분사된 액체제트는 상하 진동하는 특성을 나타냈다. 또한 액적의 집합체(liquid jet puff)가 횡단류 방향의 액체 제트 표면에 나타났으며, 이러한 두 가지 특성을 통해 유동장의 혼합을 예상할 수 있었다. 압력 펄스 주파수에 의한 SMD 특성은 연속 분사의 층상 구조와 다른 비층상 구조로 나타났으며, 체적 유속은 압력 펄스 주파수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권5호
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• pp.391-395
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• 2002

수두증 환자를 치료하기 위해 머리에 시술 되는 션트밸브가 받는 뇌압 펄스가 밸브의 유량조절 특성에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 션트밸브를 통한 유량을 계산하기 위하여 밸브 다이아프램이 형성하는 유량 오리피스를 모델링 하여 맥동압력과 변동하는 압력에 의한 다이아프램의 움직임을 고려하였다. 연구 결과, 압력 펄스와 이에 따른 다이아프램의 움직임에 의하여 유량이 40% 이상 증가함을 보였다. 이 결과는, 뇌실에 시술 되는 션트밸브의 압력-유량 조절특성이 제조 직후 맥동이 없는 유량을 공급하는 시린지 펌프를 사용하여 구한 실험 결과와 상당히 다르다는 사실을 보여주었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.194-197
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• 2005

추진제 주입압력 350 psia 에서 0.95 lbf 의 정상상태 공칭추력을 내는 단일액체추진제 하이드라진 추력기의 펄스모드 성능평가 결과를 제시한다. 연소시험 절차에 대한 간략한 기술과 함께 펄스모드 작동으로부터 얻어지는 추진제 공급압력, 추력기 작동환경 진공도, 그리고 추력 등의 변이거동에 대한 전형적인 결과를 추력기의 열적 반응과 더불어 검토한다. 제시된 성능은 1-lbf급 표준형 단일추진제 로켓엔진의 펄스모드 기준성능과 성공적으로 비교된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권3호
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• pp.99-106
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• 2005

액체로켓엔진 개발에서 필수 단계인 연소안정성 확인을 위한 연소안정성 평가시험(stability rating test) 방법의 개발을 위해서는 압력교란장치의 특성과 더불어 안전한 연소시험 절차(sequence)의 확립이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 연소안정성 평가시험을 위해 개발된 펄스건을 액체로켓엔진의 연소시험에 실제로 적용하기 위한 단계로서, 적절한 연소 시험 절차를 개발/검증하고자 하였다. 먼저 펄스건을 실제로 연소실 외벽에 장착하게 되는 압력파 유도장치를 설계하고, 펄스건의 오작동을 방지하기 위한 압력파 유도장치 내부의 냉각시스템의 설계 및 시험을 수행하였다. 이러한 일련의 연소시험 단계를 통하여 실물형 액체로켓엔진에서의 연소안정성 평가시험이 가능한 적절한 시험 단계를 국내 독자적으로 개발하는데 성공하였다.