• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.88-93
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• 2017

나로우주센터에 구축/개발된 3단 엔진 연소시험설비에서 다단연소사이클 액체 로켓엔진의 시험을 수행하였다. 수류시험과 점화시험, 연소시험이 이루어졌으며 예연소기의 연소압력 제어를 위한 TTR의 개도를 $143^{\circ}$에서 $185^{\circ}$ 까지 변화시키며 시험을 수행하였다. 시험 결과 엔진의 주요성능과 TTR 개도에 의한 수력학적 변화를 확인하였지만 연소압력의 제어성 확인을 위한 결과는 얻지 못하였다. 향후 본 논문의 연구에서 도출된 개선점을 보완한 예연소기 압력제어 연구가 이루어질 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.368-373
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• 2017

본 논문에서는 연소 면적이 시간에 따라 변하는 DACS의 압력 제어 기법을 설계하고 시뮬레이션을 통해 설계된 제어 기법의 성능을 확인하였다. 일반적으로 고체 추진제를 탑재한 DACS는 연소 면적이 일정하도록 설계된다. 이러한 경우 압력 및 추력 제어가 용이하다는 장점은 있으나, 추진제 연소에 의해 생성된 연소 가스가 추력 발생에 사용되지 않고 그대로 배출되는 경우가 발생한다. 따라서 그레인 형상의 최적화 설계가 필요하며, 이러한 경우 연소 면적이 시간에 따라 변하게 된다. 가변하는 연소 면적을 외란으로 가정할 수 있으며 이러한 시스템에 대하여 적응 제어 기법을 적용할 경우 효과적으로 연소관 내부 압력을 제어할 수 있다.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권3호
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• pp.79-84
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• 2004

일반적으로 유중수형 에멀젼폭약은 제조공정이나 사용조건에서 안전하다고 알려져 있다. 그러나 1975년 캐나다에서 벌크 에멀젼폭약을 펌프로 이송 중에 발생한 폭발사고와 같이 원치 않는 사고가 발생할 가능성이 있다. 에멀젼폭약은 어떠한 조건하에서 착화하는 경우 연소에서 폭굉으로 전이(Deflagration-to-Detonation Transition, 약칭 DDT)하는 현상이 발생하며 또한 연소가 온도에 따라 지속되는 최소 압력(Minimum Burning Pressure, 약칭 MBP)이 존재하며 최소 압력이하로 유지할 경우 착화되어도 바로 연소가 중단되는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 에멀젼폭약 제조공정의 안전성 평가를 목적으로 다양한 에멀젼폭약을 제조, 밀폐용기 내에서 최소연소압력(MBP) 측정 시험을 실시하였다. 본 실험에서 수분함량 6%에서 20%, 알루미늄 함량 1%에서 11%까지 함유한 시료를 각각 제조하여 밀폐용기 내에서 열원의 온도별로 실시하였다. 실험결과 수분함량 6% 시료의 최소연소압력(MBP)이 가장 낮은 3 bar를 나타냈으며 수분함량 18%이상에서는 100bar이상에서도 연소가 지속되지 않았다. 알루미늄 함량에 따라서는 큰 변화는 보이지 않았으나 알루미늄을 함유하지 않는 것에 비해 최소연소압력(MBP)가 비교적 높게 나타났다. 따라서 향후 에멀젼폭약 제조공정의 안전성 향상을 위하여 제조하는 에멀젼폭약의 최소연소압력(MBP)를 측정, 공정압력조건을 MBP 이하로 관리할 때 안전을 보증할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.32-32
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• 1997

복합재 연소관의 구조적 건전성 평가 방법을 개발하기 위하여 표준 평가용 시편의 수압 시험 중, 연소관으로부터 방출되는 음향방출(acoustic emission: AE) 신호를 측정 장비를 이용하여 신호 처리함으로써 시편이 파괴되기 전, 대략적인 시편의 파열 위치 및 일정 압력 유지상태에서 hit rate 양상에 의한 건전성 평가 방법을 제시하였다. 데이터의 분석 기법 향상을 위하여 음향방출 데이터를 시간 및 센서별로 분류하는 프로그램을 개발하였다. 수압 시험을 낮은 압력 단계부터 높은 압력 단계까지 일정 압력 유지 상태(load-hold)에서 발생한 hit 수와 1분간 유지한 후 발생되는 hit rate(hit/sec)의 값의 크고 작음이 복합재 압력 용기의 결함수의 증감으로 나타났으며, 이로부터 복합재 압력 용기의 파열 압력과의 상관관계 및 건전성을 예측할 수 있었다. 복합재 압력 용기의 파열 위치는 energy rate(energy/sec) 측정값을 분석하여 예측하였으며, 파열 압력의 30∼50%에서 가능하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권1호
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• pp.95-103
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• 1999

