• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.46-54
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• 2015

아산화질소는 친환경적이고 비교적 안전하며 자발가압으로 공급될 수 있어서 다수의 액체로켓엔진 관련 연구기관 및 학교에서 산화제로 사용하고 있다. 그러나 본 연구실에서 에탄올 및 기체 아산화질소 추진제 조합을 이용한 연소시험 중 원인을 알 수 없는 폭발 현상이 다수 발생하였고, 본 논문에서는 분사기 내부에서의 아산화질소 분해 반응, 아산화질소 공급압력을 높이기 위한 탱크 가열에 따른 배관 내 아산화질소 재응축을 폭발현상의 원인으로 지목하고 해결책 및 안전한 아산화질소 산화제 사용방안을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제27권1호
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• pp.49-57
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• 2023

자가증기 가압시스템은 저비용, 고신뢰도의 장점으로 차세대 재사용 발사체들의 추진기관에 널리 채택되고 있다. 자가증기 가압시스템은 구조가 간단하나 탱크 내부에서 일어나는 열과 물질의 전달과정에 대한 이해가 필요하다. 이러한 이유로 자가증기 가압시스템의 모사시험을 구상하였다. 모사시험설비는 해외 가압시험설비 사례와 전문가의 자문을 기반으로 구성하였는데, 실제 자가증기 가압시스템과 달리 추진제 탱크를 단열하여 외부환경에 의한 영향을 배제하고자 하였으며, 열과 물질 전달현상의 연구의 편의를 위하여 가압가스 공급라인과 추진제 배관을 분리하였다. 제작된 자가증기가압 모사시험설비를 이용하여 극저온 추진제에서 가압가스의 응축현상, 헬륨을 이용한 가압과 증발된 추진제를 이용한 자가증기가압의 효율성 비교, 그리고 자가증기의 온도에 따른 가압능력을 평가할 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.864-870
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• 2017

다단연소사이클 엔진의 추진제는 예연소기에서 일부 연소되고, 연소된 고온의 가스는 터빈을 구동하고 터빈은 터보펌프를 작동시킨다. 터보펌프의 터빈을 통과한 연소가스는 고온 고압의 상태로 연소기로 공급되는데, 이때 연료 또는 산화제의 양에 따라 연소가스는 연료 과잉 또는 산화제 과잉 상태로 공급된다. 산화제 과잉상태의 환경에서 금속 배관은 작은 입자의 충격에 의해서도 발화 또는 폭발될 수 있다. 이를 방지하기 위해 로켓 선진 국가에서는 산화제가 이동하는 공간에 내산화 코팅을 한다. 본 연구에서는 해외 내산화 코팅 물질 분석을 통해 국산 조합분말을 개발하였고, 코팅공정을 수립하였다. 개발된 조합분말을 이용하여 코팅 후 내산화 시험을 수행하였으며, 그 결과 질량변화량이 -0.16%~+0.01% 임을 확인하였다. 본 연구결과로부터 개발된 유약은 실물형 연소기의 내산화 코팅에 적용이 가능할 것으로 판단되며, 향후 연소시험을 통한 개발기술의 검증을 진행할 계획이다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.125-131
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• 2018

다단연소사이클 엔진의 추진제는 예연소기에서 일부 연소되고, 연소된 고온의 가스는 터빈을 구동하고 터빈은 터보펌프를 작동시킨다. 터보펌프의 터빈을 통과한 연소가스는 고온 고압의 상태로 연소기로 공급되는데, 이때 연료 또는 산화제의 양에 따라 연소가스는 연료 과잉 또는 산화제 과잉 상태로 공급된다. 산화제 과잉상태의 환경에서 금속 배관은 작은 입자의 충격에 의해서도 발화 또는 폭발될 수 있다. 이를 방지하기 위해 로켓 선진 국가에서는 산화제가 이동하는 공간에 내산화 코팅을 한다. 본 연구에서는 해외 내산화 코팅 물질 분석을 통해 국산 조합분말을 개발하였고 내산화 코팅 공정을 확립하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권3호
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• pp.54-65
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• 2022

