본 연구에서는 높은 강도의 가스흐름으로부터 연소실 내부를 보호하기 위하여 carbon fabric을 삽입한 EPDM계 내열재를 개발하였다. 연소관 내열재의 삭마 특성을 시험하기 위하여 6-inch 모사모타에 extension tube를 연결하였고, 모타와 extension tube 사이에 구멍이 있는 FRP를 삽입하여 추진제 연소시 높은 강도의 가스흐름을 유도하였다. 결과적으로 연소시험후 carbon fabric/EPDM 연소관 내열재의 삭마량은 다른 연소관 내열재들에 비해 감소하는 것으로 확인되었다.
격벽형 펄스분리장치를 갖는 이중펄스 로켓모타의 경우 2단 모타 추진제 연소시 1단 모타 연소실 내부에 높은 강도의 가스흐름이 발생하므로 1단 모타 연소관 내열재 설계가 중요한 변수들 중의 하나이다. 본 논문에서는 이러한 높은 강도의 가스흐름으로부터 연소실 내부를 보호하기 위하여 fabric을 삽입한 EPDM계 고무의 제작 공정을 확립하였으며 높은 강도의 가스흐름을 유발하도록 설계된 모사모타에 적용하여 삭마 특성을 분석하였다.
밀폐용기(Closed Bomb)시험을 통해 고압에서 작동하는 고체 추진제의 연소속도를 추정하는 방법을 연구하였다. CEA를 이용하여 연소가스의 조성을 계산였으며 밀폐용기 내부의 고온, 고압의 환경을 묘사하기 위해 Noble-Abel 상태방정식을 적용하였다. 분자의 부피를 고려한 분자 간의 충돌을 묘사하는 인자인 Covolume을 분자의 LJ potential을 이용하여 모델링하였다. 또한 추진제의 부피 변화율을 고려하기 위해 3차 형상함수(Cubic form function)를 적용하였다. 각 모델을 사용하여 고압용기에서 측정된 5개의 압력-시간 선도로부터 연소속도를 계산하고 이를 BRLCB 결과와 비교 검증하였다. 각 실험에서 약 6% 이내의 최대 오차를 갖는 연소속도를 추정함으로써 초고압 환경에서의 연소속도 추정 방법을 정립하였다.
In this paper, the atomization characteristics of bi-swirl coaxial injectors for a 420 N-class bipropellant thruster were investigated. Three types of injectors, namely closed-type, open-type, and screw-type, were manufactured and designed to have the same spray angle and injection pressure drop. Water was used as a simulant, and cold-flow tests were conducted under ambient temperature and pressure conditions. Since the inner and outer injectors were designed to be the same type, only the inner fuel injectors that were easy to measure were used. Using a phase doppler particle analyzer, the velocity and diameter of atomized droplets were measured. Closed-type swirl injector exhibited droplet distributions with relatively high velocities and small SMD compared to the other two injectors. Open-type swirl injector formed droplets with reverse velocities in the center region and had a large recirculation zone. Screw-type swirl injector showed a sharp decrease in droplet velocity and size with radial distance from the liquid film breakup point. For the same design requirements, the closed-type swirl injector has superior atomization performance.
선박 자율운항시스템(autonomous navigation system)이란 선박운항에 있어 항해계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 주변 상황변화를 예측하고 대처하는 항해 전문가의 능력을 전산화한 것이다. 선박 자율운항시스템은 항해, 충돌회피, 선체유지, 자료융합, 운동제어 그리고 이를 통합하는 아키텍처로 구성되어 있다. 운동제어시스템은 선박의 유체학적 특성을 고려하여 해도 상에 원하는 위치로 선박을 이동하기 위해서 추진 및 조타장치를 제어하는 시스템으로 자율운항제어시스템에 필수적인 구성 시스템 중에 하나이다. 본 논문은 운영플랫폼인 가상세계시스템을 기반으로 운영되는 선박자율운항시스템과 운동제어시스템의 연동과 구현에 관한 연구이다. 운동제어시스템은 충돌회피시스템으로부터 상위 레벨의 고수준제어 요구치를 전달받아 조타 및 추진치로 변환하고 조타장치와 추진장치를 제어하는 시스템이다. 본 논문에서 선박 운동 특성을 수학적으로 모방하는 Oldenburger의 제어 이론에 기반하여 선박운동제어기를 개발하고 성능검정을 위해 선박시뮬레이터에서 다양한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션 한다.
