• Title/Summary/Keyword: 엔진 추력

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다목적실용위성 추진시스템의 추진제 소모율 분석

  • 김정수;한조영
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.8-8
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    • 2000
  • 하이드라진 단기액체엔진을 장착하고 궤도에서 임무를 수행하고 있는 다목적실용 위성 추진시스템 궤도비행 초기운용 자료에 근거하여 추진제 소모율을 산정 한다. 추진시스템은 위성의 궤도각과 비행고도 조정을 위한 속도증분($\Delta$V) 및 자세제어를 위한 추력을 발생시킨다. 단기액체 추진시스템에서 추진제 소모량은 추력기 밸브의 개폐시간에 비례하고 추력 생성 효율은 추진제의 연소기 유입압력에 종속한다. 일정질량의 가압 기체 압력에 의해 연료를 공급하는 추진시스템에서 잔류 추진제 량의 감소는 연소기 유입압력의 감소를 유발하고 추진기관의 효율을 저하시키는 요인으로 작용하여 임무말기로 진행함에 따라 동일한 운동량 생성에 보다 많은 연료소모가 이루어진다.(중략)

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홀추력기 플라즈마 특성 연구를 위한 $E{\times}B$ 진단계 전산모사 및 개발

  • Kim, Ho-Rak;Seo, Mi-Hui;Seon, Jong-Ho;Lee, Hae-Jun;Choe, Won-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.564-564
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    • 2013
  • 홀 추력기는 플라즈마를 이용하는 전기추력기 중 하나로, 인공위성의 자세제어, 궤도수정, 궤도천이 뿐만아니라 행성간 임무수행을 위한 우주선의 엔진으로 사용된다. 홀 추력기 채널 내부에 발생된 Xe 이온들은 양극과 음극 사이에 존재하는 전기장에 의해 가속되어 추력을 발생시킨다. 이때 Xe 이온들은 자기장에 의해 감금된 전자와 중성 Xe 원자 사이의 충돌에 의해 발생하며, 실험적 및 이론적 연구를 통해 단일 전하를 띤 이온(Xe II)뿐만 아니라 다중 전하(Xe III 등)를 띤 이온도 생성되는 것으로 알려져 있다. 이온의 전하량 비율은 홀 추력기의 추력효율 및 연료효율에 영향을 미치며, 다중 전하를 띤 이온의 높은 에너지는 채널벽의 침식문제를 야기하는 등 홀 추력기 이온빔의 전하량 분석 연구는 물리적 연구측면 뿐만아니라 실용적인 측면에서도 매우 중요하다. 본 연구에서는 자기장과 그에 수직한 방향의 전기장에서 발생하는 로렌츠 힘을 이용하여 이온의 전하량을 분석할 수 있는 $E{\times}B$ 탐침을 설계 및 개발하였다. 개발된 $E{\times}B$ 탐침은 70 mm 길이의 집속기와 $148{\times}138{\times}90mm$의 본체, 40 mm길이의 콜렉터로 구성된다. $E{\times}B$ 탐침 설계에 가장 중요한 균일한 자기장 설계를 위해 전산모사를 통해 최적화 작업을 진행하였으며, 실험을 위한 진단계의 최적화와 초기 실험결과가 발표될 예정이다.

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Factors Characterizing the Pulse-mode Performance of Monopropellant Hydrazine Thrusters (하이드라진 추력기의 펄스모드 성능특성인자 해석)

  • Kim, Jeong-Soo;Park, Jeong;Lee, Jae-Won;Kim, In-Tae
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2010.11a
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    • pp.399-404
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    • 2010
  • Test results including the variation of propellant-inlet pressure, pulsed thrust, and environment vacuum with the accompanying thermal responses are presented for the pulse-mode operation of a set of monopropellant hydrazine thrusters producing $0.95lb_f$ of nominal steady-state thrust at an inlet pressure of 350 psia. The test data are reduced into the impulse bit, specific impulse, and force centroid that are the factors typically characterizing pulse-mode performance of small rocket engines. With a scrutiny to the performance parameters, their comparison to the reference criteria of 1 lbf standard monopropellant rocket engine are successfully made.

