• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.151-155
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• 2006

Bodner-Partom 점소성 모델을 이용하여 액체로켓 연소기 재생냉각 챔버의 구조해석을 수행하였다. 구조해석에 사용한 점소성 모델의 재료상수를 구하기 위하여 구리합금에 대하여 변형률 속도를 변화시켜 인장시험을 상온 및 고온에서 수행하였다. 점소성 모델의 재료상수는 구리합금의 변형률 속도 시험 데이터로부터 구하여 사용하였으며 점소성 모델의 구현은 상용유한요소 해석 프로그램인 Marc의 사용자 서브루틴을 이용하여 구현하였다. 구조해석 결과 냉각 채널은 압력에 의한 영향보다 열하중에 의하여 대부분의 변형이 발생하며 연소기의 작동조건에서 냉각 채널의 안정성 여부를 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.69-76
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• 2006

Bodner-Partom 점소성 모델을 이용하여 액체로켓 연소기 재생냉각 챔버의 구조해석을 수행하였다. 구조해석에 사용한 점소성 모델의 재료상수를 구하기 위하여 구리합금에 대하여 변형률 속도를 변화시켜 인장시험을 상온 및 고온에서 수행하였다. 점소성 모델은 상용유한요소 해석 프로그램인 Marc의 사용자 서브루틴을 이용하여 구현하였다. 구조해석 결과 냉각 채널은 압력에 의한 하중보다 열하중에 의하여 대부분의 변형이 발생하며 연소기의 작동조건에서 냉각 채널의 구조적인 안정성 여부를 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.54-61
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• 2003

본 연구에서는 액체로켓에서 널리 사용되는 재생냉각시스템이 장치된 실험용 액체로켓 엔진을 설계하고 제작하여 연소실험을 수행한 내용을 다루었다. 설계 프로그램을 이용하여 엔진을 설계하였고 이를 바탕으로 엔진을 제작하였다. 연소실험을 통해 측정한 열유속이 계산에 의한 해석결과와 유사하므로 실제로켓엔진의 설계 및 제작에 설계 프로그램을 이용할 수 있음을 확인하였다. 또한 연소시 생성된 탄소층이 냉각성능에 미치는 영향을 간단히 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.169-174
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• 2006

본 연구는 재생냉각형 고압 축소형 연소기 설계에 관한 것으로 이 연소기를 제작하기 전에 열유속측정을 위한 물냉각 고압 축소형 연소기를 제작하였다. 물냉각 고압 축소형 연소기의 연소시험결과 높은 연소성능 및 냉각성능이 검증된 설계 조건을 얻었고 이를 바탕으로 재생냉각형 고압 축소형 연소기의 형상을 설계하였다. 설계된 연소기의 형상은 제작이 완료된 후 연소시험을 수행하여 실용성을 검증 할 예정이다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.197-204
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• 2004

30톤급 지상시험용 연소기의 재생냉각 유로의 설계를 수행하였다. 사용된 1차원 설계 프로그램은 NAL에서 보고한 고압 연소시험과 모비스 ECC엔진의 물냉각 성능 데이터와 비교하여 열특성 예측 성능을 검증하였다. 본 설계 조건과 유사한 고압에서의 열유속 예측 성능을 확인하였고 물냉각 성능 역시 참고문헌에서 제시하는 것과 동일한 수준의 정확성을 가지는 것으로 검증되었다. 열차폐 코팅 효과를 생략할 경우, 내벽의 최고온도는 약 720 K이 될 것으로 예상되며 냉각유체와 접하는 금속부의 온도는 코킹온도 이하일 것으로 확인되었다. 열차폐 코팅이 적용되었을 경우, 냉각유체 Jet-A1의 예상되는 온도상승은 약 100 K이다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.90-98
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• 2006

재생냉각 시스템의 냉각제로 사용하는 탄화수소계열 연료인 Jet A-1의 냉각특성과 강제대류 열전달 특성을 파악하기 위해 가열된 직선 튜브를 제작하였다. 냉각제의 입, 출구온도와 튜브의 외벽 온도를 측정하여 강제대류 열전달 특성을 고찰하였다. 결과를 통하여 Jet A-1을 사용한 경우에는 일정 유동조건에 대하여 burnout이 발생하는 최초의 벽 온도를 결정함으로써 냉각제가 수용할 수 있는 최대 열유속을 확인하였다. 냉각제의 유속과 입구온도가 대류열전달 특성에 직접적인 영향을 주는 인자임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.133-137
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• 2008

