• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.502-506
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• 2012

발사체의 추진기관은 일반적으로 산화제와 연료를 연소실로 공급하여 추진력을 얻게 된다. 개발 중에 있는 한국형 발사체(KSLV-II) 2단 엔진의 경우 산화제로는 액체산소(Liquid Oxygen)를 사용하고 연료로는 JET-A1이 사용될 예정이다. 터보펌프 공급방식인 2단 엔진의 주요 구성은 연소기와 터보펌프, 엔진공급시스템 등으로 구성되어 있다. 액체 추진 엔진 개발을 위해서는 서브시스템인 연소기 개발이 선행되어야 하고 설계 및 제작된 연소기의 성능 검증은 연소기 연소시험설비(CCTF)에서 수행된다. 우주센터에 구축 예정인 연소기 연소시험설비에 대한 상세설계가 수행되었으며, 본 설계 결과를 기준으로 AMESim을 사용하여 산화제공급시스템에 대한 모델링을 수행하여 산화제 공급특성을 해석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.738-746
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• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.125-129
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• 2009

본 논문에서는 대형 우주 발사체에 적용 가능한 추력 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기본설계에 대해 기술하였다. 이 연소기는 진공추력 74.8 ton, 진공비추력 306.9 sec, 연소실 압력 60 bar, 추진제 유량 243.6 kg/s, 연소특성속도 1730 m/sec을 갖는다. 연소기의 성능에 미치는 연소특성속도, 추력계수 그리고 비추력에 대해 알아보았고, 연소기의 기하학적인 형상에 대해서도 기술하였다. 75톤급 액체로켓 엔진 연소기는 분사기를 장착한 연소기 헤드, 재생냉각 채널을 가지고 있는 연소실로 구성되어 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.110-115
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• 2006

과학기술위성2호(STSAT-2)는 우리기술에 의해 만들어지는 KSLV 발사체에 실리는 첫 위성이다. 현재 STSAT-2의 관제를 위한 지상관제용 제어시스템(GBC)은 EM(Engineering Model)개발이 완료되어 성능검증 까지 마친 상태이며 최종 납품모델을 제작 중에 있다. GBC는 크게 2가지 기능을 가지는데 하나는 지상 수신안테나들(1.5M, 3.7M, 13M)과 관제컴퓨터들 사이에 연결패스를 자동으로 만들어 주는 것과 다른 하나는 위성과 데이터를 송수신 하는 것이다. GBC는 거의 모든 기능 (MODEM, PROTOCOL, GBC system control)을 FPGA에 담고 있다. GBC의 FPGA에 구현되어있는 MODEM은 두 개의 uplink FSK modulators(1.2[kbps], 9.6[kbps])와 여섯개의 downlink FSK demodulators(9.6[kbps], 38.4[kbps])로 구성되어있다. 과학기술위성 2호의 GBC는 물리적으로 과학기술위성 1호의 관제 시스템보다 매우 작아졌으며 기능은 더 풍부해진 특징을 가지고 있다. 이 논문은 GBC의 구조, 성능, 실험결과에 관한 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.592-600
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• 2007

최근에 발사체의 경량화를 위해 추진제 탱크의 재료를 복합재료로 대체하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 극저온용으로 개발된 복합재와 알루미늄 라이너로 구성된 타입 3 추진제 탱크를 제작하고 실제 극저온 상태의 운용환경을 고려한 실험을 수행하였다. 이를 위해 액체 질소를 제작된 타입 3 탱크에 주입하고 기체 질소를 이용하여 가압하였다. 실험수행과정에서 헬리컬 층과 후프 층 사이에서 층간 분리 현상이 관찰되었으며, 이에 대한 원인을 분석하기 위해 해석적 방법과 실험적 방법이 사용되었다. 해석적 방법에서는 점진적 파손 해석을 고려한 열탄성 해석으로부터 파손 지수를 평가하였으며 실험적 방법에서는 타입 3 탱크를 쉽게 모사할 수 있는 복합재/알루미늄 링 시편의 액체질소 담금 시험을 통해 헬리컬 층과 후프 층 사이의 계면을 관찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권2호
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• pp.75-82
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• 2022