핀틀 인젝터는 LMDE의 인젝터로 채용되어 아폴로 계획의 성공적인 수행에 일조하였으며, 최근 SpaceX 사의 Merlin 엔진으로 다시 조명받고 있는 인젝터의 형태이다. 본 연구에서는 액체산소/기체메탄을 이용하는 500N 급 Lab-Scale 핀틀 인젝터 추력기를 제작하여 연소실험을 수행하였다. 그러나 초기 연소실험은 핀틀 팁의 용융과 낮은 연소효율이라는 문제를 노출하였다. 따라서 이를 해결하기 위하여 전산수치해석을 통한 시뮬레이션을 통해 유동 가이드가 추가된 핀틀 팁의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 설계를 채택하였으며, 연소실험을 통해 유동 가이드의 효용성을 확인하였다.
발사체로부터 분리된 정지궤도위성은 천이궤도로 진입한 후에 액체원지점엔진을 사용하여 충분한 속도증분을 얻음으로써 정지궤도로 진입하게 된다. 이때 우주공간으로 배출되는 액체원지점엔진의 배기가스 중 일부는 고진공 환경에서 팽창하는 동안 위성체 방향으로 역류하는 후방유동으로 발달하게 된다. 이러한 후방유동은 위성체에 충돌하면서 자세제어 교란, 표면 오염, 열전달 등의 영향을 끼치게 되므로 정지궤도위성 임무성능의 저하를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 정지궤도위성에 사용되는 400 N급 액체원지점엔진에서 배출되는 배기가스의 거동을 해석하였다. 이를 위해 볼츠만방정식에 기반을 둔 직접모사법(DSMC)을 사용하였다. 해석결과로 액체원지점엔진에서 배출된 배기가스의 온도 및 수밀도와 같은 열유동 특성을 확인할 수 있었다.
이 연구는 농촌지역 정신보건의료서비스의 필요도와 공급수준을 파악하고 일차정신보건시설로서 보건소가 운영하는 정신보건사업을 평가하고자 하였다. 필요도는 유병률과 정신보건서비스 이용률로 한정하여 2001년도에 보건복지부가 주관하여 실시한 정신질환 실태 역학조사 결과를 이용하여 도농간 차이를 비교하였다. 공급수준은 입원 및 요양 병상수와 일차정신보건의료시설의 기초자치 단체별 설치율로 한정하여 전자는 2002년도에 보건복지부 산하 지역사회 기술지원단이 작성한 보고서 결과내용 중 일부를 발췌하였고 후자는 보건복지부의 2003년도 정신보건사업 안내서와 정신보건의료기관 총람의 내용을 토대로 재구성하였다. 농촌지역의 보건소 정신보건사업을 평가하기 위하여 2002년도에 각 기초자치단체가 중앙에 제출한 제3기 지역보건 의료계획서들 중 농촌형지역과 도농복합형지역으로 구분하여 각각 중앙 및 광역자치단체 정부의 지원 여부에 따라 지원한 경우 1-2개, 지원하지 않는 경우 광역자치단체별로 각각 2개소를 무작위 추출하여 정신보건사업내용부문을 사업대상 및 등록, 구조, 과정으로 나누어 정신보건사업안내서에 제시한 기준을 가지고 평가하였고 담당자들이 작성한 정신보건사업의 문제점들을 분석하였다. 이 연구는 2003년 4월 1일부터 5월 10일까지 이루어졌고 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 니코틴 장애를 제외한 평생유병률과 일년유병률은 도시지역이 24.9%, 13.2%, 농촌지역이 28.2%, 17.7%이었으며 정신분열증, 주요우울증, 불안장애, 알코올 사용장애 등 주요 정신질환 역시 도시보다 농촌지역이 더 높은 것으로 나타났다. 또한 지난 일년간 정신보건의료서비스 이용률은 전체적으로 8.9%에 불과하였다. 둘째, 입원 및 요양 병상수는 2001년 현재 인구 천명당 0.97병상이며 요양시설을 포함할 경우 1.27병상으로 세계 보건기구가 권장하는 인구 천명당 1.0병상, 그리고 병상 감소정책을 추진하고 있는 유럽이 0.93병상임을 고려할 때 양적으로 부족하지는 않다. 그러나 광역자치단체간 편차가 큰 것으로 나타났는데 서울, 인천, 울산 등 대도시지역이 충북, 충남, 경남, 전남지역의 1/6내외수준이었다. 