• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.32-32
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• 1998

고체 로켓 모타 추진제 그레인은 크게 단면 연소형 그레인(end-burning grain)과 내면 연소성 그레인(perforated grain)으로 분류할 수 있다. 단면 연소형 그레인은 부피충전율이 크고 구조적 안전성이 우수한 장점이 있으나 연소면적이 작은 단점이 있고, 내면 연소형 그레인은 연소면적이 큰 장점이 있으나 부피 충전율이 작은 단점이 있다. 따라서 단면 연소형 그레인의 장점인 높은 충전율을 유지하면서 연소면적을 증대시키는 효율적인 방법으로 열전도율이 높은 금속선을 단면 연소 그레인에 삽입시키는 방법이 있다. 높은 열전도율로 인하여 금속선을 따라 연소속도가 빨라져 연소면적이 증가하게 되는데, 금속선이 없을 때의 연소속도와의 비를 연소속도 증가 비라 한다. 이는 추진제 종류, 금속선 재질, 굵기 등에 따라 달라지고, 실험실에서 strand burner test로 구할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1995.05a
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• pp.119-123
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• 1995

우리 나라에서 고체추진기관에 대하여 관심을 갖고 연구를 시작한 것은 1970년대 중반 국방과학연구소를 중심으로 이루어 졌으며, 그후 추진기관의 설계와 제조분야에서 괄목할만한 기술축적을 이루어 왔다. 고체추진제 그레인의 성형기술도 이에 발맞추어 상당한 기술발전이 있었다. 앞으로 우리 나라도 우주산업 진출이 가시화 되고 있으며 이에 따른 우주발사체 추진제 성형기술도 선진국 수준의 기술 개발이 요구되는 실정이다. 본 논문에서는 추진기관 제조 기술중 중요한 기술인 고체 추진제 그레인 성형용 코아 설계를 중심으로한 그 동안의 개발내용과 향후 발전 방향에 대하여 기술하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.25-25
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• 2000

가스발생기와 같이 로켓모터에서 추력이 아닌 기체압 형태의 에너지를 일정한 시간동안 얻고자 하는 경우, 로켓모터의 크기 및 추진제 충전율을 고려하여 그레인 형태를 단면 연소형으로 선택할 수 있다. 단면 연소형 그레인을 가진 로켓모터는 그레인의 연소시, 일찍 연소된 부분의 라이너가 추진제 연소 화염에 노출되면서 표면부터 서서히 분해가 진행되며, 분해물질의 일부는 추진제에 포함된 산화제 성분에 의해 산화되어 기체화 될 수 있다. 산화제 성분이 충분치 않은 경우에는 고체 입자 형태로 추진제 연소 기체와 함께 배출되며, 이는 일차연기(primary smoke)의 일종으로 볼 수 있다. 가스 발생기에서 얻고자 하는 기체는 고체 입자가 포함되지 않은 깨끗한 기체형태인 경우가 대부분이며, 따라서, 무연 라이너 및 내열재의 연구가 필요하다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.11 no.2
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• pp.26-36
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• 2007

The thermal response characteristics of nozzle liner for a solid rocket motor applying highly aluminized PCP or HTPB propellant with slotted tube grain have been investigated. The SEM photographs of aluminum oxide particles taken from nozzle liner show that the PCP propellant with the finer and less contents of oxidizer can offer greater possibility for increasing aluminum agglomeration than the HTPB propellant. The PCP propellant shows locally greater mechanical erosion at 4 circumferential areas of the nozzle entrance in line with grain slot due to the impingement of large particles, but the HTPB propellant shows greater thermochemical ablation at the nozzle blast tube, the throat insert and the exit cone because of relatively much more mole fraction of $H_2O\;and\;CO_2$ in combustion gases.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.05a
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• pp.349-352
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• 2008

This work is to observe combustion characteristics depending on variation of the solid propellent grain configuration. The LRE (Liquid Rocket Engine) enables adjusting the thrust by controling the required fuel mass glow, but the SRM(Solid Rocket Motor)is not easy to adjust th thrust due to the difficulty of th fuel flow control by its combustion behavior even its configuration is simple. This difficulty can be partly solved by changing th size or the configuration of the propellant grain. In this study a proper grain configuration of a small solid rocket is selected through both the theoretical design and the experimental tests.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.22-22
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• 1998

