• 한국항공우주학회지
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• 제45권10호
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• pp.855-862
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• 2017

인공위성의 경량화 및 소형화로 인하여 대형발사체보다는 발사 비용이 저렴한 저비용 발사체에 대한 관심이 증가되고 있다. 저비용 발사체의 비용 절감 중 가장 대표적인 방식이 발사체의 재사용이다. 저비용 발사체를 개발하고 있는 대부분의 기업들 역시 발사체 재사용 방식을 채택하고 있다. 이러한 재사용 목적과 더불어 친환경 우주 발사체에 대한 요구가 증가되면서 저비용 발사체에 사용되는 연료의 선택 역시 매우 중요해졌다. 친환경적이면서 발사체의 재사용이 가능하게 하는 연료 중 에너지 밀도 등 다른 요인을 고려했을 때 가장 적합한 것이 메탄이며, 메탄에 수소를 첨가하여 에너지 밀도를 높게 만든 HCNG(hydrogen-enriched compressed natural gas) 역시 적합하다고 판단되었다. 본 연구는 한국형 발사체 개발 이후 국내 우주 개발 방향 설정의 참고자료로써 전 세계 저비용 발사체 동향 및 로켓 연료의 특성에 대해 고찰하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.68-70
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• 2016

최근 저비용 및 재사용 발사체 개발 연구에 관한 관심이 증가하고 있는 추세인데, 이로 인해 노즐 내부에 핀틀 개념을 적용하여 발사체의 성능을 높이거나 스로틀링을 활용한 재사용 연구가 중요해지고 있다. 이 노즐 내부에 탑재된 핀틀 형상은 노즐 성능을 결정짓는데 핵심적인 역할을 하게 된다. 따라서 본 논문에서는 핀틀 형상에 따른 압력특성과 재순환 영역의 경향성을 확인하여 추후 저비용, 재사용 발사체 개발 연구의 기초자료로 활용하고자 한다. 해석 결과 핀틀 크기보다 핀틀 각도가 성능 변화에 더 민감한 변수로 판단되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1069-1075
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• 2017

최근 우주 기술이 발달함에 따라 전 세계적으로 위성 시장, 특히 소형 위성 시장이 크게 성장하고 있다. 이러한 위성 시장의 성장세 속에서 발사체 시장 역시 성장세를 보이고 있으며 이에 따라 저비용 발사에 대한 수요가 점점 증가하고 있다. 저비용 발사를 위한 방안에는 저비용 추진제를 사용하는 엔진 개발, 제품 생산 및 운송비용 절감 등 다양한 방법이 존재하지만, 발사 비용을 가장 크게 줄이는 방법은 바로 사용한 발사체를 다시 사용하는 것이다. 재사용 발사체의 시작은 유인 우주선으로 유명한 미국의 Space Shuttle이라 할 수 있다. 하지만 Space Shuttle의 경우 재사용이라고 불리기는 하지만 재사용 할 수 있는 부분이 한정되어 있고, 발사 효율이 떨어져 재사용 발사체 임에도 불구하고 상당히 고비용이었다. 최근에는 미국의 SpaceX와 Blue Origin을 중심으로 상업적 목적의 재사용 발사체가 개발 되고 있고 재착륙 시험에 성공하였다. 뿐만 아니라, SpaceX의 경우 이전 재착륙을 성공한 1단 발사체를 정비하여 다시 발사하는데 까지 성공하기도 하였다. 이러한 추세에 따라 유럽, 인도와 같은 국가에서도 현재 재사용 발사체 연구에 심혈을 기울이고 있다. 그리고 Blue Origin을 포함한 미국의 Virgin Galactic, XCOR 등은 민간 유인 우주여행과 같은 재사용 기술을 이용한 상품화도 시도하고 있다. 재사용 기술이 확립되면 세계 발사체 시장의 판도가 바뀔 수 있기에 재사용 기술 동향의 정기적인 확인은 필수적이라 할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권8호
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• pp.668-674
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• 2016

본 논문에서는 우주개발 중장기 계획에 따라 2020년 이후 한국형발사체의 후속으로 계획된 정지궤도위성 발사체와 대형 위성 발사체의 개발 방향에 대한 논의와 이를 구현하기 위해 요구되는 발사체 기술들에 대해 전망한다. 차세대 발사체는 고성능화뿐 아니라 저비용 및 고신뢰도를 목표로 세계 위성 발사 서비스 시장에서 경쟁할 수 있는 발사체로 개발되어야 하며, 이를 위해 75톤 급 케로신/액체산소 로켓 엔진 등 한국형발사체를 통해 확보된 발사체 기술 기반 및 개발 성과를 활용하고 발전시키는 방향으로 개발되는 것이 바람직하다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권4호
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• pp.48-54
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• 2020

