• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.51-59
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• 2016

STS 321 스테인리스강은 액체 로켓 엔진을 비롯한 고온 고압의 시스템의 재료로서 많이 사용된다. 321 스테인리스강의 고온에서의 변형 거동을 예측하기 위해 Kocks의 전위 장벽 모델을 근거로 유동응력에 대한 구성 방정식을 열적 응력 요소와 비열적 응력 요소를 사용하여 제안하였다. 제안한 모델은 321 스테인리스강의 상온부터 $500^{\circ}C$의 넓은 온도 영역에서 재료의 변형 거동들을 잘 예측하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제20권3호
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• pp.168-174
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• 2015

Combustion instability is critical problem in developing liquid rocket engine. There have been many efforts to solve this problem. In this study, the method was sought through the injector as part of these efforts to suppress combustion instability. If the injector can suppress the disturbance coming from the supply line as a kind of buffer it will serve to reduce combustion instability. Especially we target at gas propellant oscillation in gas-centered swirl coaxial injector. The phenomenon is simulated with acoustic excitation of speaker. The film thickness response at injector exit was measured by using a liquid film electrode. Also the response of spray to the disturbance was observed by high-speed photography. Gas-liquid momentum flux ratio and the frequency of feeding gas oscillation were changed to investigate the effect of these experimental parameters. The trend of response by varying these parameters and the cause of weak points was studied to suggest the better design of injector for suppressing combustion instability.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.485-496
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• 2015

본 논문은 와류 유동이 존재하는 케로신/공기 화염 자발광 특성을 실험적 접근방법으로 수행한 연구이다. 한국형 발사체 액체로켓엔진에 적용되는 Jet A-1 을 사용하였고, 와류 세기 영향을 파악하기 위해 세 가지의 스월러를 적용해 실험을 진행하였다. 와류 세기, 연소 공기온도 변화에 따른 화염 자발광을 분광기를 활용하여 계측하였다. 자발광 스펙트럼에서 $OH^*$, $CH^*$, $C_2{^*}$등의 라디칼에 의한 화학발광 특성을 파악하였다. 케로신 화염의 화학발광 세기는 와류 세기에 민감한 반응을 보였으며, 연소 공기온도에 의한 영향은 적게 받았다. 특히 $C_2{^*}$ 화학발광 방출 세기는 와류 세기와 당량비 변화에 민감하게 반응하였다. 화염 특성을 파악하기 위해 각 라디칼 세기 비로 데이터를 분석한 결과, $I_{OH^*}/I_{CH^*}$ 화학발광 세기 비는 공기 유량 변화에 의한 당량비 변화를 지시하기가 적합하며, $I_{C_2{^*}}/I_{CH^*}$ 화학발광 세기 비는 연료 유량변화에 따른 당량비 변화를 지시하기에 적합하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.62-71
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• 2008

액체로켓엔진에서 발생하는 고주파 연소불안정을제어하기 위하여 인젝터의 길이 변화를 줄 수 있는 다중 스월 인젝터의 감쇠효과를 분석하였다. 음향흡수자로서 인젝터의 효과를 분석하기 위하여 인젝터는 1/4 파장 공명기로 해석하였고, 상온에서 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 인젝터 내부에 형성되는 air core의 부피가 감쇠 효과에 직접적인 영향을 주므로 이를 모사한 다수의 튜브로 실험을 하였다. 실험을 통해 각 모드의 배(anti-node point)에 장착된 인젝터의 수의 증가로 감쇠 효과가 커지는 것을 확인하였다. 또한 1L, 1T, 1L1T 모드에 동조된 인젝터들을 동시에 각 모드의 배에 장착했을 경우, 각 모드에서 단일 모드에 튜닝된 인젝터들을 장착하였을 경우와 거의 같은 감쇠 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.7-12
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• 2007

액체로켓엔진에서 고주파 연소불안정을 제어하기 위하여 다단 접선 유입구를 갖는 스월 인젝터를 분석하였다. 음향흡수자로서 인젝터의 효과를 분석하기 위하여 인젝터는 1/4 파장 공명기로 해석하였고, 상온에서 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 이러한 인젝터는 모델 챔버의 고유주파수에 동조 시킬 수 있는 고유주파수를 갖게 된다. 각각의 모드에 동조된 인젝터를 배(anti-node point)에 장착하여야만, 타겟모드의 진폭을 감소시킬 수 있었고, 큰 지름의 인젝터를 사용하였을 때 보다 큰 진폭의 감쇠를 동반하면서 모드 분리 현상이 나타났다. 이러한 실험 결과로부터 타겟모드에 동조된 인젝터를 적당한 볼륨으로 배(anti-node point)에 장착한다면, 모드 진폭이 감쇠하게 되고, 완전한 배(anti-node point)에서는 모드분리현상이 발생됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.74-84
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• 2005

