• 제목/요약/키워드: 추진제(propellant)

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ADN 기반 고성능 친환경 단일추진제 촉매 연소 (Catalytic Combustion of ADN-based High Performance Green Monopropellant)

  • 백승관;;정연수;김주원;김우람;조영민;윤호성;이재완;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.739-745
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    • 2017
  • ADN 기반 고성능 친환경 단일추진제 추력기는 독성의 하이드라진을 대체하기 위해 유럽 등지의 우주 선진국에서 활발히 연구 중에 있으며, 고성능 친환경 단일추진제 중 유일하게 우주 환경에서 시험을 통해 검증을 수행한 바 있다. 본 연구에서는 ADN 기반 고성능 친환경 단일추진제 추력기의 국내 자체 개발을 위해 추진제 및 분해 촉매를 합성하고, DSC-TG 분석을 통해 추진제의 촉매 연소 성능을 검증했다. 또한 5 N 급 액체 단일추진제 추력기를 활용하여 연소 시험을 수행하여 추진제의 촉매 연소를 확인했다.

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U-자형 덕트에서의 $Al_2O_3$ 나노 입자를 포함한 모사 Gel 추진제의 유동 특성 수치해석 (Flow Simulation of Simulant Gel Propellant with $Al_2O_3$ Nano Particles in A U-Type Duct)

  • 오정수;박지훈;장석필;문희장
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.377-382
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    • 2010
  • 젤 추진제와 유변학적 특성이 유사한 모사 젤 추진제를 물, Carbopol 941, NaOH 농축액을 혼합하여 제작하였고, $Al_2O_3$ 나노 입자를 첨가하여 점도 특성을 비교하였다. 두 가지 모사 추진제의 물성치를 바탕으로 곡관 덕트 내에서의 유동특성을 수치모사하여 해석하였고 덕트에 Dean vortices가 발생하는 임계 Dean 수를 도출하였다. 젤-나노 추진제의 경우 비록 높은 겉보기 점성계수를 가지나 젤 추진제와 비교시 같은 범위의 임계 Dean 수가 도출되었다. 이는 Fellouah et al.[1]이 제시한 바와 같이 비슷한 값의 Power law 지수에 기인하는 것으로 판단된다.

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산화제 충진 및 대기 과정의 추진제 공급배관 내부 현상 (Liquid Oxygen in Feeding Line during Propellant Filling and Holding)

  • 권오성;조남경;정용갑;이중엽
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.34-37
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    • 2007
  • 액체산소를 작동유체로 하여 추진제 공급배관에 대한 충진 및 대기 시험을 수행하였다. 추진제 공급 시스템은 추진제 탱크의 출구에 필터가 장착된 형상이다. 추진제의 충진이 완료된 후 대기 과정동안 액체산소의 증발과 이것이 시스템의 재순환 성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 추진제의 충진 속도와 탱크 얼리지의 압력이 배관 내 액체산소의 상태에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 필터의 장착 위치로 인해 대기 과정동안 배관 내부에서 geysering 현상은 발생하지 않았다.

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고체 추진기관 선진국 기술 동향에 관한 연구 (A Study on the Advanced Technology of Solid Rocket Propulsion)

  • 김형원;박종승
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.221-224
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    • 2010
  • 최근에 인공위성을 궤도에 올리는데 막대한 비용이 들어가므로, 소형이면서 좀 더 신뢰도가 높은 인공위성이 요구되어 왔다. 추진제의 새로운 바인더(HTPB, GAP)와 산화재(CL20, ADN)의 발명은 로켓의 추력을 다양하게 하는데 많은 기여를 했다. 제조 공정을 획기적으로 변화시키는 낮은 온도에서 녹는 열가소성 추진제는 비용을 상당히 절감시켰다. 인공위성을 궤도에 정확하게 안착시키는데 어려움이 있었던 고체 연료 로켓은 액체추진제를 사용하는 PBS를 상단에 추가 설치함으로 정확도를 증진시켰다. 이 논문에서 또한 선진화된 노즐재료와 연소관에 대해서도 방향을 제시한다.

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우주발사체 고체추진기관 추진제 조성연구 (Development of the solid propellant for the rocket motor of the space launch vehicle)

  • 송종권;원종웅;최성한;서혁
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.185-188
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    • 2009
  • 우주발사체 상단 고체추진기관은 고고도에서 위성체가 목표 궤도에 진입할 수 있도록 추력을 제공하는 역할을 하며, 적용되는 혼합형 추진제는 진공 및 방사선이 노출되는 우주환경에서 고성능은 물론 기계적 성질 및 내탄도 특성에서 변형이 없어야 한다. 본 논문에서는 우주발사체 상단 고체추진기관용 혼합형 추진제에 대한 조성 개발 및 표준모터와 고공환경 모사 시험설비를 이용한 성능시험평가에 대한 내용을 기술하였다.

