• 한국항공우주학회지
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• 제38권10호
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• pp.1026-1030
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• 2010

본 논문에서는 KSLV-II의 로켓엔진에 사용될 BLDC 모터로 구동되는 극저온 추력제어 밸브의 개발 과정 및 결과를 소개하였다. 개발된 추력제어밸브는 90K의 극저온, 113.2bar의 고압 환경에서 액체산소의 유량을 BLDC 모터로 작동되는 밸브 구동기를 통해 조절할 수 있다. 추력제어밸브는 모든 개발 인증시험을 통과하였으므로 향후 일부 하드웨어 수정 후, 엔진 연소시험에 적용이 가능하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권12호
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• pp.1055-1062
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• 2012

본 논문에서는 액체로켓엔진의 추력제어 알고리즘 설계를 위한 선행 연구로서, 추력제어밸브에 대한 수학적 모델 및 제어 알고리즘 연구결과를 정리하였다. 개발된 수학적 모델을 이용하여 추력제어 모사시스템 해석을 수행하였으며 해석결과와 실험결과가 일치함을 보임으로써 수학적 모델의 타당성을 검증하였다. 추력제어 모사시스템에 대한 해석 및 실험을 통해 액체로켓엔진의 추력제어 알고리즘 개발을 위한 기초 데이터를 획득하였다.

• 항공우주기술
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• 제1권2호
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• pp.51-56
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• 2002

위성 추진계는 궤도 천이와 수정 및 제어에 사용된다. 저궤도 위성의 단기추진제 공급 시스템은 추력기 연소실로 연료를 밀어내어 공급한다. 추력기에 의해 생성되는 추력은 연소실로 공급되는 연료량에 종속된다. 만약 위성에 탑재된 명령기로부터 추력기 밸브에 개폐 신호가 주어지면 밸브는 개방되거나 닫힌다. 개방된 추력기 밸브를 통해 연료가 유입될 때 밸브의 자동에 의한 순간적인 흐름 단절은 압력파에 의한 비정상 압력을 발생시킨다. 이 논문에는 래칭 밸브와 추력제어 밸브의 작동에 의한 다목적실용위성 2호 추진계의 비정상 압력이 예측되어 있다. 시간-종속 유체질량 및 운동량 방정식은 특성곡선해법(MOC)으로 계산된다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.96-103
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• 2005

위성발사체는 인공위성을 정해진 궤도에 정확하게 투입하는 것이 주 목적이며, 이를 위해서는 발사체의 최종 속도와 질량을 미리 설정된 값과 일치시켜 주어야 한다. 위성발사체에 주로 사용되는 액체로켓엔진의 경우 이를 위해 추력제어시스템(TCS) 및 추진제소진시스템(TDS)을 이용하며, 이는 액체로켓엔진에 장착된 제어밸브를 통해 추진제 유량을 제어함으로써 추력 및 혼합비를 제어하는 시스템이다. 본 연구에서는 액체로켓엔진을 설계점에서 안정적으로 운용하기 위해, 추력 및 혼합비 제어밸브의 제어특성을 PID 제어로직을 통해 분석하였다. 우선 상용프로그램인 AMESim을 통해 제어벨브의 제어특성을 이론적으로 분석하고, 이를 바탕으로 한국항공우주연구원(KARI)에 설치된 제어밸브시험설비를 통해 얻은 제어밸브의 제어특성과 비교 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.526-529
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• 2009

본 연구에서는 Lab-Scale의 하이브리드 연소기를 이용하여 하이브리드 로켓의 추력제어 범위와 연소 시간에 따른 추진제의 후퇴거리를 분석하기 위하여 산화제 유량에 따른 추진제별 연소 특성을 파악하였다. 산화제 유량을 제어하기 위해서 니들 밸브와 스텝모터를 결합하여 스텝모터의 구동에 의해 니들밸브의 개폐량을 조절할 수 있도록 배관 시스템을 설계하였다. 산화제 유량 변화를 통해 추진제에 따른 질유량과 후퇴율 관계식을 유도하였다. 추력제어를 하면서 명령 추력 값에 따른 산화제 유량을 통해 후퇴거리를 예측하였으며 실제 추력제어 연소 실험을 통해 신뢰성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.74-84
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• 2005

