• 한국항공우주학회지
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• 제39권10호
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• pp.966-978
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• 2011

분출냉각은 높은 압력과 온도의 가혹한 환경에서 운용되는 고성능 액체로켓과 공기흡입엔진을 위한 가장 효과적인 냉각방법이다. 분출냉각이 적용되는 경우, 연소기 라이너와 터빈 블레이드/베인은 다공질 벽면을 통과하는 냉각재(공기 또는 연료)뿐만 아니라 차단막으로 작용하는 벽면을 빠져나온 냉각재에 의해 냉각된다. 이러한 냉각기술의 실용화는 가용한 다공질 재료의 부재로 인해 제한을 받아왔다. 그러나 금속결합 기술의 발전으로 확산접합과 식각된 얇은 금속판으로 제작한 Lamilloy$^{(R)}$와 같은 다층 기공 구조물이 개발되었다. 그리고 또한 경량 세라믹 매트릭스 복합재료가 개발됨에 따라 분출냉각은 근래 고성능 엔진 냉각을 위한 유망 기술로 여겨지고 있다. 본 논문에서는 분출냉각의 최근 연구동향 및 가스터빈, 액체로켓 및 극초음속 비행체 엔진에 이의 적용사례를 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.16-17
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• 2002

재생냉각은 엔진 경량화 및 높은 추력을 발생시킬 수 있으며 엔진이 장시간 작동할 경우에도 추력의 변화가 일어나지 않는 우수성으로 인해, 액체로켓엔진에서 보편적으로 사용되고 있는 냉각방식이며, 고성능 액체로켓엔진 개발에 있어서 핵심기술이다. 일반적으로 재생냉각 방식은 연소기 내벽에 형성된 냉각유로에 연료 또는 산화제를 흘려보내 고온고압의 연소실내에 온도 경계층을 생성시키면서 벽면온도를 적정온도 이내로 유지하는 것이 목적이며, 또한 냉각유로에서의 압력강하가 추진제 공급 시스템의 공급 압력의 한계값을 넘어서지 않도록 하며, 냉각후의 연료 또는 산화제의 열역학적 상태가 엔진 작동 조건에 적합하도록 제어하여야 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.67-75
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• 2013

케로신-액체산소 로켓 엔진에 적용되는 산화제 과잉 예연소기의 냉각 성능 확인을 위한 수치 해석을 수행하였다. 예연소기 1차 연소구역을 상사하기 위하여 분사기 배열에 따른 혼합비를 바탕으로 연소가스 물성치를 계산하였고, 냉각제로서 채널을 흐르는 산소의 물성치는 실제기체 조건에 대하여 적용하였으며, 1차 연소구역과 냉각제로 쓰인 액체산소의 혼합과정은 다상혼합모델을 적용하였다. 수치 해석으로 계산된 결과를 연소시험과 비교하였으며, 이를 통하여 재생냉각 채널과 연소실에서의 물성 등을 정량적으로 파악할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.601-604
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• 2010

본 연구는 과산화수소와 케로신을 추진제로 하는 액체로켓엔진에 막냉각 링을 장착하여 막냉각 효과에 관한 연구를 수행하였다. 막냉각제의 유량 및 냉각장치 형상에 따른 열유속을 계산하기 위하여 축방향으로 열전대를 장착하여 온도를 측정하였다. 냉각제 유량은 총 추진제 유량의 0~20%의 유량으로 선정하여 실험을 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.235-240
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• 2010

분출냉각은 높은 압력과 온도의 가혹한 환경에서 운용되는 액체로켓과 공기흡입식 엔진을 위한 가장 효과적인 냉각방법이다. 연소기 라이너와 터빈 베인은 다공질 벽면을 통과하는 냉각재(공기 또는 연료) 뿐만 아니라 차단막으로 작용하는 공기에 의해 냉각된다. 그러나 이의 실용화는 유용한 다공질 재료의 제한에 의해 방해를 받아왔다. 벽면 내에서 내부 열전달을 증가시키는 보다 현실적인 방법을 찾는 노력을 통해 Lamilloy$^{(R)}$ 및 Transply$^{(R)}$와 같은 다층 기공 구조물을 개발하게 되었다. 본 논문은 액체로켓, 가스터빈 및 스크램제트의 추진기관 적용을 위한 분출냉각의 최근 연구동향을 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.48-54
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• 2005