내부 압력과 압축하중을 받는 발사체 추진제 탱크 구조의 좌굴 하중을 비파괴적으로 예측할 수 있는 기법이 필요하다. 기하학적 초기 결함이 존재하는 단순 원통 구조의 전역 좌굴 하중은 좌굴이 발생하지 않는 범위에서의 고유진동수-압축하중의 상관관계를 이용한 Vibration correlation technique (VCT)을 사용하여 비파괴적으로 예측 가능하다. 본 연구에서는 내부 압력과 압축하중을 동시에 받는 추진제 탱크 구조 형태인 얇은 금속재 단순 원통 구조의 진동 및 좌굴 시험을 수행하였고 VCT를 이용하여 전역 좌굴 하중을 예측하였다. 두께가 얇은 구조의 진동 시험을 위해 스피커를 이용한 비접촉식 가진 방법을 이용하였고 응답은 고분자 압전 센서(PVDF)로 측정하였다. VCT로 예측된 전역 좌굴 하중을 좌굴 시험에서 측정된 좌굴 하중과 비교하여 비파괴적 전역 좌굴 하중 예측 기법을 검증하였다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.55-62
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• 2014

비행종단수신기는 발사체 비행 중 발생할 수 있는 비정상 상태에 대비하여 비행을 중단시키는 지상 명령을 수신하는 장치이다. Secure 톤은 IRIG에서 규정한 7개의 음성 주파수 대역 톤 신호 중 2개의 톤을 조합하여 11개의 연속적인 부호로 명령 포맷을 구성한다. 한국형발사체 탑재를 고려해 개발 중인 비행종단수신기는 Secure 톤에 암호화 기능을 추가한 MHA 명령 방식을 적용하였다. 제작된 비행종단수신기의 성능 및 기능을 점검하기 위해선 동일한 규격의 RF 신호를 발생함과 동시에 수신기의 외부 출력 포트를 모니터링하고 RS-422 통신을 제어하며 시험 데이터 저장 기능을 제공하는 점검장비가 필요하다. 본 논문에서는 비행종단수신기 인터페이스 및 적용된 명령 방식에 대한 간략한 설명과 함께 LabVIEW 기반으로 제작된 점검장비의 하드웨어 구성, 소프트웨어 구현 및 기능 점검 결과에 대해 기술한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.336-339
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• 2011

추력기의 개발단계에 있어 시험평가에 필요한 연소시험설비는 가장 중요한 인프라자원 중의 하나이다. 지난 3년여의 기간동안, 한국항공우주연구원과 (주)한화는 최대 200N 레벨까지 시험평가를 수행할 수 있는 진공시험설비를 설계 및 구축 완료하였다. 시험설비는 우주환경을 모사할 수 있는 진공시스템, 연료를 공급해주기 위한 시스템, 데이터 계측 및 제어시스템 등으로 구성된다. 이러한 시험설비의 최종목표는 위성용 추력기뿐만 아니라 발사체 및 달탐사선에 적용가능한 중대형급 추력기를 개발 및 시험평가하기 위함이며 본 논문에 이에 대한 세부내용 및 시험결과를 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.56-62
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• 2013

액체로켓엔진의 초기 개념설계를 위한 시스템 통합 해석 및 설계 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 주어진 요구조건과 입력 변수들에 대한 시스템 성능해석을 수행하고 유전 알고리즘 등의 최적화 기법을 통하여 높은 비추력과 추력중량비를 갖는 설계변수의 조합을 찾아낸다. 사용자의 편의를 위해 간단한 GUI를 구성하고 프로그램의 설계 결과는 형상 파라미터를 가시화하여 확인할 수 있도록 CATIA와 연동하여 3차원 도면으로 나타낼 수 있도록 하였다. 본 연구는 이후 우주발사체의 기본 설계에서 추진기관의 선정 및 해석 과정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.128-134
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• 2013

우주발사체 추진기관 공급계에서 2-way 솔레노이드밸브는 제어시스템의 명령에 의해 추진제 탱크를 가압하여 탱크내의 압력을 조절한다. 가압용 솔레노이드밸브의 제작에 앞서 설계검증 및 기본적인 작동특성을 분석하기 위해 AMESim상용코드를 이용하여 해석모델을 수립하였다. FLUENT 상용코드를 이용하여 내부유동해석을 수행하여해 해석의 정확도를 높이고, 모델을 검증하기 위해 동특성 해석을 통해 입구압력에 따른 작동시간을 시험결과와 비교하였고 잘 일치함을 확인하였다. 또한 해석 모델을 이용하여 컨트롤밸브와 기본밸브의 설계변수에 대한 밸브의 동특성 해석을 수행하였다. 해석을 통해 기본밸브의 시트형상과 직경비에 따른 밸브의 작동시간, 작동성능, 개폐압력을 예상하였다.