• 제목/요약/키워드: 연소성능

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충돌형 분사기 형태의 액체로켓엔진용 가스발생기 연소성능시험 (Combustion Performance Tests of Fuel-Rich Gas Generator for Liquid Rocket Engine Using an Impinging Injector)

  • 한영민;김승한;문일윤;김홍집;김종규;설우석;이수용;권순탁;이창진
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.10-17
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    • 2004
  • 본 논문에서는 액체로켓엔진용 160 kW급 터보펌프의 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 연료 과잉 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 분사기로 구성된 헤드부, 물냉각 채널 연소실, torch igniter, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부. 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고. 연소압력 및 온도 등의 성능은 예측치에 근접하는 결과였다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4∼6msec 정도에서의 연소가스 잔류시간은 연소효율에 큰 영향을 주지 않았다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 변화하였다.

1.5톤급 액체-액체 핀틀 분사기 연소시험에서의 핀틀 팁 열손상 원인 분석 (Analysis of Pintle Tip Thermal Damage in the Combustion Hot Firing Test with a 1.5-tonf Class Liquid-Liquid Pintle Injector)

  • 강동혁;황도근;유철성;고영성
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.1-9
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    • 2020
  • 케로신/액체산소를 추진제로 하는 직사각형 2열 오리피스를 갖는 1.5톤급 액체-액체 핀틀 분사기를 설계 및 제작하여 액체로켓엔진의 실운용 조건인 초임계 상태에서 핀틀 분사기의 연소성능 및 연소 안정성 검증 연소시험을 수행하였다. 연소시험결과 연소실 내부의 고혼합비 재순환 영역에서 생성되는 고온의 연소가스에 핀틀 팁이 손상되었다. 핀틀 팁으로 전달되는 열유속 또는 하중에 대한 냉각 성능을 증가시키기 위해 핀틀 분사기 내부에 인서트 노즐을 설치하였다. 연소시험 결과 인서트 노즐의 설치, AR 및 BF가 핀틀 팁 냉각 성능에 큰 영향을 주는 인자로 확인되었다.

유한화학반응 연소 모델을 고려한 스크램제트 엔진의 성능설계 기법 (Performance Design Techniques for Scramjet Engines with Finite-rate Chemistry Combustion Models)

  • 김선경;서봉균;김성진;성홍계;변종렬;윤현걸
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.401-405
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    • 2010
  • 스크램제트 엔진에 대한 주요 성능설계기법에 대한 연구를 통해 효율적인 해석모델을 제시하였다. 초음속 흡입구의 설계에 있어 최대 전압력회복률을 얻기 위한 Oswatisch의 설계기준을 적용하여 흡입구의 압축각도를 설계하였다. 초음속 연소기의 해석을 위해 준 1차원 해석모델을 제시하였으며, 이에 화학평형 모델 및 유한화학반응 모델의 두 연소모델을 적용함으로서 그 결과를 비교분석하였다. 또한 Starkey의 Waverider에 대한 1차원 해석결과와 비교를 통해 연소모델의 결과를 검증하였다. 가상의 설계조건에 대한 엔진의 성능해석을 수행함으로서 모델의 적용가능성을 확인하였다.

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저비용 발사체를 위한 다단연소 사이클 액체로켓 엔진 시스템 설계 (System Design of Staged Combustion Cycle Liquid Rocket Engine for Low Cost Launch Vehicle)

  • 조원국;하성업;김진한
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권7호
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    • pp.517-524
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    • 2019
  • 진공추력 88톤급 다단연소 사이클 로켓엔진의 시스템 설계를 수행하였다. 엔진 구성품에 대한 성능 평가는 기존의 연구를 활용하였으며 수렴된 엔진 시스템 성능을 구할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 본 연구 방법은 RD-180에 대한 기존의 연구와 비교함으로써 검증하였다. 본 연구는 가격 경쟁력을 고려하면서 성능 개선을 달성하기 위하여 한국형발사체 75톤 엔진의 개발 이력을 최대한 승계하였다. 엔진의 제작 난이도, 비용 그리고 성능 개선을 고려하여 연소압력 12MPa을 적용하였고 결과로써 23.4s의 진공비추력 향상을 얻을 수 있었다.

이중램제트(이중연소/이중모드)엔진을 위한 램제트/스크램제트의 작동영역분배 및 성능민감도분석 Part II. 성능민감도 (Performance Load Balancing and Sensitivity Analysis of Ramjet/Scramjet for Dual-Combustion/Dual-Mode Ramjet Engine Part II. Performance Sensitivity)

  • 김선경;전창수;성홍계;변종렬;윤현걸
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.596-604
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    • 2010
  • 이중램제트(이중연소 및 이중모드) 추진기관의 작동특성 및 주요 설계인자를 파악하기 위하여 램제트/스크램제트 추진기관에 대한 공기 및 열역학적 관점에서 이론적인 분석을 수행하였다. 엔진의 효율계수를 적용한 열역학 사이클 해석을 수행하여 각 추진기관의 성능특성을 파악하고, 흡입구 성능 특성, 연소기 입구 마하수, 연소기 형상 및 당량비(연료분사량)에 따른 성능민감도를 분석하였다. 이를 바탕으로 이중램제트 추진기관의 성능설계방향을 제안한다.