2단형 소형위성발사체 상단 메탄엔진에 다중점화가 가능한 간결한 점화기를 개발하고 있다. 첫 번째로 적층제조 기술을 활용하여 믹싱헤드와 일체형으로 다중점화장치를 설계 및 제작하였다. 두 번째로 연소기 헤드에 공급되는 점화 추진제를 주-추진제 배관에서 분기하여 공급함으로써 점화가스 저장을 위한 별도의 고압 용기가 필요없다. 1톤급 액체산소/액체메탄 엔진 연소기 헤드에 일체형으로 고안된 신규 점화기에 대해서 점화기 단독시험, 연소기 점화시험 및 연소기 성능시험 등의 다양한 시험을 수행하였고, 안정적인 점화 성능을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.81-88
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• 2013

케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소방식 액체엔진용 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 설계점에서 연소시험을 수행하였다. 설계된 산화제 과잉 예연소기는 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 재생냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20 MPa, 혼합비 60에서 작동한다. 혼합헤드에는 단일 와류형 분사기를 벌집형태로 배열하였으며 가스 온도 균일성 향상과 연소 안정성 향상을 위한 혼합링과 터빈까지의 배관을 고려한 노즐을 장착하였다. 설계점 연소시험에서 산화제 과잉 예연소기는 높은 연소 안정성과 생성가스의 균일한 온도분포를 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.553-556
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• 2009

항공기 부품은 다양한 고도의 운용조건을 만족해야 하므로 고고도 성능평가는 필수적이다. 본 연구에서는 가스터빈 엔진의 고공 점화특성을 확인하기 위하여 실물형 보조동력장치를 바탕으로 축소형 모델 연소기를 설계, 제작하여 22,000ft에 해당하는 대기온도 조건을 모사, 점화실험을 수행하였다. 저온 환경 모사를 위해 공기 공급배관에 열교환기를 설치하였고 냉각제로는 드라이아이스를 사용하였다. 실험결과 연소기로 공급되는 공기의 온도가 낮아질수록 점화가 가능한 공기과잉 구간은 감소하였음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.108-116
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• 2018

한국형발사체의 1단 및 2단 엔진으로 사용될 75톤급 액체로켓엔진의 연소시험이 엔진 연소시험설비에서 수행되었다. 이 엔진은 산화제로 극저온 유체인 액체산소를 사용하므로, 연소시험을 위해서는 필수적으로 설비의 공급 배관 및 엔진의 예냉과정이 진행되어 주어진 엔진 입구 온도 및 압력 요구조건이 만족되어야 한다. 따라서 향후 효율적인 시험 운용을 위해서는 시험 시 설비와 엔진에서의 예냉특성 및 예냉과정에서 소모되는 액체산소의 양을 파악하는 것이 중요하다. 이 논문에서는 75톤급 액체로켓엔진의 연소시험에서 예냉과정의 고찰을 통하여 런탱크 가압 전, 후 각 단계에서의 설비배관 및 엔진의 예냉특성을 평가하였으며, 시험 시 소모되는 액체산소의 양을 평가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1080-1083
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• 2017

한국형발사체의 설계안에는 산화제 배관의 geysering 현상과 펌프 입구의 cavitation 현상을 방지하기 위하여 발사대기 중 산화제인 액체산소를 과냉각 하여 공급하는 시나리오가 포함되어 있다. 이 조건을 75톤급 엔진 개발 시험 단계에서 검증하기 위해 엔진 연소시험설비에는 액체산소를 과냉각 할 수 있는 시스템이 적용되었다. 여기에는 진공 이젝터를 이용한 방법과 탱크 내 헬륨 분사를 통한 방법이 적용되었으며, 성능 평가를 위해 각각에 대한 과냉각 시험이 수행되었다. 두 시험에서 모두 약 17분간 시험이 진행되었으며, 탱크 50%수위 지점 기준 이젝터를 이용한 시험에서는 약 3.3K, 헬륨 분사를 이용한 시 험에서는 약 2.2K 의 과냉각 결과를 나타내었다.