본 논문에서는 AMESim(상용 소프트웨어)을 이용, 개방형 터보펌프식 엔진시스템을 모델로 하여 산업용 제어밸브를 적용한 시스템의 특성을 미리 확인하였다. 그 결과물을 토대로 하여 앞으로 발사체 제어밸브 개발할 계획이며, 밸브와 연계된 제어 및 밸브시험을 위한 설비 특성을 예측해 보았다. 시스템시험을 위해 장착할 각 산업용 제어밸브의 PID 값을 찾고자 하였으며, PI 및 PID 제어 방식을 이용하여 제어밸브의 과도 및 정상상태의 유동특성을 비교분석하였다. 제어밸브를 이용하여 추력제어 및 TDS 구현을 목적으로 하는 밸브설계와 시스템의 종합 모사시험을 위한 설비의 설계 조건을 또한 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.72-86
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• 2006

램제트 추진기술에 대한 최근 개발동향과 필요 주요기술을 분석하였다. 통합 부스터의 장점을 극대화하면서 부스터의 총역적을 다양하게 조정하는 기술, 램제트 연소실의 길이는 최소화하면서 화염을 안정시키는 기술, 비행 운용범위를 다양하도록 하는 가변노즐 기술, 장시간 작동을 가능하게 하는 열차폐 기술 등이 소개/분석되었다. 여러 나라에서 다양한 램제트 추진기술을 개발해왔으며, 원초적 기술은 어느 정도 성숙되었으며, 군사적 응용과 복합사이클을 사용하는 민수용으로의 적용이 확대되고 있는 추세이다. 보다 효과적으로 다양한 발사 프랫폼에 공통으로 적용 가능한 다용도 램제트 기술 개발을 위하여 최근에 여러 유도탄(미국의 JSSAM, 러시아의 Yakhont)들이 연구되었으며, 이는 기술 신뢰도 향상 및 개발경비 절감을 높일 수 있다는 기대로 도전적 연구가 진행되고 있다.

• 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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• 제35권5호
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• pp.438-445
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• 2007

액체로켓엔진에서 발생하는 고주파 연소 불안정 제어를 위한 수동 안정화 제어 기구로 음향공을 적용하여, 선형 음향 해석 및 상온 음향 실험을 통해 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 단일 음향공의 기하학적 형상에 따른 음향 감쇠 효과를 비교하기 위하여 오리피스 직경, 길이를 변화시킨 몇 가지 음향공 모델에 대해 유해 공진주파수 감쇠 효과를 정량적으로 비교, 분석하였다. 다음으로 음향공의 개수에 따른 음향 감쇠 효과를 비교하였다. 주파수 응답함수를 통한 유해주파수 감쇠 성능은 개수 증가에 따라서 우수해졌지만 흡음계수를 통한 최적의 효율 관점에서 볼 때 오히려 과도한 댐핑으로 인한 해당 주파수의 감쇠 효율이 낮아지는 경향이 발생한다. 결론적으로 음향공을 이용한 제어를 위해서는 유해주파수를 감쇠시킬 수 있는 기하학적 형상을 통한 정확한 동조가 필요하다. 또한, 부피의 제약을 고려한 최적의 효율을 발휘할 수 있는 음향공의 형상 설계와 개수의 선택이 절대적으로 필요함을 입증한다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.1-11
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• 2017

나로우주센터에 구축된 터보펌프 실매질시험설비는 터빈 구동을 위해 가스 발생기 대신 알코올버너 연소 가스를 사용한다. 그러나 터빈 입구에서 압력과 온도가 증가하여 터보펌프의 회전수가 정상상태를 유지하지 못하였다. 본 연구는 시험 환경을 정확히 파악하고자 알코올버너와 공급 배관에 대한 시스템 해석 코드를 개발하였으며 적용하였다. 해석 결과는 시험 결과와 일치하였고 터빈 입구의 압력과 온도 변화가 배관 열전달에 기인함을 정량적으로 확인하였다. 터빈 입구 조건에 공급 배관 단열 효과는 크지 않으나 길이는 매우 영향이 컸다. 본 연구를 통해 경험적으로 알았던 시험 조건의 영향을 정량적으로 명확히 파악했으며 시험 운용에 적용할 수 있었다.