• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.490-495
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• 2009

소형 인공위성의 궤도천이 및 보정을 위하여 추력이 약 10 mN이고 비추력이 1500 s인 홀 방식 전기추력기를 설계하였다. 개발된 추력기는 홀 방식의 추력부, 전력공급부 및 연료 공급부로 구성되어 있고, 무게, 소모전력 및 효율은 각각 10 kg, 300 W 및 30%정도이다. 개발된 추력기 시스템에 대한 간략한 소개를 홀 방식의 추력기를 선택하게 된 배경해석과 함께 기술하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.3-3
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• 2000

저추진력 추력기라는 것은 추력이 수 N 정도, 노즐출구직경이 수 mm 정도의 소형추력기를 의미하며, 주로 인공위성을 비롯한 우주 비행체의 자세제어, 궤도천이 등의 목적을 위해 사용된다. 따라서, 저추진력 추력기의 일반적인 작동환경은 연속체 영역, 천이영역(transition flow regime), 희박영역(rarefied flow regime)을 모두 포함하므로, 기존의 연속체 유체역학에서 사용되는 Navier-Stokes 방정식을 사용할 수 없고, 분자들의 미시적인 움직임과 내부 에너지 분포를 고려한 Boltzmann 방정식을 이용한 해석을 수행하여야 한다.(중략)

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.427-430
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• 2005

본 논문에서는 인공위성 소형추력기의 핵심 부품인 유량제어용 밸브내의 유동현상을 해석하였다. 이를 바탕으로 밸브 내에서 직접적인 유량 제어를 담당하는 Plunger에 작용하는 힘을 계산하였고, Plunger의 개폐에 소요되는 힘을 최소화 시키는 밸브의 설계시에 필요한 기초 자료를 제공하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권11호
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• pp.974-980
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• 2014

소형 인공위성에 적용하기 위해 홀 추력기의 음극 전원공급기가 개발되었다. 이 전기추력기에는 마이크로웨이브 음극을 적용하였고 음극전원은 안정적인 동작을 위해서 필수적이다. 유량을 조절함에 따라 양극전류는 변하게 되고 이때 음극전류는 양극전류에 비례하여 제어되어야 한다. 그래서 양극전류에 비례하여 음극전류를 공급하도록 음극전원을 설계하였다. 또한 음극전원은 음극의 안정성을 위해 음극전류가 약 0.03A 이내에서 양극전류보다 더 흐르도록 세부 조정되었다. 음극전원에 대한 기능시험은 양극과 음극을 등가적인 부하로 구성하여 수행되었다. 안정적인 추력기 동작을 확인하기 위해서 진공 챔버에서 검증되었고 발사 이후에 우주환경에서도 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권10호
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• pp.60-66
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• 2004

위성의 자세제어 시스템의 신뢰도를 높이기 위하여 여유 추력기를 장착하는데, 이를 활용하기 위해서 효율적인 관리 방안이 요구된다. 본 논문에서는 조종력 할당 기법을 위성의 여유 추력기 관리 방안으로 제안한다. 조종력 할당 기법은 최척화 기법을 이용해서 원하는 모멘트 입력을 구현하는 여유 조종력을 결정하는 방법이다. 여기에서는 여유 추력기에 대한 할당 문제는 선형 프로그래밍 문제로 표현할 수 있음을 보인다. 또한 수치예제를 통해서 제안한 방법이 기존의 방법에 비해 효율적임을 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.496-501
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• 2009

소형 인공위성에 적합한 300 W 급 원통형 홀 추력기의 추력부를 개발하였다. 추력부채널 내부에서의 자기장 분포는 추력 성능을 좌우하는 주요한 변수이다. 자기장 구조가 다른 두 종류의 추력부를 설계하고 제작하여 추력 및 효율에 대한 비교 측정 시험을 수행하였다. 또한 내구성 시험을 수행하여 추력부의 안정된 작동 시간과 작동 후 발생하는 문제점에 대한 결과를 얻었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 추계 학술대회논문집
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• pp.137-139
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• 2004