155mm 탄에 항력감소장치를 부착하여 탄의 비행중에 형성되는 탄저부의 항력(Base drag)을 감소시켜 사거리를 연장한 무기체계가 미국 등을 비롯한 많은 국가에서 실용화되고 있다. 국과연은 이미 155mm 신형 자주포탄에 적용되는 항력감소장치(항력감소제 그레인, Base & Closure, 점화장치)는 개발하여 사거리를 연장(약 35%)한 것으로 보고하고 있다. 본 연구는 추후 실용화가 예상되는 155mm 성능개량형 DPICM탄(미제 M864급)에 적용할 수 있는 항격감소제용 저연소속도 혼합형 추진제 개발을 목표로 하여, 이에 동등한 추진제 특성(기계적성질, 연소특성, 접착력, 발열량 등)을 가지는 추진제, 라이너(Inhibitor)의 조성개발을 실시하였다. 그리고 개발된 혼합형 추진제 조성의 성능(사거리 및 분산도)을 확인하기 위하여 항력감소제용 그레인을 제작, 155mm 성능개량형 DPICM탄에 적용하여 발사시험을 실시하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.77-77
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• 2002

초소형 공중발사체 설계 시 하이브리드 모터의 적용가능성에 대한 연구를 실시하였다. HTPB/LOX를 추진제로 하여 마차바퀴형 연료 그레인, 산화제 탱크 가압방식을 사용하였고, 성능특성을 계산하기 위하여 하이브리드 연료의 연소율이 일정하다고 가정 하였다. 본 연구에 사용된 임무는 중량 3.5kg의 나노위성을 근지점 고도 200km, 원지점 고도 1,500km의 타원궤도로 진입시키는 것을 목적으로 하는 로켓의 1단 부분에 관한 것으로 1단의 발사속도는 M=1.3, 발사고도는 12km, 연소종료 고도는 40km이다. 1단에 대한 페이로드 중량은 127.5kg이고, 속도증가분($\Delta$V)은 3,330m/s이다. 모선은 F-4E를 사용하였고 모선의 특성상 발사체의 총 중량이 1,000kg이하로 제한되고 길이와 직경이 5m${\times}$5m로 제한되나 1단에 대한 길이의 제한조건은 현재까지 명확히 정립되지 않은 상태이다. 설계과정에서의 변수는 연료 그레인 포트 개수, 초기 산화제 플럭스, 연소실 압력을 사용했고, 설계 제한조건은 추진제 중량, 평균 비추력, 평균 추력, 연소시간, 1단 길이, 직경, 연소시간이고, 이들의 범위는 모선의 특성과 초소형 공중발사체의 임무특성에 맞게 설정하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.27 no.1
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• pp.17-26
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• 2023

The star-shaped propellant grain can be used for designing burning surface areas with various profiles and are easy to manufacture, so it can be usefully applied to actual solid rocket motors. However, since there are many design-related configuration variables and slivers at the end of combustion, it is difficult to achieve an optimal design using a general optimization technique. In this study, the new method for designing star grains using a database was proposed to increase usability and success rate of optimization design. In the proposed method, a solution that satisfies the requirements is obtained after defining the performance variables, constructing the database. By applying the proposed method, the design of star grains with various profiles of the burning surface area was performed, and the validity of the design method was confirmed.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.207-210
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• 2007

This paper describes the development of the grain design automation program using commercial CAD(computer-aided-design) software. This program allows to readily obtain output of burning area, volume, moments of inertial, motion of the center of gravity, and other geometric data as a function of regressed distance. These are utilized in performance analysis.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.2
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• pp.96-107
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• 2018

Flow analysis using computational fluid dynamics was conducted to investigate the effect of the igniter flame caused by the gap between the igniter and the propellant grain in a solid rocket motor. Two propellant grain types were assumed; namely cylinder type (1 mm, 3 mm, and 5 mm gap) and the slot type. The slot type had two igniter hole locations. One was located at the small gap of the propellant grain, and the other one was located at the large gap. In the case of the cylinder type, the pressure in the igniter zone was higher with a thinner gap. Additionally, in the case of the cylinder type, the pressure difference between the igniter installed zone and the free volume was also higher as the gap became lower. The cylinder types were affected by the gap distance, but the slot types were not. Moreover, the results of the slot types were similar to the 5-mm gap case of the cylinder type.