• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.4
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• pp.89-95
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• 2005

Thrust cut off(TCO) system is installed at the port of a rocket motor case forward dome. The snap ring and the closure are escaped sequentially by pulling out a wedge under internal pressure. The hydraulic structural tests of TCO and numerical simulations were performed, and both results were compared to understand the deformation behavior of TCO. By increasing splines symmetrically, the sealing capacity of TCO can be improved significantly. The escape pressure of TCO increases according to the increase of friction coefficient and there is a critical friction coefficient beyond which the snap ring can not be nearly escaped even after forced escape of wedge. Under low friction coefficient the snap ring is contracted to radial direction and easily escaped. But, under high friction coefficient, the snap ring can not be escaped from the port even after severe plastic deformation.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.05a
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• pp.898-901
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• 2009

액상 보일러 및 가열로 등에서 발생되어 연소기기 내부에 침적되는 슈트, 슬래그, 크랭커, 회분, 산화물의 on-line 세정을 위한 세정제의 제조에 대한 연구를 수행하였다. 고상, 액상, 기상연료를 사용하는 보일러 및 가열로에 생성되는 슈트, 슬래그, 크랭커, 회분, 산화물을 제거하는 기술은 보일러 및 가열로의 가동 중단 후 작업자들에 의한 기계적인 처리를 통하여 슈트를 제거하는 기술을 대치할 수 있고 보일러의 중단이 없는 상태에서 침적물을 세정할 수 있는 세정제의 최적고성에 대한 연구를 수행하였다. 주 세정제로는 질산암모늄을 사용하였으며, 각종 전이금속에 의한 연향을 연구하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.6
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• pp.551-559
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• 1998

장경비가 큰 탄화규소를 탄소와 규소간의 고온연소반응으로 제조하기 위하여 공정변수에 따른 연소거동과 미세조직의 변화를 조사하였다. 연소합성된 생성물은 주로 $\beta$-SiC이며 연소반응이 충분히 진행되지 못하였을 경우에는 미량의 잔류 반응물과 $\alpha$-SiC가 관찰되었다. 생성된 탄화규소의 평균입도는 약 5$\mu\textrm{m}$로 작았으며, $1300^{\circ}C$ 이상의 예열 조건에서 장경비가 30이상인 탄화규소를 합성할 수 있었다. 압분 강도가 69MPa인 분말의 성형체에서 평균 연소 온도와 평균 전파 속도는 각각 약 $1425^{\circ}C$와 2.1mm/sec 범위이며, 연소 온도는 흑연 분말을 사용하였을 경우가 탄소 섬유를 사용한 경우보다 약 $10^{\circ}C$ 높았다. 연소 반응을 임의로 중단시킨 시편의 계면을 EDX와 Auger 전자 현미경으로 분석한 결과 상호 확산층이 관찰되지 않았다. 이는 탄화규조의 연소합성이 용해-석출 모델에 의하여 진행됨을 시사한다. 예열 온도에 따른 연소 반응 중의 온도 분포를 유한 요소법으로 해석함으로써 $2500^{\circ}C$의 초기 연소 개시 온도에 대하여 예열 온도 $300^{\circ}C$에서는 연소파가 거의 전파할 수 없으며 예열 온도가 $1300^{\circ}C$에서는 시료 내부에 자체 전파가 가능한 $2000^{\circ}C$이상의 온도 구역이 존재함을 알았다.

• Analytical Science and Technology
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• v.22 no.4
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• pp.285-292
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• 2009

It has been observed that, after long term storage, some ammunitions are misfired by tamping (combustionstopping) due to aging of the chemicals loaded in the ammunitions. Used in ammunitions are percussion powder which provides the initial energy, igniter which ignites the percussion powder, and a delay system that delays the combustion for a period of time. The percussion powder is loaded first, followed by the igniter and then the delay system, and the ammunitions explode by the energy being transferred in the same order. Tamping occurs by combustion-stopping of the igniter or insufficient energy transfer from the igniter to the delay system or the combustion-stopping of the delay system, which are suspected to be caused by low purity of the components, inappropriate mixing ratio, size distribution of particulate components, type of the binder, blending method, hydrolysis by the humidity penetrated during the long term storage, and chemical changes of the components by high temperature. Goal of this study is to find the causes of the combustion-stopping of the igniter and the delay system of the ammunitions after long term storage. In this study, a method was developed for testing of the combustion-stopping, and the size distributions of the particulate components were analyzed with field-flow fractionation (FFF), and then the mechanism of chemical change during long term storage was investigated by thermal analysis (differential scanning calorimetry), XRD (X-ray diffractometry), and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). For the ignition system, M (metal)-O (oxygen) and M-OH peaks were observed at the oxygen's 1s position in the XPS spectrum. It was also found by XRD that $Fe_3O_4$ was produced. Thus it can be concluded that the combustion-stopping is caused by reduction in energy due to oxidation of the igniter.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.7 no.2
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• pp.44-53
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• 2003

