• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.138-143
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• 2009

액체로켓엔진 연소기에 적용된 대기 플라즈마 코팅 및 전해/무전해 도금 코팅의 열차폐 효율과 내구성 평가를 수행하였다. 연소시험 결과 대기 플라즈마 방식의 $ZrO_2$, NiCrAlY 코팅은 로켓엔진 연소기의 초음속 유동영역에서 코팅이 표면에서 박리되는 현상이 간헐적으로 발생하였으며 따라서 이러한 문제를 극복할 수 있는 대체 코팅 방식이 요구되었다. 시험 결과 열차폐 효율 및 내구성 관점에서 대기 플라즈마 방식의 $ZrO_2$, NiCrAlY 코팅의 대안으로 무전해/전해 방식을 사용한 니켈-크롬 코팅을 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.38-44
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• 2000

통상적으로 액체로켓의 노즐은 재생냉각에 의해 고온의 연소가스로부터 보호된다. 그러나 재생 냉각의 경우, 시스템에 상당한 투자가 요구되며, 잦은 엔진 결함의 원인을 제공하기도 한다. 최근들어 액체로켓에 재생냉각을 사용하지 않고, 연소실과 노즐 보호를 위해 삭마재료가 사용되고 있다. 노즐재료에 대한 삭마량과 삭마형상 연구를 위해 500회 이상의 연소실험이 수행되었다. 그러나 연소실험을 통한 삭마특성은 전혀 예측할 수 없는 방향으로 진행되고 있으며, 실험에 사용된 액체로켓의 작동범위가 실제 로켓과 거의 유사하다는 것을 감안한다면, 삭마재질을 로켓에 적용하기 위해서는 상당한 주의가 필요할 것으로 판단된다. 실험변수는 추진제의 공급 순서, 인젝터의 형상, 점화기의 위치, 그리고 액체산소의 공급온도이다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.84-91
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• 2010

75톤급 액체로켓엔진의 성공적인 개발을 위해서는 각 구성품에 대한 다수의 시험이 수행되어야 하며 이러한 상황은 연소기에서도 동일하다. 하지만 한국항공우주연구원에서 운용 중인 시험설비는 75톤급 연소기를 정상 추력으로 수행하기에는 부족하다. 연소기 개발 시험에 착수하기 이전에 시험설비는 준비가 되어야 하기 때문에 시험설비의 구축이 급박하다. 본 논문에서는 이와 같은 필요성으로 수행한 75톤급 액체로켓엔진 연소기 시험설비의 기본설계 내용을 기술한다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.73-78
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• 2012

국내 기술로 개발된 액체로켓엔진 연소기의 점화 특성을 연소시험을 통해 분석하였다. 연소시험에 사용된 연소기들은 점화제용 분사기, 막냉각 방식 그리고 산화제 입구 위치가 다른 특징을 지니며 각기 다른 시동 시퀀스를 적용하였다. 분석결과 산화제 매니폴드의 온도 프로파일에 따라 저주파 섭동이 점화구간 내에서 나타남을 보였다. 이 저주파 섭동은 연소기의 기능장애를 유발하지는 않았지만, 엔진 시스템 및 발사체와의 인터페이스측면에서 지속적인 관심 요소로서 관찰이 요구된다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.151.2-151.2
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• 2012

터보펌프 구동에 사용된 가스발생기 생성가스를 연소기로 공급하여 주추력 발생에 사용하는 다단연소 사이클 로켓엔진은 고추력을 요하는 우주 발사체에 널리 사용되고 있다. 다단연소 사이클 로켓엔진에 사용되는 가스발생기를 예연소기라 부르며 케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소 사이클 로켓엔진에는 산화제 과잉 예연소기가 사용된다. 예연소기는 터보펌프 구동을 목적으로 하기 때문에 예연소기 생성가스의 횡단면 온도분포는 터빈에 의해 제한되는 온도범위 내에서 균일하여야 하며 넓은 운전영역에서 안정적인 연소가 이루어져야 한다. 산화제 과잉 예연소기는 모든 추진제가 혼합헤드를 통해 분사되는 방식과 추진제를 혼합헤드와 연소실로 나누어 공급하는 방식이 있다. 기술검증을 위해 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 1차 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20MPa, 혼합비 60에서 작동하는 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 연소시험을 수행하였다. 혼합헤드에는 별도의 점화용 분사기 없이 전체 연료 분사기를 통해 점화용 연료인 TEA/TEB 혼합물을 분사하여 점화하였다. 추진제를 2단으로 공급할 수 있도록 고안된 가압식 연소시험 설비에서 10회, 누적 60초 이상의 연소시험이 성공적으로 수행되었다. 연소시험결과 넓은 작동영역에서 안정적 연소특성과 생성가스 온도 분포의 균일성을 확인할 수 있었다. 고온 고압의 산화제 과잉 예연소기 기술 확보를 통해 케로신/액체산소 다단연소 사이클 로켓엔진 개발을 위한 기술적 기반을 마련하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권3호
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• pp.271-278
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• 2008