미국, 유럽, 일본, 중국 등 우주 선진국에서 효율성 및 저비용을 목표로 차세대 상업용 발사체를 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문은 지상운용시스템을 포함한 발사체 에비오닉스 시스템에 대한 최근 기술동향들을 조사하고 소개하는 것이다. 탑재장치의 경우 개발 기간을 단축하고 비용을 절감하기 위해 기능별로 장치를 표준화하고 시스템 요구조건 변경에 유연하게 대응하도록 모듈화를 진행한다. 또한 모든 장치간 인터페이스에 통신망을 적용하고 강력한 자가진단 기능을 탑재장치에 포함시킴으로써 지상시스템과의 인터페이스에 자동화·단순화를 실현하여 효율적인 발사체계시스템을 구축하고 있음을 확인한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권4호
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• pp.277-285
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• 2022

뉴스페이스 시대를 대표하는 소형위성 분야에서 발사기회에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. 이를 위한 소형위성 전용 발사서비스를 합리적인 가격에 제공하는 것은 많은 스타트업 기업들이 추구하는 새로운 비즈니스 모델이 되고 있으며, 여기에는 저비용 부품과 대량생산, 최적화된 제작 공정이 결합된 비용 절감을 위한 혁신적인 솔루션들이 요구되고 있다. 이러한 흐름 속에서 우리나라에서도 한국항공우연구원에서 제3차 우주개발 진흥 기본계획에 따라 누리호를 통해 개발된 액체로켓엔진 기술을 기반으로 2단형 소형발사체 개발에 대비하여 핵심기술 및 비용절감 기술들을 개발하기 위한 선행기술 연구에 착수하였다. 본 논문에서는 소형위성을 위한 혁신적이며 가격 경쟁력을 가지는 것을 목표로 하는 2단형 소형발사체의 개념을 소개하고, 스테이징 설계 및 2단형 발사체의 전기체 구성안을 포함한 임무설계 결과를 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.558-565
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• 2017

최근 발사체 시장에 민간주도의 경향이 두드러지게 나타나며, 시장이 포화되어감에 따라 발사비용을 줄이기 위한 노력이 지속되고 있다. 우주탐사 선진국에서는 유인 장거리 우주탐사계획이 추진되고 있다. 산소-메탄의 조합은 기존의 추진제에 비해 효율이 높고 경제적, 친환경적이며 외계행성에서 현지조달이 가능하기 때문에 이러한 경향에 부응하기 위한 가장 적합한 차세대 추진제로서 주목을 받고 있다. 현재 국제정세의 변화와 기업환경 변동에 따라 메탄엔진 개발이 더욱 본격화 가속화되고 있다. 우리나라도 이러한 세계적 흐름에 편승하고 향후 발사체 시장에서 뒤처지지 않기 위해서는 메탄엔진 개발이 필요하다고 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권2호
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• pp.73-82
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• 2020

저비용 발사체를 개발 중인 많은 스타트업들이 소형 로켓 엔진을 확보하기 위해 적층제조 기법을 개발 중이다. 또한, 미국의 SpaceX, Rocket Lab 등을 비롯하여, 유럽의 Ariane Group, 일본의 IHI와 같은 엔진 제작업체들은 로켓 엔진의 주요부품에 적층제조를 채택하여 생산하고 있다. 본 논문에서는 적층제작기법의 타당성을 조사하기 위해서 기존 로켓 엔진의 밸브 하우징을 적층제조 하는 사례연구 결과를 소개한다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.46-58
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• 2010

최근 들어 새로운 차세대 우주발사체의 추진기관의 개발 방향에서 친환경성과 저비용성이 주요 관심사이며, 과산화수소와 액체메탄은 이러한 추진제로 대표적인 관심을 받고 있다. 과산화수소는 로켓 개발 초기에 널리 사용되었으나, 냉전시대에 성능을 최우선시함에 따라 사용이 현격히 감소해오다가 1990년대 이후 안정성의 향상과 더불어 다시 재조명 받기 시작하였다. 액체메탄은 실제 발사체의 추진기관으로 사용되지는 않았지만, 액화천연가스(LNG)로 사용할 수 있기 때문에 친환경/저비용 추진제로 지속적으로 관심을 받아왔으며 최근에는 달/화성 탐사와 관련하여 지속적인 연구가 수행되고 있다. 이러한 대표적인 친환경 추진제에 대한 활용 역사와 최근 연구 동향을 고찰하여, 향후 국내에서 소요될 각종 임무 조건을 만족하는 엔진의 연구 개발 방향 설정에 도움이 될 것으로 예상된다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.60-71
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• 2022

최근 발사체 시장의 저비용·재사용 발사체 개발 움직임은 여러 방향으로 세분화되고 있으며, 그중 하나는 가변추력 엔진 개발이다. 또한, 우주 선진국들은 그 청정성 때문에 차세대 우주발사체 추진제로 메탄을 선택하여 연구개발을 진행하고 있다. 본 연구에서는 이에 기체메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 가변추력 핀틀 분사기를 개발했고, 고압 수류시험과 고압 연소시험을 통해 분무 및 연소 특성을 분석했다. 개발된 가변추력 핀틀 분사기는 이중 슬리브 구조를 가졌으며, 반복적인 상압수류, 고압수류 및 연소시험에서 기밀성과 작동성 등에 문제없음을 확인할 수 있었다. 그러나 목표했던 추력 조절 범위는 연소시험에서 달성치 못하는 등 설계상의 문제점이 발견되어 보완이 필요하다.