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고온가속노화시험을 이용한 추진제 KM10의 저장 수명 추정 (A study on the self-life estimation of the propellant KM10 by using high temperature acceleration aging tests)

  • 조기홍
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.1735-1740
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    • 2010
  • 추진제 KM10은 NC(Nitrocellulose)를 주원료로 제조된 단기추진제로서 장기저장시 자연분해현상을 일으키는 것으로 알려져 있다. 저장수명추정은 잔류안정제 함량분석을 위해 일반적으로 이용되는 고온가속노화시험을 사용하였으며, 반응속도상수 산출을 위해 Arrhenius 식과 Berthelot 식을 사용하였다. 본 연구 결과에 따르면 Arrhenius 식과 Berthelot 식을 이용하여 추정한 추진제 KM10의 저장수명은 43.72년, 16.53년으로 큰 차이를 보였으며, E. R. Bixon의 연구결과[1]와 비교할 때 Arrhenius Equation을 이용하여 추정한 43.72년이 타당한 것으로 판단된다.

단일액체추진제 소형 추력기의 진공환경 연소시험 및 성능특성 평가 (Hot-Fire Test and Performance Evaluation of Small Liquid-Monopropellant Thrusters under a Vacuum Environment)

  • 김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.84-90
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    • 2004
  • 추진제 주입압력 350 psia 에서 0.95 lbf 의 정상상태 공칭추력을 내는 단일액체추진제 하이드라진 추력기의 성능평가 결과를 추력, 임펄스 비트, 비추력 등을 통하여 제시한다. 연소시험 형상과 절차에 대한 간략한 묘사와 더불어 정상상태 연소모드로부터 얻어지는 추진제 공급압력. 질량유량, 추력기 작동환경 진공도, 그리고 추력 등의 변이거동에 대한 전형적인 결과를 검토한다. 제시된 추력기 성능은 1-lbf급 표준형 단일추진제 로켓엔진의 기준성능에 성공적으로 비교된다. 선별된 추력기군을 위성체 추진시스템의 비행모델로 채택하기 위한 추력기간 성능편차에 대해 부연한다.

HTPB계 고체추진제의 경화 특성에 관한 연구 (Curing Properties of HTPB-based Solid Propellants)

  • 전수아;안지훈;서항석;김한준;박의용
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.28-33
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    • 2022
  • 본 연구에서는 일반적으로 사용하는 Hydroxyl terminated polybutadiene(HTPB)계 고체 추진제의 경화 온도와 당량비 변경에 따른 경화 특성을 고찰하였다. 또한, Triphenyl bismuth(TPB), Maleic anhydride(MA) 그리고 Magnesium oxide(MgO) 촉매 시스템에서 이들의 비율 및 함량에 따른 경화 반응 영향도 확인하였다. 마지막으로 추진제 혼화 시 각 공정 별 수분을 투입하여 수분이 추진제 경화에 끼치는 영향을 확인하였다.

고체 추진제 로켓엔진의 정상 및 비정상 연소특성 해석 (Analysis for Steady-State and Transient Combustion Characteristic of Solid Propellant Rocket Engine)

  • 김후중;김용모;윤명원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.233-239
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    • 2003
  • 본 연구는 고체 추진제 로켓 엔진의 연소과정을 수치적으로 해석하였다. 고체 추진제로는 double-base propellant를 이용하였으며 고체상에서는 2개의 포괄적인 반응식을 기체상에서는 5개의 포괄적인 반응식을 이용하였고 난류와 화학반응의 상호작용 PaSR(Partially Stirred Reactor)모델을 사용하였다. 고체 연료 벽면에서의 분출 효과로 야기되는 대류열전달의 불확실성을 줄이기 위하여 낮은 레이놀즈 수 k-$\varepsilon$난류모델을 적용하였다. 계산된 수치결과를 토대로 고체 추진제 로켓 엔진의 난류연소 과정 및 온도장과 압력장의 비정상 특성에 대하여 상세히 기술하였다.

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이종추진제를 적용한 이중추력 추진기관 개발 (Development of the Dual Thrust Rocket Motor with Two Kinds Propellant)

  • 김경무;김정은;임재일;박성한
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.58-67
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    • 2021
  • 본 논문에서는 연소특성이 다른 이종추진제를 갖는 이중추력 추진기관 개발을 기술하였다. 적용된 이종추진제의 조성 개발과 이종추진제간 접착방법과 접착력 개선을 위해 free-grain형식으로 추진제 충전 제작 공정을 개발하였다. 추가해서, 소형 추진기관으로 점화 현상을 충족시키기 위해 고밀도 foam으로 개발한 노즐 마개를 적용함으로써 점화지연을 개선시켰다. 이런 설계와 개선된 제작공정을 반영하여 개발된 추진기관은 지상성능시험으로 그 성능을 평가하였다.