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Axial Thrust Measurement of Fuel Pump for Liquid Rocket Engine (로켓엔진용 연료펌프의 축추력 측정)

  • Kim Dae-Jin;Hong Soon-Sam;Choi Chang-Ho;Kim Jin-Han
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.358-362
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    • 2005
  • An effective control of the axial thrust of a turbopump is one of the critical issues for its operational stability. In order to assure the stability of a turbopump-type fuel pump for a liquid rocket engine, an axial thrust measurement system was developed and a series of axial thrust tests were performed in water environment. In the tests, the axial thrust of the fuel pump at the design flowrate satisfied the axial force condition of the bearing of the pump. Also, it was found that by using orifices with different geometries in the secondary flow passage the overall axial thrust of the pump could be controlled.

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Trend in the Developments of Liquid Rocket Engine In Russia and Ukraine (러시아와 우크라이나의 액체로켓엔진 개발 동향)

  • Kim, C.W.;Cho, W.K.;Park, S.Y.;Seol, W.S.
    • Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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    • v.8 no.2
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    • pp.86-97
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    • 2010
  • This paper treats with the history and current trends in the developments of liquid-propellant rocket engine in Russia and Ukraine which are among world leaders in the technology of liquid rocket engine(LRE). In 1960s formerly the Soviet Union accepted the closed cycle engine for increasing the pressure in the combustion chamber and specific impulse to the maximum. However, since financially difficult times after 1990, they have decreased the cost for the development of new rocket engines. It was achieved by using existing units for new developed engines and minimizing the total number of engines and tests through the reasonable planning in the process for the experimental improvement of LRE. In addition, nowadays international cooperation in supplying LRE for commercial rocket and development of next generation LRE, such as 3 components engines and mathane engines, are proceeding.

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Performance Test of the Liquid Rocket Engine of 400Ib Thrust (추력 400 파운드급 액체 로켓엔진의 성능시험)

  • 이수용;윤웅섭;채연석;조용호;김경호
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1996.11a
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    • pp.209-212
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    • 1996
  • 접촉발화성 액체추진제를 사용하는 소형 추진기관의 성능을 확인하기 위해 핵심 부품의 상온 성능 시험 및 추진기관 조립품의 연소성능시험을 실시하여 추력 400 파운드급의 로켓엔진의 설계성능을 확인하였다. 로켓엔진의 성능측정은 요소분사기의 미립화, 혼합성능의 측정을 위한 상온수류시험과 추진기관 조립체의 지상연소시험으로 실시하였으며, 연소성능은 산화제로 질산을 연료로는 아민계 혼합물로 구성된 접촉발화형 이원 액체추진제를 사용하여 가압방식에 의해 연소실에 분사하는 방법으로 수행하였다. 성능시험결과는 설계성능 및 이상성능과 비교함으로서 이들의 상관관계를 파악하였다.

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Study on Forced Vibration Behavior of WIG Vehicle Main Wing Structure Excited by Propulsion System (프로펠러 엔진에 의해 가진되는 소형 위그선 주날개의 진동 거동 해석에 관한 연구)

  • Kong, Chang-Duk;Yoon, Jae-Huy;Park, Hyun-Bum
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.7-12
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    • 2007
  • Previously study on structural design of the main wing of the twenty-seat class WIG (Wing in Ground Effect) craft. In the final design, three spars construction was selected for safety in the critical flight load, and the Carbon-Epoxy material was selected for lightness and structural stability. In this study, the forced vibration analysis was performed on the composite main wing structure of the twenty-seat class WIG craft with two-stroke pusher type reciprocating engine. The vibration analysis based on the finite element method was performed using a commercial FEM code, MSC/NASTRAN. Excitations for the frequency response analysis were assumed as the Y-mode (lateral mode), the Z-mode (vertical mode) and the $M_{xyz}$-mode (twisted mode) which are typical main vibration modes of engine. And excitations for the transient response analysis were assumed as the X-mode (longitudinal mode) with the oscillating propeller thrust which occurs in operation.