The monopropellant hydrazine thrusters are widely used for the satellite on-board propulsion system fulfilling various missions in space. They have outstanding features caused by the nearly unlimited restart capability and the very high credibility. The sole monopropellant thruster used at precent in nation is MRE-1 that is a standard component of NASA. It can produce 4.45 N of nominal thrust. Due to the glowing complexity with a satellite mission, the needs for thrusters of the diverse performance are being increased. The numerical simulation could give useful information to develop a new type thruster instead of the experiments performed previously. Therefore it is critical to make a reliable computer code to prepare design change of a thruster. In this paper, the performance analysis and validation of the satellite monopropellant hydrazine thruster currently used is accomplished as the preliminary study to serve valuable data for future design change.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.175-178
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• 2007

The mode transition from cone-jet to dripping in colloid thruster operation has been analytically investigated. The transition has been predicted by the dynamic behavior of a liquid drop at the tip of the cone-jet. Conservation laws are applied to determine the upward motion of the drop, and an instability model of electrified jets is used to determine the jet breakup. Finally, for the first time, the analysis enables prediction of the transition in terms of the Weber number and electric Bond number. The predictions are in good agreement with experimental data.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.145-148
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• 2006

In order to design a micro-thruster which controls the altitude of a space vehicle for a very long lifetime, the flow field should be analyzed considering the nozzle geometry and the difference between stagnation and environmental pressures and so on. This paper describes the axisymmetric non-reacted computational results which were carried out to understand the basic flow phenomena according to the high nozzle pressure ratio. The area ratio is about 56 and the diameter of a nozzle exit is about 0.46 inch. The Mach cell and waves are predicted well.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.192.2-192.2
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• 2016

전기추력기는 화학식 추력기에 비해 비추력이 높아 인공위성의 자세제어, 궤도수정, 궤도천이를 포함한 행성 탐사활동 및 우주 임무수행을 위한 우주선의 엔진 등으로 다양하게 활용된다. 홀 추력기는 전기추력기 중 하나로 고리형 방전공간을 가진 고리형 추력기와 원통형 방전영역을 가진 원통형 추력기가 있으며, 원통형 추력기는 고리형에 비하여 넓은 방전공간으로 저전력 방전에 적합한 추력기이다. 또한, 저전력 추력기는 큐브셋(cubesat) 및 마이크로 위성(microsatellite)의 증가하는 수요에 따라 필요성이 증가하고 있으며, 활용도가 높아 다양하게 연구 및 개발되고 있다. 홀 추력기는 자기장과 전기장을 서로 수직되게 인가하여, 자화된 전자는 플라즈마 방전을 유지시키고 자화되지 않은 이온은 전기장 방향으로 가속되어 이온빔을 발생시킨다. 하지만, 저전력 소형 추력기는 작은 소모전력과 방전채널로 인한 성능 저하 및 자기장 구조 설계 등 많은 어려움들을 가지고 있다. 본 연구에서는, 약 50 W급의 소모전력을 바탕으로 영구자석을 이용한 저전력 플라즈마 추력기를 개발하였다. 방전 채널은 지름 15 mm, 길이 16 mm, 무게는 약 0.6 kg으로 원통형 구조의 채널로 제작되었으며, 약 1500-2000 G의 자기장 세기를 갖도록 설계하였다. 방전 기체는 제논을 사용하여 1-5 sccm영역에서 방전 특성을 살펴보았으며, 방전 전류는 0.02-0.4 A로 나타났다. 100-550 V영역에서 방전을 시도하였고, 채널길이를 16-24 mm 에서 약 1mN 급의 추력특성을 보였다. 본 발표에서, 홀 추력기의 제작 특성과 성능 및 플라즈마 특성에 대한 더 자세한 연구결과가 발표될 예정이다.