액체로켓 연소기 재생냉각 챔버 제작에 필수적인 노즐의 벌징 공정에 대한 연구를 수행하였다. 벌징 공정에 사용되는 재료의 기계적인 특성은 재료시험을 통하여 획득하였다. 벌징노즐의 벌징 후 형상 변화는 변형해석을 통하여 확인하였다. 벌징 공정 및 변형해석의 검증은 벌징노즐 시편을 제작하고, 벌징 시험을 수행하여 확인하였다. 노즐 벌징 수행 결과 총 7개의 시제 중 1개의 시제에서 소재에 네킹이 발생하여 파손되었다. 벌징 공정 중에 발생된 네킹의 원인 분석은 재료의 조직분석을 통하여 수행하였다. 조직분석 결과 재료의 그레인 사이즈가 네킹 발생에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.1001-1009
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• 2012

본 연구에서는 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 액체로켓엔진의 연소 가스에 액체질소를 분사하여 연소 가스의 냉각 특성을 알아보고자 하였다. 일반적인 액체로켓엔진의 연소실 후단에 액체질소 분사기와 혼합용 연소실을 추가적으로 장착하였고, 혼합용 연소실 후단에 노즐을 연결하여 전체적인 시스템을 구성하였다. 연소실험은 안전을 고려하여 점화실험부터 순차적으로 수행하였으며, 최종적으로 20초 연소실험을 수행하였다. 그 결과 기존의 액체로켓엔진에 액체질소를 분사함으로써, 연소 가스의 온도를 저하시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권4호
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• pp.61-66
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• 2004

본 논문은 액체 로켓 엔진 연소기에 사용하는 분사기의 연소 안정성 평가를 위한 모델 시험 방법을 서술하고자 한다. 액체 로켓 엔진 연소실에서 발생하는 연소 조건을 모사하기 위해서 로켓 엔진 연소기에 적용되는 실물 크기 분사기를 이용하여, 기체상태의 산소와 메탄과 프로판의 혼합기체를 모의 추진제로 사용한 모델 연소 시험을 수행하였다. 본 모델 시험의 주요 가정은 추진제의 혼합 과정이 실제 엔진 연소기에서 발생하는 연소 불안정에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 간주하는 것이다. 본 시험에서는 단일 F-OO-F 형태의 충돌형 분사기가 한쪽 끝이 열린 원통형 모델 연소기와 더불어 사용되었다. 기상 연소 조건에서 발생하는 동압 특성은 운전 조건에 따라 상대적인 음향 감쇠 특성을 보인다. 이러한 시험 결과를 통해 구해질 수 있는 운전 조건에 따른 음향 감쇠 특성 지도를 이용하여 여러 후보 분사기 중에 가장 안정적인 분사기를 선택할 수 있게 된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.781-788
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• 2012

공개소스 전산유체 해석 라이브러리인 OpenFOAM을 이용하여 액체 로켓 연소기의 산화제 매니폴드 내 유동 해석을 수행하였다. 정상 상태의 비압축성 난류 유동 해석을 통하여 분사기 차압 모사를 위한 다공성 매질 영역이 포함된 복잡한 3차원 형상에 대한 유동해석에 있어서의 OpenFOAM 적용 가능성을 평가하였다. 향후 로켓 연소장치 내의 주요 물리적 현상을 포함한 보다 다양한 해석 사례에 대한 평가를 수행함으로써 설계 평가 및 해석 도구로서의 OpenFOAM의 유용성 및 적용 범위를 확인/확대해나갈 계획이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권8호
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• pp.704-710
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• 2017

액체로켓엔진용 연소기 산화제 개폐밸브는 단순 온 오프 개폐작동을 통해 연소기로의 산화제 공급 유무만을 제어하기 때문에, 산화제 공급 유량 조절을 통한 엔진 점화 시동 특성제어 및 최적화에 한계가 있는 반면에 2단계 개방 연소기 산화제 개폐밸브는 밸브의 부분 개방에 의해 산화제 공급 유량을 조절함으로써 엔진 점화 시동 특성을 제어할 수 있는 이점이 있다. 이에 본 논문에서는 액체로켓엔진용 2단계 개방 연소기 산화제 개폐밸브 개발을 위한 기본 설계 내용과 함께 밸브 작동성에 관한 검증시험 결과를 소개하기로 한다.