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Requirement Analysis of Propulsion System for Active Anti-Ship Missile Decoy (능동형 대함 유도탄 기만기의 추진 시스템 요구 조건 분석)

  • Moon, Yongjun;Kwon, Sejin
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.17 no.4
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    • pp.1-9
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    • 2013
  • An active anti-ship missile decoy system was designed conceptually to analyze propulsion system requirements and feasibility to use a liquid bi-propellant rocket engine. Overall mass, size, and shape were assumed referring to specifications of Nulka which was developed by US and Australia in 1990s. The propulsion system was assumed to be a 1,000 N-class $H_2O_2$/kerosene rocket engine with a pressurized feed system. A three-degree-of-freedom optimal trajectory was calculated based on the assumptions, and mass budget was designed from the calculation results. It was found that the requirements for the propulsion system is that it shall be operated more than 100 sec; it shall be re-ignitable; it shall have a throttle capability of a range from 35% to 100% when the maximum thrust at sea level is 1,000 N.

KL-3 엔진 노즐목 삭마 과정에 관한 연구

  • 김영한;강선일;이정호;오승협
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • 2003.10a
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    • pp.74-74
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    • 2003
  • 로켓엔진의 연소실에서는 고온의 연소가스로부터 다량의 열이 발생하기 때문에 이로부터 연소실을 보호하기 위한 방법이 필수적으로 요구된다. 한국 최초의 액체 로켓인 KSR-III 로켓의 주엔진인 KL-3 엔진에서는, 연소실을 보호하기 위한 방법으로 실리카/페놀(Silica/Phenolic) 내열재를 이용하는 용융냉각 방식을 채택하였다 용융냉각 방식은 내열재와 고온의 연소가스와의 물리ㆍ화학적 상호작용에 의해 삭마가 발생하게 되는데, 이러한 삭마는 연소실에서도 가장 고온부인 노즐목에 집중적으로 발생하는 경향이 있다. 그러나 노즐목에서 삭마의 진행은 노즐목의 크기를 증가시키고 연소압 및 추력을 감소시키는 부작용을 초래하게 된다. 본 연구에서는 이러한 열적 삭마에 의한 노즐목 크기의 증가량을 알아내기 위해 KL-3 엔진 노즐목의 형상을 측정하고자 시도하였으며, 노즐목의 삭마에 영향을 미치는 주요 인자를 확인하고 진행과정을 고찰하였다. 노즐목의 형상 측정을 위해서는 기존에 사용하던 3차원 변위 측정기를 이용한 방식의 접근이 곤란함에 따라 영상처리 기법을 도입한 측정 방식을 고안하여 사용하였으며, 이 장비는 만족스런 성능을 보여주었다. 시험결과를 통해서 삭마에 영향을 주는 주요 인자로 분무형태, 연소시간, 연소 온도를 제시하였고 이 중에서 분무형태는 삭마 형상에, 연소 시간 및 연소온도는 삭마량에 주로 영향을 끼친다는 것을 알 수 있었다. 또한 시간에 따른 삭마의 진행이 3개의 구간으로 나누어 설명할 수 있음을 밝혔는데, 노즐목이 원형을 그대로 유지하며 삭마진행이 미미한 구간, 원형에서 벗어나 요철형상이 발달하면서 삭마진행이 가속되는 구간, 요철형상이 이미 정착되어서 요철의 깊이만 증가하되 삭마량은 미미한 구간이다. 결과적으로 60초 연소 후 노즐목 면적 증가율은 +5.82% 정도이며, 이에 따른 연소압 및 추력의 감소 또한 1% 미만으로 미비하였다. 따라서 본 KL-3 엔진에 사용된 내열재의 내열 성능은 임무를 수행하기에 적절하다고 판단하였다.

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Development of Gimbals Engine Actuation System for KSR(Korean Sounding Rocket)-III (3단형 과학로켓 김발엔진 구동장치 개발)

  • Min, Byeong-Joo;Park, Moon-Su;Lee, Hee-Joong;Choi, Hyung-Don
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.6
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    • pp.116-123
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    • 2002
  • This paper describes the development of gimbals engine actuation system for KSR(Korean Sounding Rocket)-III which performs the attitude control of pitch and yaw axes by thrust vector control of liquid propellant gimbals engine. The development requirements of configuration, performance and environment are introduced, and the principles and details of components and system development are discussed. The developed system successfully fulfilled its own performance and environmental evaluation. It will be planned to perform verification of interface and integration compatibility with other related systems, and then mounted on KSR-III as a flight hardware system.