셋째, 일차정신보건의료시설의 기초자치단체 충원율을 살펴보면, 정신과 의원은 광역시 및 특별시형은 100%인 반면 농촌형지역 89곳 중 15곳(16.9%)만이 설치되어 있었으며 사회복귀시설은 전반적으로 낮았으며 농촌지역의 충원율이 7.9%로 가장 낮은 것으로 나타났다. 보건소 정신보건사업에 대한 중앙 및 광역자치단체의 지원율이 광역시 및 특별시형이 42%인 반면 농촌형지역은 22.5%인 것으로 나타났다. 다섯째, 농촌형지역과 도농복합형지역 모두에서 지원을 받지 않은곳이 자체예산을 추가로 확충하지 않아 사업인력 및 예산이 매우 취약하고 중앙정부가 제시하는 기본사업에 대한 충실도가 매우 낮은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해볼 때 농촌지역이 도시지역에 못지 않게 정신보건의료서비스에 대한 필요도가 높으나 서비스 이용률은 매우 낮았으며 도시지역에 비해 농촌지역의 일차정신보건의료시설들이 매우 부족한 것으로 나타났다. 또한 일차정신보건의료시설로서 보건소가 도시지역 보다 농촌지역에서 더 중요한 역할을 수행해야 하나 중앙의 지원율은 오히려 농촌지역 보다 도시지역이 더 높았고 지원을 받지 않는 보건소의 정신보건사업프로그램은 매우 형식적으로 진행되고 있었다. 앞으로 중앙정부는 일반의료서비스에 있어서 농어촌의료서비스 개선정책을 추진하듯이 정신보건정책에 있어서도 이러한 고려가 필요하다.
연구목적: 이 연구의 목적은 일부 초등학교에서 호주의 천식친화학교 프로그램에 기반한 시범사업의 실시를 통해 우리나라 초등학교에서 소아천식관리프로그램의 적용 가능성을 검토하고 향후 발전방향을 위한 기초자료를 제시하는 데 있다. 연구방법 : 호주의 천식친화학교사업을 모델로 하여 초등학교에서 천식아동들을 위한 시범사업내용을 개발하였다. 시범사업의 내용은 천식아동발견사업, 학교 모든 교직원 및 천식아동 학부모 대상 교육사업, 교내 관리활동으로 구성된다. 시범사업은 도심에 위치한 한 초등학교와 농촌지역의 두 개 초등학교를 대상으로 6개월 간 시범 적용하였다. 시범사업 추진팀과 학교관계자들 간 그룹토의를 통해 사업과정에 대한 평가를 실시하였고 이 사업에 참여한 천식아동을 가진 144 가구를 대상으로 사업과정과 만족도에 대한 우편 설문조사를 실시하였다. 연구결과 : 천식아동발견사업은 일차스크리닝과 확진검사로 구성하였으며 시행결과 신규환자의 조기발견 효과는 있었으나 확진검사를 포함할 경우 환자발견사업의 경제성 평가의 필요성이 대두되었다. 학교보건교사를 대상으로 한 4시간 교육은 보건교사 업무에 도움이 된다고 평가하였으나 일반교사 교육은 참석률이 45.0%로 학교장과 보건교사의 의지에 따라 학교별로 다소 편차가 있었다. 천식아동을 가진 학부모의 교육 참석률은 총 122 대상가구 중 24.1%이었으며 참석하지 못한 이유로 증상이 경미하여 교육의 필요성을 못 느끼거나 바쁜 일정으로 참석하지 못한 경우가 가장 많았다. 반면 참석한 34명의 부모 중 도움이 되었다고 응답한 경우는 33명(97.1%)이었다. 설문조사에 응답한 122명의 학부모 중 92%가 학교에서 천식아동을 위한 관리프로그램이 필요하다고 응답하였다. 교내 관리활동으로 천식아동 명부를 작성하여 보건교사와 담임교사가 공유하였는데 천식아동의 건강상태를 더 자세히 기록한 건강관리카드의 필요성이 제기되었다. 천식 발작 시 대응요령을 위한 인쇄물과 천식조절제인 흡입제와 보조기구가 들어 있는 응급키트를 보건실에 비치하였으며 천식아동들의 안전을 위해 매우 필요하다는 의견이 많았다. 결론: 호주의 천식친화학교를 모델로 하여 초등학교에서 시범사업을 수행한 결과 이 사업에 참여한 각 학교의 학교장, 보건교사, 일반교사들, 그리고 천식아동의 학부모들은 천식아동들을 위한 학교 차원에서 관리활동에 긍정적이었다. 또한 프로그램의 수정과 보완이 필요성이 제기되었으며, 향후 효과평가를 통하여 우리나라 실정에 맞는 천식친화학교 모형을 정립해 나가야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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