• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.213-217
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• 2011

고체 로켓 모터의 추력 제어를 위한 핀틀 노즐에 대한 비정상 수치해석을 수행하였다. 비정상 수치해석 기법을 이용하여 핀틀의 위치 변화를 고려하였으며, 다양한 핀틀 형상의 동적 특성에 대한 연구를 수행하였다. 시간에 따른 핀틀의 위치 변화를 고려하기 위해 이동격자기법을 적용하였다. 다양한 형상의 핀틀에 대하여 핀틀의 이동에 따른 노즐 목의 위치 및 크기를 예측하였고, 수치해석 결과와 비교하였다. 그리고 엔진성능의 동특성을 관찰하기 위하여 비정상 수치해석을 통해 연소실 압력, 추력 등을 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.139-142
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• 2011

본 연구팀에서 개발 중인 하이드라진 추력기의 설계성능 검증에 앞서 요소부품인 비충돌형 인젝터에 대한 인수시험 및 수류시험을 수행하였다. 실험에 사용된 인젝터는 추진제 주입압력 24.6 $kg_f/cm^2$에서 70 N의 공칭추력을 내는 하이드라진 추력기에 장착되는 것이다. 각각의 인젝터 노즐 오리피스의 미세한 가공오차에 기인하여 미립화 특성 차이가 관찰되기는 하였으나, 인젝터 분사각 관련 성능평가에서는 모든 오리피스가 합격범위에 있음이 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.25-30
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• 2010

최근 이중목 노즐(Dual Throat Nozzle, DTN)을 사용하여 추진체의 추력을 제어하는 방법이 많은 주목을 받고 있다. 이중목 노즐은 공동을 사이에 두고 두 개의 노즐 목을 가지도록 설계된다. 본 연구에서는 DTN의 유동특성을 조사하기 위하여, 수치해석적인 방법을 적용하였으며, 2차 유동의 질량유량과 노즐 압력비를 변화시켰다. 수치해석에서는 2차원, 압축성 Navier-Stokes 방정식을 풀기 위하여, 유한체적법을 적용하였다. 그 결과 본 수치해석은 실험결과를 잘 예측하였으며, DTN을 이용한 추력벡터 제어는 추력계수와 유출계수의 항으로 상세하게 설명하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권6호
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• pp.17-23
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• 2009

정확한 추력 및 비추력 특성을 파악하기 위하여 액체로켓엔진용 연소기에 추가적으로 임시 노즐확장부를 장착함에 있어, 그 열/구조적 건전성을 파악하였다. 이 열/구조적 건전성은 재질 및 차폐막(TBC)의 두께 효과를 살펴봄으로써 검토하였다. TBC가 없는 경우에는 열/구조적 건전성을 유지할 수 없음을 파악할 수 있었다. TBC의 두께에 따라서 노즐확장부 벽면에서의 최대온도는 많이 감소하였다. 노즐확장부를 steel로 제작하는 경우에는 TBC를 적용해야만 연소시험동안 확장부의 열/구조적 건전성이 보장될 것으로 예상된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.339-342
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• 2010

최근 이중목 노즐(Dual Throat Nozzle, DTN)을 사용하여 추진체의 추력을 제어하는 방법이 많은 주목을 받고 있다. 이중목 노즐은 공동을 사이에 두고 두 개의 노즐 목을 가지도록 설계된다. 본 연구에서는 DTN의 유동특성을 조사하기 위하여, 수치해석적인 방법을 적용하였으며, 2차유동의 질량 유량을 변화시켰다. 수치해석에서는 2차원, 압축성 Navier-Stokes방정식을 풀기 위하여, 유한체적법을 적용하였다. 그 결과 본 수치해석은 실험결과를 잘 예측하였으며, DTN을 이용한 추력벡터 제어는 추력계수와 유출계수의 항으로 상세하게 설명하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.22-30
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• 2011

추력변화를 위한 방법에는 여러 가지가 있는데, 고압력 강하 시스템, 이중 매니폴드 분사기, 가스 분사, 다중 챔버, 펄스 추력, 움직이는 분사기 구성요소 등이 있다. 이 중에서 이중 매니폴드 분사기의 경우에는 하나의 분사기 구조에 서로 다른 두 개의 매니폴드를 가지는 분사기를 결합하는 방식의 분사기인데, 각 분사기는 각각의 연료 공급시스템을 독립적으로 가지고 있어 각 매니폴드마다 독립적으로 유량을 조절 할 수 있다. 본 논문에서는 이중 매니폴드 분사기를 사용하여 넓은 추력범위에서 연료분사의 안정성을 판단하기 위하여 각 매니폴드의 접선방향 유입구 넓이의 비와 분사압력에 따라 분사 형상을 측정하고, 분사기 오리피스 끝단에서 액막 두께를 측정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권4호
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• pp.304-310
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• 2015