추력 30톤급 액체로켓엔진 재생냉각 연소기에서 수행했던 연소시험의 결과에 대해 기술하였다. 연소기의 연소압력은 60 bar, 추진제 유량은 약 89 kg/s 그리고 노즐 팽창비는 12이다. 연소기는 분사기 헤드, 배플분사기 그리고 재생냉각 연소실 등으로 구성하였다. 연소시험은 설계점뿐만 아니라 탈설계점 등 다양한 조건에서 이루어졌다. 연소특성속도는 약 1738부터 1751 m/sec이며, 비추력은 약 253에서 270 sec 정도의 값을 얻었다. 재생냉각 연소기의 최대 연소특성속도는 혼합비 2.35에서 나타났으며 최대 비추력은 혼합비 2.5에서 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.125-130
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• 2007

추력 30톤급 액체로켓엔진의 실물형 연소기에 케로신을 이용한 재생냉각 방식을 적용하여 연소시험을 수행하였다. 30톤급 실물형 연소기로는 처음으로 연소기 헤드와 연소실이 일체형으로 제작되었으며, 연소성능 및 재생냉각 성능, 그리고 연소기 내구성 확인을 위하여 여러 차례 연소시험이 수행되었다. 본 논문에서는 연소압력 68 bar 혼합비 2.8의 탈설계점 조건과 연소압력 60 bar, 혼합비 2.5의 설계점 조건을 적용한 연소시험의 성능결과에 대하여 기술하였다. 각각의 연소시험 결과 연소성능 및 연소안정성, 그리고 연소기 내구성 측면에서 충분히 성공적인 데이터를 얻었으며, 이로써 30톤급 액체로켓엔진 케로신 재생냉각 연소기 개발의 기술적인 검증을 완료했다는 의미를 부여할 수 있게 되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권12호
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• pp.1201-1208
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• 2009

액체로켓 연소기의 재생냉각 챔버의 제작에 사용되는 구리합금의 성형성을 돔 장출 시험과 인장시험을 수행하여 평가하였다. 성형성 평가에 사용된 시편은 열처리 유무와 재료의 방향성을 고려하여 제작하여 고온 열처리와 재료의 방향성이 성형성에 미치는 영향을 평가하였다. 시험 결과 열처리 후 구리합금 재료의 성형한계 값은 열처리 전 시편의 성형한계 값에 비하여 증가하였으나, 시편의 제작 방향에 따른 성형성의 차이는 열처리 영향에 비하여 작게 나타났다. 그리고 성형성 평가 시험방법에 따라 성형한계 값이 다르게 나타났다. 이러한 결과 들로부터 연소기 재생냉각 챔버의 내측구조물에서 실린더 형상의 구조물을 벌징 공정으로 네킹이나 파손 없이 노즐 형상으로 성공적으로 성형하기 위해서는 벌징 전 재료에 대한 고온열처리가 매우 중요함을 확인하였다. 또한 시험방법이 성형성 평가에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 얻은 구리합금의 성형한계도는 이 재료를 사용하여 제작하는 연소기 재생냉각 챔버 노즐의 구조설계를 위한 데이터로 활용할 예정이다.

• 항공우주기술
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• 제7권2호
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• pp.103-109
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• 2008

액체로켓 연소기의 제작에 필수적인 재생냉각 노즐의 벌징공정에 대한 연구를 수행하였다. 벌징공정을 개발하기 위하여 벌징시험용 재료에 대한 인장시험을 수행하여 기계적인 물성 값들을 획득하였다. 벌징공정을 완료하기 위해서는 벌징치구가 2개 또는 3개 필요하였다. 재료의 네킹이 벌징공정에서 발생되는 주된 실패 원인이었으며, 재료의 그레인 사이즈가 이 네킹 발생에 큰 영향을 미침을 본 연구에서 나타났다. 그레인 사이즈를 조절한 재료로 현재 개발된 벌징공정을 이용하여 축소형 및 30톤 실물형 재생냉각 노즐의 제작을 성공적으로 수행함으로서 본 연구에서 개발된 벌징공정의 적용성 및 유용성을 보여주었다.