A vertical hot-firing test facility was established to carry out the IPPT(Integrated Propulsion Performance Test) and SQT(Stage Qualification Test) of KSR-III(Korea Sounding Rocket-III). The components for actual launcher were mostly used, hence these tests were carried out under the condition of relatively lower safety margin. To perform hot-firing tests with the maximum safety, an engine emergency blockage system was investigated and applied. An emergency blockage system using combustion chamber pressures and acceleration signals was set up to monitor ignition delay and fail, flame out, propellant feeding status, unstable combustion and excessive structural vibration. With such a system, the test safety could be secured by rapid judgement and follow-up measures, which made IPPT and SQT be safely completed.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.11 no.3
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• pp.1016-1022
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• 2010

An Experimental study of cleaning solution has been performed on a high capacity steam boiler burning heavy fuel oil to on-line cleaning of deposit. The deposit is mixture of soot, slag, ash, metal oxide and clinker. The traditional technology of deposit cleaning was carried hand-crafted. The conventional technology of boiler cleaning method is mechanical removal by the worker while the boiler shut down operation. In this experiment, the deposit of mixture of soot, slag, ash, metal oxide and clinker has been removed by the cleaning agents without shut down of boiler burning. This study found out the optimum cleaning solution composition. The best results have been obtained when the mixture of ammonium nitrate and $MgNO_3$ were used in cleaning solution. The various transition metal effect was investigated for optimum mixing condition. In this research, the metal compound additive of the clean solution compoition was obtained. The combustion efficiency was improved by on-line cleaning with derived clean solution compoition. On-line cleaning method prevents the fouling and corrosion in the boiler and heat exchanger.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.111-114
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• 2010

MOV(Main Oxidizer shut-off Valves) control the combustion of launch vehicle systems by the supply and the isolation of liquid oxygen to a main combustion chamber in launch vehicle systems. Moreover, the MOV should secure a constant flow rate of liquid oxygen for combustion instability in the steady operational state. To modify the middle flange and rip of inlet valve design by Computer Aided Structural Analysis for improvement of EM core functions. In result, it has been verified to improve performance of EM by tests.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.191-201
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• 1997

혼합형 고체추진제에는 연소속도를 증가시키는 촉매로서 철,구리,크롬등 전이금속 $화합물^1$ 이 사용되고 있다. 현재 당공장에서 양산되는 개량형 추진기관의 추진제에 철화합물인 $Fe_2$ $O_3$ 가 사용되는데 그동안 $Fe_2$ $O_3$ 를 공급해온 미국 Columbian chemical co.에서 생산을 중단함에 따라 새로운 수급이 필요하게 되었다. 이에 이원료의 안정적인 공급을 위해 국산 $Fe_2$ $O_3$ 로 대체 개발하기 위해 국산 원료의 시장조사, 샘플 입수, 그리고 원료분석을 실시하였지만 당공장에서 사용해온 $Fe_2$ $O_3$ 의 원료규격중 순도, 산도(PH값), 입도등 중요항목을 만족할만한 국산 원료는 발견하지 못했다. 하지만 국내 제조업체중 제조능력 및 시설을 고려하여 일신종합화학(인천 소재)을 선정한 다음 제조 공정의 개선을 통하여 당공장 사용 원료을 만족하는 원료를 생산할 수 있었고, 개향형 추진 기관의 추진제에 적용하여 추진제 공정성, 물성, 그리고 가장 중요한 연소특성을 만족하는 국산 $Fe_2$ $O_3$ 를 개발에 성공하여 양산에 적용하고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.981-984
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• 2011

A high-resolution numerical study is carried out to investigate the transient process of the combustion and the shock-train developments in an ethylene-fueled direct-connect dual-mode scramjet combustor. Following the fuel injection, air-throttling is applied at the expansion part of the combustor to provide mass addition to block the flow to subsonic speed. The ignition occurs several ms later when the fuel and air are mixed sufficiently. The pressure build up by the combustion leads to the shock train formation in the isolator section that advances to the exit of the intake nozzle. Then, the air-throttling is deactivated and the exhaust process begins and the situation before the air-throttling is restored. Present simulation shows the detailed processes in the dual-mode scramjet combustor for better understanding of the operation regimes and characteristics.