핀틀추력기는 추력조절을 위해 노즐목면적을 조절하는 핀틀 스트로크 개념을 사용한다. 충남대학교에서 수행한 공압시험용 핀틀추력기에 대해 MATLAB을 사용하여 1-D 시뮬레이션 성능예측 기법을 연구하였고 전산수치해석과 1-D 시뮬레이션을 수행하여 결과를 비교하였다. 일차원 유동이론에 근거한 성능예측결과는 챔버압력에 대해 경향성 뿐만 아니라 계산값까지 유사한 것을 확인하였지만, 노즐벽면의 박리로 인해 추력에 대해서는 오차가 존재하였다. 수치해석 결과로 모든 핀틀 스트로크 구간에서 노즐의 확장부 부분의 설계 노즐목 부근에서 유동박리가 발생하는 것을 확인하였다. 엠피리컬(Empirical) 추력예측 법은 노즐벽면의 박리를 포함하며, 1-D 엠피리컬 시뮬레이션은 초기 핀틀 스트로크 구간에서 추력을 잘 예측하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.363-367
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• 2005

발사체 자세제어용 추력기로 하이드라진 단일 추진제 방식이 널리 적용되며, 발사체 자세제어용 추력기 시스템은 신뢰성을 높이는 것이 중요한 요구조건의 하나다. 이를 위해 추력기 시스템에서 연료저장 탱크로부터 공급되는 하이드라진을 추력기들로 공급 또는 차단하는 밸브로 래칭 밸브를 적용한다. 래칭 밸브를 적용함으로서 밸브의 특성상 전원이 공급되지 않을 경우에도 공급(열림) 또는 차단(닫힘)의 상태를 계속하여 유지할 수 있으므로 여러 경우에 있어 신뢰성 있게 사용할 수 있다. 즉 래칭 밸브는 개폐명령에 대하여 솔레노이드 밸브와 같이 동작함과 아울러, 전원이 꺼진 상태에서도 마지막 작동 상태를 유지할 수 있는 기능이 추가된 형태이며, 이러한 래칭 메커니즘을 구현하기 위해서는 적절한 메커니즘이 구현되어야 한다. 본 논문에서는 45N급 하이드라진 래칭 밸브의 개발을 목표로 지상시험용 래칭 밸브의 설계 및 시험내용을 기술하였다. 밸브를 구성하기 위한 기본 구성품과 래칭 기능을 위한 메커니즘 등을 제시하였으며, 특히 밸브의 래칭 기능을 구현하기 위한 메커니즘으로 판스프링을 이용한 기계식 방식이 아닌 영구자석을 활용한 자기잠금 방식에 대해 상세하게 기술하였다. 또한 기밀시험, 작동시험, 사이클 시험 등을 통해 개발된 래칭 밸브의 설계요구 조건 부합여부를 확인하였으며, 본 하이드라진 추력기 시스템 래칭 밸브 시제품 개발을 통해 추력기의 국산화 개발 안정성 향상할 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권4호
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• pp.15-21
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• 2017

본 연구에서는 가변 추력기 3D 모델에 대해 상용 CFD 코드를 이용하여 고온 고압 환경에서의 추력 조절기 표면 열전달 계수를 예측하였다. 추력 조절기 표면에 열차폐코팅(TBC)을 모델링하였고, TBC 코팅의 두께가 추력조절기 내부 온도 분포에 미치는 영향을 연구하였다. TBC층의 두께는 $100{\mu}m{\sim}500{\mu}m$로 변화시켰다. 해석 결과, TBC층의 두께가 증가함에 따라 추력 조절기 표면과 내부 온도는 감소하는 경향을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.31-41
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• 2021

도저는 토공사 현장에서 부지를 평탄화하거나 토사를 모으기 위해 사용되는 장비이다. 도저의 성능은 지반-궤도 접지면에서 발현되는 지반추력에 의해 결정되는데, 주어진 조건에서 최대한의 지반추력을 발현시키기 위해서 무한궤도 표면에 그라우저를 부착하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 다양한 형상비를 가지는 그라우저가 부착된 도저의 지반추력을 산정하고, 이를 바탕으로 지반 특성을 고려한 최적 그라우저 형상비를 평가했다. 그라우저는 궤도 측면에서 추가적인 지반추력(측면지반추력)을 발현시키고 지반-궤도 사이의 전단을 지반-지반 사이의 전단으로 전환시켜, 도저의 지반추력을 약 1.3~1.6배 증가시켰다. 그라우저 형상비가 지반추력에 미치는 영향은 도저가 구동하는 지반의 다짐도에 따라 다르게 나타났다. 느슨한 지반에서는 형상비가 작은 그라우저가, 조밀한 지반에서는 형상비가 큰 그라우저가 도저의 지반추력을 가장 크게 증가시킬 수 있는 최적의 형상으로 평가되었다. 무한궤도에 지반의 다짐도를 고려한 최적 그라우저를 부착한다면 도저의 작업 성능을 보다 크게 강화할 수 있을 것이며, 이를 통해 장비의 효율적 활용 및 토공사 생산성 향상이 가능할 것으로 기대된다.