KM 추진제 개발 (I)

  • 최성한;박의용;조인현
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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    • pp.26-26
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    • 2000
  • KM(Kick Motor)는 항우연에서 주관하여 개발하고 있는 3단형 과학관측로켓(KSR-III)이다. 본 연구는 이 KM에 적용되는 추진제 개발로서 추진기관에서 요구하는 성능, 밀도, 연소특성, 기계적특성, 점화성, 추진제/라이너/EFDM 접착력을 달성하고, 장기저장시 추진제에 작용하는 온도, 중력등 하중에 대한 추진제의 내구성을 확인하는 수면예측시험을 통해 KM이 사용하는 기간중 요구성능을 발휘할 수 있는 추진제 개발을 목표로 하고 있다. 본 논문에서는 KM 추진제 개발중 1차적으로 추진기관 요구성능을 달성하기 위해서 추진제 성능분석을 통한 기본조성을 설정하고, 이 기간조성을 토대로 밀도, 연소특성, 기계적 특성, 추진제/라이너/EPDM 접착력 실험 결과등을 정리하였고, 추진제 성능을 확인하는데 일반적으로 널리 이용하는 있는 표준모타(ST-8)에 적용하여 이론적 성능분석 및 실제 연소시험을 실시하여 그 결과를 비교 분석하였다.

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과급기관의 성능 특성 (Performance characteristics of supercharged engine)

  • 이창식
    • 오토저널
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    • 제16권4호
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    • pp.51-61
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    • 1994
  • 기관의 출력성능은 기관으로 공급되는 연료공기의 혼합기량에 따라서 크게 달라진다. 이것은 기관의 출력성능은 기관으로 공급되는 흡기 용량에 따라서 변화하기 때문이다. 고출력을 얻기 위하여는 동일한 조건의 경우 흡기량을 증가시켜 기관 실린더 내에서 많은 연소 열에너지를 생성하는 것이 필요하다. 이러한 관점에서 기관의 체적 효율(volumetric efficiency)을 증가시킬 목적으로 여러가지 흡기 계통의 개서을 도모하고 있으나 흡기 용량을 증가시키는 방법의 하나는 과급기(supercharger)를 이용하는 과급 방식이다. 이와같은 과급방식은 기관의 출력성능의 향상을 가져오지만 기관 내부의 노크(knock), 연소 압력 및 열부하의 증가, 연비 문제등에 관한 여러가지 문제점이 제기되고 있다. 여기서는 과급에 적용되는 과급기의 종류와 과급 성능 특성 등에 대하여 살펴보고 과급기관의 성능에 대하여 다루기로 한다.

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액적의 증발과 연소현상 (Evaporation and combustion of fuel droplets)

  • 조경국
    • 오토저널
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    • 제3권2호
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    • pp.43-49
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    • 1981
  • 연료 연소를 수반하는 장치는 공업계에서 널리 사용되고 있으나, 그 설계에 있어서 확립된 이 론은 거의 없고 대체로 과거의 설계에 따라 설계하고 있는 것이 현상이라 하겠다. 변조장치의 형 식이 정해져 있고, 성능도 거의 알려져 있는 경우에는 위와같은 방법도 좋겠지만 예를 들어 새로 운 형식 변조기나 연소실을 계획할 경우에는 실기와 동규모의 실험장치를 몇 종류 제작하여 그 성능을 실험적으로 비교 검토하여 좋은 것을 찾는 방밥을 취하게 된다. 이러한 방법은 많은 비용이 소요되며 기종이 바뀌면 새로위와 같은 일을 반복하여야 한다. 이와같은 불합리를 없애기 위하여 많은 연구자는 이론적으로 또 실험적으로 연구를 계속해왔다. 그리하여 현재 많은 사 실을 구명하였으나 아직 구체적 이론을 확립하기까지는 이르지못한 실정이다. 이것은 연소란 현상이 아주 복잡하고 또 관계된 인자가 많은 까닭이다. 본 강좌에서는 열체분우연소의 기본을 이루는 액적의 증발과 연소 문제에 대해서 현상적으로 해설하여 기초적 해석에 도움이 되기를 바라는 바이다.

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축소형 액체로켓엔진 연소기의 연소특성에 대한 연구 (Study on the Combustion Characteristics of Subscale Liquid Rocket Combustion Chamber)

  • 김종규;이광진;송주영;문일윤;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.288-293
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    • 2006
  • 본 논문은 축소형 액체로켓엔진 연소기의 성능 및 연소특성에 관한 것이다. 축소형 연소기는 분사기 헤드부, 내열재 실린더부, 그리고 강제 물냉각 노즐부로 구성되어 있다. 분사기 헤드부는 18개의 주분사기와 한 개의 점화기용 분사기로 구성되어 있다. 분사기의 형태는 동축 와류형 분사기이며, 리세스 길이에 따른 4종류의 분사기를 적용한 각각의 축소형 연소기의 연소시험 결과, 성능 비교 및 정압, 동압 특성에 대해 기술하였다. 또한 설계점 및 탈설계점에서의 연소특성에 대해서도 기술하였다.

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과산화수소/케로신 단일 인젝터 설계 및 혼합비에 따른 연소특성 (A Study on Design and Combustion Characteristic of a $H_2O_2$/Kerosene Uni-Injector Rocket Engine)

  • 김보연;이양석;김근철;고영성;김유;김선진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.81-84
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    • 2010
  • 본 연구에서는 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하는 로켓 엔진의 혼합비에 따른 연소특성을 파악하기 위해 동축 스월형의 단일 인젝터 로켓엔진을 설계 및 제작하여 연소실험을 수행하였다. 수류실험을 통해 설계/제작된 단일 인젝터의 분무 성능을 검증하였으며, 연소 시험은 혼합비에 따른 연소성능을 특성배기속도로 평가하였다. 연소 시험은 다양한 혼합비에서 성공적으로 수행되었으며, 설계점에서의 연소 효율이 약 95% 이상이었으며 연소실 압력 섭동도 매우 작은 것으로 확인되었다.

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