• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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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.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.2
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• pp.144-149
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• 2014

A ground firing test for hot-fire performance evaluation according to the characteristic length($L^*$) variation of thrust chamber was carried out for the hydrazine thruster which may be employed in space launch vehicles. A scrutiny into the performance characteristics of each thruster is made in terms of thrust, specific impulse, response characteristics, and characteristic velocity at steady-state firing mode with propellant inlet pressure of 2.41 MPa (350 psia). Through the test results, it has been verified that performance of characteristic velocity and specific impulse degrades as the characteristic length deviates from that of the standard model. Thus, it is confirmed that the thrust chamber configuration of standard model was suitably designed for the requirement specified.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.18 no.1
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• pp.42-49
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• 2014

Performance evaluation was carried out for the 70 N-class hydrazine thruster whose design performance had been already verified. The pulse-mode firing test was conducted for the development model thrusters with various thrust chamber diameters. Evaluation was made by the performance parameters such as specific impulse, impulse bit, and characteristic velocity, etc: specific impulse and characteristic velocity were deteriorated as the thrust chamber diameter deviates from a standard model. Consequently, it is revealed that the performance characteristics of standard model is most superior among the test models.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.2
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• pp.63-70
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• 2013

To analyze flow characteristics of the side jet thruster with 4 shutters and rectangular nozzles, a 3-D simulation has been implemented. Numerical calculations for two rotation angles of the shutter, have been conducted. Internal recirculation in a chamber and asymmetric flow structure in a nozzle were observed. In addition, the more shutter rotated, the more asymmetries of flow increased, and this phenomena resulted in thrust bias. The degrees of thrust bias and thrust performance with the rotation angles of the shutter were predicted and compared with theoretical thrust.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.8 no.4
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• pp.9-15
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• 2004

The measured thrust could be distorted because of the transient response of thrust stand during combustion of rocket motor. As a result of the distorted thrust, it is not easy for us to know the values of thrust peak and thrust duration time. Therefore, it is of great importance to compute the true thrust from the measured thrust. In this study the method to eliminate the transient response from the measured thrust using only the measured thrust was Proposed, and also experimental data were used to approve the proposed method. The result showed that the proposed method would be available to compute the true thrust.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.110-116
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• 2012

To analyze flow characteristics and performance of the side jet thruster with 4 shutters and rectangular nozzles, a 3-D simulation has been implemented. Numerical calculations for three rotation anlgles of the shutter, have been conducted. Internal recirculation in a chamber and asymmetric flow structure in a nozzle were observed. In addition, the more shutter rotated, the more asymmetries of flow increased, and this phenomena resulted in thrust bias. The degrees of thrust bias and thrust performance with the rotation angles of the shutter were predicted and comparisons with theoretical thrust were made.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1192-1194
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• 2005

선형전동기는 일반적으로 회전형 전동기를 잘라 평면에 펼친 다음 회전형 전동기와 같이 구동할 경우 직선운동을 하는 전동기이다. 회전형 전동기에 비해서 효율특성을 다소 떨어지지만 직선운동을 위한 전동기가 필요할 경우에는 많이 사용하고 있는 실정이며 회전형의 경우 고정자와 회전자의 극간격을 유지하기 위해서 축을 중심으로 구동할 수 있게 제작하고 있는 실정이다. 그러나 선형전동기의 경우 정확한 극간경의 유지를 위해서 LM guide를 사용하는 것이 일반적이며 이로 인해서 고정자회 이동자 사이의 정확한 간격을 유지할 수 있게 된다. 또한 자속의 흐름과 이동자의 이동방향에 따라 일반적으로 선형전동기를 구분하는데 자속의 흐름으로 인해 만들어지는 평면과 이동자가 움직이는 방향이 같은 면 상에 있으면 종자속이라고 하고 횡방향으로 놓여질 경우 횡자속 선형전동기라고 부른다. 본 연구에서는 횡자속 선형전동기에서 발생되는 추력특성을 고려하여 선형액추에이터를 설계할 경우 발생되는 추력읜 불균일성에 대한 내용으로 전동기의 추력 특성 파형에 따른 성형 액추에이터의 동특성을 알아보았다. 특히 액추에이터에서 발생되는 공진특성을 기준으로 불때 같은 에너지로 약 2배의 동특성을 얻을 수 있었고 반력은 거의 같은 특성을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.202-202
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• 2016

홀 플라즈마 엔진은 인공위성의 궤도유지 및 자세제어 등의 임무수행이나 우주선의 심우주 활용에 있어 필수적인 핵심 우주 부품이다. 홀추력기 연구개발의 최근 큰 관심사는 추력기의 장시간 운전성 확보 및 방전효율 향상이다. 최근 고리형 홀추력기에서 방전 영역 내 플라즈마와 유전체 벽 간의 충돌을 줄임으로써 전극 손상 및 전자온도 손실을 감소시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 전자석 코일을 활용해 방전 채널 벽면과 평행한 방향의 자기장을 형성하여 플라즈마와 유전체 벽 간의 상호작용을 감소시키는 연구들이 소개되고 있으며, 이러한 방법을 자기차폐(magnetic shielding)라 한다. 본 연구에서는 자기차폐 개념이 적용된 방전 소모전력 500 W급 고리형 홀추력기의 방전 및 추력 발생 특성을 연구하였다. 자기장구조 제어를 통해 유전체 벽과 플라즈마 간 상호작용을 감소시킨 결과, 500 V 수준의 방전 전압에서도 유전체 벽에서의 이차전자 발생에 의한 방전전류의 급격한 증가없이 안정적인 방전이 가능하였으며, 이러한 방전 형태는 기존의 자기차폐 개념이 적용되지 않은 일반 고리형 홀 추력기에서 구현하기 어려운 방전 상태이다. 추력기의 자기장 구조 최적화 조건에서 제논 가스 방전을 통해 얻은 최대 추력은 $22{\pm}1mN$, 비추력 $2200{\pm}70s$, 양극효율 $51{\pm}2%$로 매우 우수한 성능을 보여 주었다

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.30-30
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• 1998

다목적 실용위성의 자세 제어용으로 장착되는 하이드라진 단일 추진제 추력기의 연소성능 특성을 살펴보았다. 일차적으로, 연소기내의 화학 평형 계산을 통하여 하이드라진 연소 생성물인 암모니아의 분해율과 초기 엔탈피 수준에 따른 추력기의 성능 특성을 살펴보았다. 다음 순서로, 연소기 내의 비평형 화학 반응 계산을 통하여 연소진행 시간에 화학 조성 및 성능 특성을 살펴 볼 수 있었으며, 최종적으로, 점성 및 비점성, 동결 및 비평형 화학 반응 해석에 따른 성능 특성 변화를 살펴보았다. 본 연구 결과로부터 각 작동 변수에 따른 추격기 성능 특성의 변화를 이해할 수 있었으며, 이는 단일 추진제 추력기 연소실의 구성, 설계 및 추력기의 운용 조건 설정에 중요한 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.4
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• pp.59-67
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• 2016

Numerical simulations have been performed to investigate thrust characteristics of a through-type pintle nozzle with or without flow separation at various operating altitudes. The low Reynolds number $k-{\varepsilon}$ with compressibility correction proposed by Sarkar are applied. The detail flow structures are observed and static pressures along nozzle wall are compared with experimental results. The flow separation in the pintle nozzle disappears and jet plume strongly expands as its operating altitude increases. To evaluate the thrust characteristics, the momentum term and pressure term of thrust are analyzed. Thrust and thrust coefficient at altitude 20 km are about 10% more than them at the ground 0km.