혼합형 고체추진제의 저압하에서의 연소특성을 연소속도측정, 점화 및 정상 연소현상 관찰, 그리고, 소화표면의 구조 관찰의 측면에서 연구하였다. 이를 위하여 OVSB 장치를 제작하였으며, 저압 연소속도 측정기법을 정립하여 혼합형 고체추진제의 저압 연소속도를 측정하였고, OVSB의 연소실에 장착된 창을 통하여 추진제의 점화 및 연소현상을 비디오 카메라를 사용하여 초당 30 장의 속도로 촬영하여 분석하였다. 또한, 급속감압법을 이용하여 얻은 추진제의 소화표면의 구조를 주사전자현미경으로 분석하였다. 시험 대상 추진제들은 대기압 이하(2.0∼15psia)의 저압하에서 압력 지수가 0.6∼0.88로 높은 압력의존성을 보였으며, 추진제에 포함된 금속입자(Al) 함량이 연소속도와 압력 지수에 크게 영향을 주는 것으로 나타났다. 금속함량이 클수록 연소속도가 빨랐으며, 압력 지수는 작았다. 시험대상 추진제들은 2.0psia 부근에서 자체 소화되는 특성을 보였다. 그리고, 연소표면에서의 AP 입자의 분해속도가 바인더의 분해속도 보다 느렸으며, 낮은 압력으로 인해 바인더가 쉽게 기체상태로 승화하는 것으로 판단되었다. Al이 다량 함유된(17.5%) 추진제가 점화성이 우수하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권3호
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• pp.99-106
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• 2005

액체로켓엔진 개발에서 필수 단계인 연소안정성 확인을 위한 연소안정성 평가시험(stability rating test) 방법의 개발을 위해서는 압력교란장치의 특성과 더불어 안전한 연소시험 절차(sequence)의 확립이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 연소안정성 평가시험을 위해 개발된 펄스건을 액체로켓엔진의 연소시험에 실제로 적용하기 위한 단계로서, 적절한 연소 시험 절차를 개발/검증하고자 하였다. 먼저 펄스건을 실제로 연소실 외벽에 장착하게 되는 압력파 유도장치를 설계하고, 펄스건의 오작동을 방지하기 위한 압력파 유도장치 내부의 냉각시스템의 설계 및 시험을 수행하였다. 이러한 일련의 연소시험 단계를 통하여 실물형 액체로켓엔진에서의 연소안정성 평가시험이 가능한 적절한 시험 단계를 국내 독자적으로 개발하는데 성공하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권5호
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• pp.31-36
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• 2007

연소 압력이 70 bar인 고압 축소형 연소기의 연소성능 특성을 알아보았다. 모든 연소시험은 하드웨어의 손상 없이 성공적으로 이루어졌다. 분사기의 혼합특성과 분사기 배열이 연소성능에 큰 영향을 미치는 요소임을 파악하였다. 연소기의 특성속도는 외부 혼합보다 내부 혼합 분사기에서 더 크게 나타났으며 단위분사기당 추진제의 유량이 감소함에 따라 특성속도도 증가하였다. 추진제 매니폴드 및 연소실에서 측정된 압력 섭동은 평균 연소압력의 3% 이하로 연소안정성 기준치 보다 낮은 값을 보여 안정적인 연소기임을 보였다.

• 에너지공학
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• 제18권3호
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• pp.156-162
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• 2009

내연기관의 연소현상을 연구하는 연구자들에게 엔진 내부의 압력값은 연소과정을 이해 할 수 있는 좋은 데이터가 된다. 본 논문에서는 압력값을 이용하여 스파크 점화기관의 무부하에서의 사이클 연소 변동의 중요한 원인이 무엇인가를 규명한다. 또한 실험기관의 연소실에서 채취한 압력 데이터는 사이클 변동의 연소 해석의 기초 데이터와 연소율 해석 등의 데이터분석을 하는데 사용되었다. 연소변수의 입력변수로써 연료, 공기, 잔류량, 등등이 사이클 변동을 결정하는데 사용되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.134-137
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• 2009

본 연구에서는 친환경 추진제인 고농도 과산화수소와 케로신을 사용하는 저추력 이원추진제 로켓 엔진의 O/F ratio에 따른 연소 성능 특성을 파악하였다. 연소시험에 사용된 엔진은 6개의 동축 스월 인젝터로 구성된 멀티 인젝터와 연소실, 노즐로 구성되어있으며, 촉매 점화 방식을 사용하였다. 연소 시험은 O/F ratio 3.8에서 11.0까지 변화시켜가며 수행하였다. 연소 시험 결과를 이용하여 특성 속도($C^*$)와 압력 섭동 값을 계산한 결과, 연소 효율은 O/F ratio 5~6 구간에서 가장 좋았으며 모든 구간에서 연소실 압력대비 압력 섭동 값이 5% 미만으로 안정적임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.177-180
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• 2009

직경 대 길이비(L/D)의 값이 큰 고체 추진기관에서는 축방향 연소불안정 현상이 발생할 가능성이 높다. 일반적으로 이러한 현상을 억제하기 위해 추진제에 금속입자를 포함시키거나 그레인 설계시 축방향 압력 진동을 억제할 수 있도록 형상을 고안한다. Slotted-Tube형 그레인을 적용한 고체 추진기관은 연소시 Slot의 영향으로 인해 축방향 압력진동이 억제되나 Slot의 길이가 짧을 경우 연소 중반이후부터 실린더부의 영향으로 축방향 압력진동이 증폭될 수 있다. 본 연구에서는 230mm급 고체 추진기관의 연소 시험 결과 중 압력에 대해 스펙트럼 분석 및 음향모드 해석을 수행하여 축방향 압력 진동 현상을 분석하였다.