액체 산소(LOx)와 Jet A-1(Jet engine fuel)을 추진제로 하는 소형 액체 로켓 연소기에서 막 냉각의 효과에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 막 냉각제(Jet A-1과 물)는 막냉각장치를 통해 분사되도록 하였다. 막 냉각 유량 변화에 따른 연소기의 외벽온도 및 막 냉각 길이는 추진제 혼합비, 연소실 압력 및 막냉각장치의 형상 변화(분사각)에 따라 비교하였다. 막 냉각에 따른 특성속도 효율의 손실도 막 냉각제를 물과 Jet A-1을 사용하였을 경우에 대해서 각각 구하였다. 연소실 압력의 증가에 따라 노즐에서의 외벽 온도는 증가하였으나, 퍼센트 막냉각 유량이 9% 이상인 경우에 연소실에서는 거의 영향을 받지 않았다. 특성속도는 퍼센트 막냉각 유량이 9% 이상일 때 추진제 혼합비에 영향을 받지 않았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.147-150
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• 2007

본 연구에서는 액체로켓엔진의 연소 가스에 액체 질소를 혼합하여 연소 가스의 냉각 특성을 알아보고자 하였다. 이를 위해 기존에 사용되던 액체로켓 연소실 후단에 액체 질소 분사용 분사기를 설계/제작하여 장착하였으며, 두 가스의 혼합 가스의 안정화를 위한 연소실과 노즐을 질소 분사링 뒤에 장착하였다. 액체질소 분사에 의한 상류 점화/연소 상태의 영향을 살펴보기 위한 시험이 먼저 수행되었으며, 이후 10초 연소 실험을 성공적으로 수행하였다. 따라서 기존의 액체로켓엔진에 액체질소를 분사함으로써, 연소 가스의 온도를 저하시킬 수 있음을 확인하였다.

• 기계와재료
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• 제22권3호
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• pp.120-129
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• 2010

획기적으로 선명한 영상의 구현, 휴대 용이성 및 정확한 온도분포의 구현이 가능한 초점면 배열 방식의 적외선 검출기는 탐지도 및 분해능 향상을 위해 액체질소 온도수준의 극저온냉각을 요구한다. 냉동기의 저온부에 적외선 검출기를 직접 부착하는 일체형 스터링 극저온냉동기는 효율적인 적외선 검출기의 냉각이 가능할 뿐 만 아니라, 소형/경량화가 용이하여, 기동 및 휴대용 열상장비용 극저온냉각을 위해 많이 활용되고 있다. 적외선 검출기 냉각용 즉저온냉동기는 다양한 열/진동/충격/전자파 등의 운용환경조건에서 검출기를 액체질소 온도수준으로 냉각/유지할 수 있어야 하며, 안정적인 시스템의 운용을 위한 충분한 신뢰성이 확보되어야 한다. 본 고에서는 민군 겸용기술사업을 통해 국내에서 개발된 열상장비 냉각용 일체형 스터링냉동기의 기술적 특징 및 환경/신뢰성 시험 결과를 소개하고자 한다.

• 기계저널
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• 제56권7호
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• pp.51-54
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• 2016

이 글에서는 티타늄 합금의 절삭가공 시 공구수명을 향상시키기 위해 적용하는 액체질소를 사용한 극저온가공에서, 공구의 냉각 균일성을 향상시키기 위한 방법으로 극저온간접냉각(Indirect cryogenic cooling) 방식을 소개한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.179-182
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• 2005

액체추진기관을 사용하는 발사체의 극저온 추진제 온도 conditioning 방안의 일환으로 헬륨분사에 의한 액체산소 과냉각 시험을 수행하였다. 동일한 질량의 액체산소에 대하여 서로 다른 유량의 헬륨을 분사하고 냉각 특성을 비교하였다. 시험조건 하에서 약 $5\sim6^{\circ}C$의 냉각 효과를 얻을 수 있었으며 외부 단열상태에서 특정 온도까지 냉각되는 시간은 헬륨 분사량에 반비례함을 알 수 있었다.