본 논문에서는 AMESim(상용 소프트웨어)을 이용, 개방형 터보펌프식 엔진시스템을 모델로 하여 산업용 제어밸브를 적용한 시스템의 특성을 미리 확인하였다. 그 결과물을 토대로 하여 앞으로 발사체 제어밸브 개발할 계획이며, 밸브와 연계된 제어 및 밸브시험을 위한 설비 특성을 예측해 보았다. 시스템시험을 위해 장착할 각 산업용 제어밸브의 PID 값을 찾고자 하였으며, PI 및 PID 제어 방식을 이용하여 제어밸브의 과도 및 정상상태의 유동특성을 비교분석하였다. 제어밸브를 이용하여 추력제어 및 TDS 구현을 목적으로 하는 밸브설계와 시스템의 종합 모사시험을 위한 설비의 설계 조건을 또한 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.443-446
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• 2012

로켓엔진에서 추력제어밸브는 가스발생기로 유입되는 추진제 유량을 변경하여 엔진 추력을 증가 또는 감소시키는 역할을 수행한다. 본 논문에서는 추력 증감의 기능뿐만 아니라 유량제어밸브 입출구 압력 변화에 상관없이 항상 일정한 유량을 유지할 수 있는 유량제어밸브를 다루었다. 직동식 유량제어밸브 시제품을 제작하여 정상상태 성능에 대한 해석 및 실험 결과를 비교하였다. 아울러 제작된 시제품의 단점과 한계를 분석하고 설계 개선안을 제시하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.294-298
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• 2001

Satellite propulsion system is employed for orbit transfer, orbit correction, and attitude control. The monopropellant feeding system in the low-earth-orbit satellite blowdowns fuel to the thrust chamber. The thrust produced by the thruster depends on fuel amount flowed into the combustion chamber. If the thruster valve be given on-off signal from on-board commander in the satellite, valve will be opened or closed. When the thrusters fire fuel flows through opened thruster valve. Instantaneous stoppage of flow in according to valve actuation produces transient pressure due to pressure wave. This paper describes transient pressure predictions of the KOMPSAT2 propulsion system resulting from latching valve and thrust control valve operations. The time-dependent set of the fluid mass and momentum equations are calculated by Method of Characteristics (MOC).

• 한국추진공학회지
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• 제27권1호
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• pp.58-67
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• 2023

본 논문에서는 메탄엔진 단일분사기급 연소기의 추력제어를 위해 수행된 드라이런 테스트, 수류시험, 그리고 연소시험 결과를 다루었다. 메탄엔진 연소시험설비의 산화제 및 연료 공급 라인에 유량제어 밸브를 설치한 후, 다수의 드라이런 테스트를 수행하여 밸브가 설정된 스트로크에 빠르고 안정적으로 도달할 수 있도록 하였다. 다음 액체질소와 기체질소를 사용한 수류시험을 진행하여 밸브 제어에 따른 모사 추진제의 안정적인 공급을 확인하였다. 최종적으로 액체산소와 기체메탄을 사용하여 정격 추력 대비 50%~10%의 고정 추력제어 연소시험과 연속 추력제어 연소시험을 성공적으로 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권1호
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• pp.1-8
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• 2019

비례제어밸브를 이용한 초음속 추력편향제어의 특성을 관찰하기 위한 실험적 연구가 진행되었다. 노즐 압력비에 따라 세 가지 서로 다른 추력편향 제어특성이 나타나고, 밸브작동에 따른 강한 이력현상이 관찰되었다. 아울러 이차챔버의 압력이 추력편향에 영향을 주는 주요 인자 중의 하나임이 확인되었다. 이에 이력현상을 회피하고 밸브제어에 따른 안정된 추력편향을 구현하기 위하여 이차챔버의 압력계수를 이용한 제어 알고리즘이 적용되었다. 그 결과 비례제어밸브를 통하여 최대 추력편향각 $20^{\circ}$ 범위에서 안정적인 추력편향제어가 구현 가능함이 확인되었다.