• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권3호
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• pp.257-268
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• 2015

Characteristics of delta-V requirements for deploying an impactor from a mother-ship at different orbital altitudes are analyzed in order to prepare for a future lunar CubeSat impactor mission. A mother-ship is assumed to be orbiting the moon with a circular orbit at a 90 deg inclination and having 50, 100, 150, 200 km altitudes. Critical design parameters that are directly related to the success of the impactor mission are also analyzed including deploy directions, CubeSat flight time, impact velocity, and associated impact angles. Based on derived delta-V requirements, required thruster burn time and fuel mass are analyzed by adapting four different miniaturized commercial onboard thrusters currently developed for CubeSat applications. As a result, CubeSat impact trajectories as well as thruster burn characteristics deployed at different orbital altitudes are found to satisfy the mission objectives. It is concluded that thrust burn time should considered as the more critical design parameter than the required fuel mass when deducing the onboard propulsion system requirements. Results provided through this work will be helpful in further detailed system definition and design activities for future lunar missions with a CubeSat-based payload.

• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.89-95
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• 2017

본 논문에서 극저온 추진제를 사용하는 액체추진기관의 재순환예냉 시스템 설계의 유연성을 확보하기 위한 연소기 산화제 개폐밸브 재순환예냉 유로의 유량계수 개선 내용을 소개하였다. 밸브의 재순환 예냉 출구 포트 크기와 밸브 내부 유로 형상 변경에 의한 재순환예냉 유로의 유량계수 값을 예측하기 위해서 기존 밸브에서 측정한 재순환예냉 유로의 유량계수 값들을 활용하였으며, 액체질소를 운용유체로 사용하여 측정한 유량계수와 예측값과의 비교를 통해 밸브 내부 형상 변경에 의한 유량계수 개선정도를 확인하였다. 연소기 산화제 개폐밸브의 재순환예냉 유로의 유량계수는 기존 밸브에 비해 2배가량 향상되었으며, 결과적으로 연소기 산화제 개폐밸브에 할당되었던 설계 요구 차압의 75%가량을 재순환예냉 시스템에서 추가적으로 소요될 수 있는 잠재적인 차압과 재순환예냉 시스템의 다른 구성품의 추가 차압으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.1-8
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• 2016

본 연구에서는 다단연소사이클 액체로켓엔진 파워팩에 대해 시동과정에서의 동특성 변화를 예측하였다. 시동특성과 관련된 주요 인자 중 밸브 개방시점에 대해 분산값을 정의하고 몬테카를로 방법을 적용하여 이들이 시동특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과, 연소기 연료 밸브 개방시간 및 시동터빈 종료시간이 시동특성과 관련된 주요 변수임을 확인하였다. 연소기 연료 밸브 개방시점과 시동터빈 종료시점을 분리하여 해석한 결과, 연소기 연료 밸브 개방시점이 시동특성과 매우 밀접한 관련이 있음을 확인하였고 안정적 시동을 위해서는 시동터빈 작동이후 약 1초 이전에 밸브가 개방되어야함을 알 수 있었다. 이를 통해 안정적 시동을 위한 시동 시퀀스 설정이 가능함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.19-30
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• 2016

파이로테크닉 착화기의 충격파 전달에 의한 폭굉 반응을 해석하기 위하여 고폭약의 폭압 발달 및 비반응 물질의 압력 감쇠 현상을 연동하여 모사할 수 있는 하이드로다이나믹 솔버를 구성하였다. 본 연구에서는 소량의 시약으로 기폭 판단이 가능한 SSGT의 시험 및 전산모사를 수행하여 97.5% RDX로 구성된 수폭약의 충격에 대한 점화 민감도를 정량화하였다. 파이로테크닉 착화기를 형상화 한 여폭약(HNS+HMX) - 격벽(STS) - 수폭약(RDX)으로 구성된 TBI 화약 트레인을 고려하여 충격파 전달을 해석함으로써 반응 및 비반응 물질 간 상호작용에 의한 임계 격벽 두께 및 기폭 압력 간의 관계를 규명하고, 소형 파이로 착화기의 작동특성을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.75-85
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• 2016

감쇠기를 사이에 두고 여폭약과 수폭약으로 충전된 파이로 착화기는 격벽의 압력 감쇠 현상과 고에너지 물질의 충격 점화 특성을 갖는다. 고폭약의 폭굉 반응 및 비반응 물질 통과에의 폭압 감쇠와 더불어 격벽의 형상 변화를 모사하기 위해서는 충격 전달에 의한 gap test의 폭굉 모델링이 필요하다. 본 연구에서는 오일러리안 레벨셋 기법이 적용된 다중물질 하이드로 코드를 사용하여 pentolite 작약과 열폭압 RDX의 폭발 반응 및 PMMA gap을 통과하는 충격파 전달을 해석함으로써 화약-격벽간 상호작용 및 임계 두께, 음향 임피던스, go/no-go 기폭 점화에 대한 특성을 정량화하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.287-293
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• 2004

A numerical simulation is presented for investigating the effects of pressure ratio of $D_2$ injector to supersonic nozzle on the population inversion in the DF chemical laser cavity, while a lasing concurrently takes place. The laser beam is generated between the mirrors in the cavity and it is important to obtain stronger population inversion and more uniform distribution of the excited molecules in the laser cavity in order to produce high power laser beam with good quality. In this study, these phenomena are investigated by means of analyzing the distributions of the DF excited molecules and the F atom used as an oxidant, while simultaneously estimating the maximum small signal and saturated gains and power in the DF chemical laser cavity. For the numerical solution, an 11-species (including DF molecules in various excited states of energies), 32-step chemistry model is adopted for the chemical reaction of the DF chemical laser system. The results are discussed by comparison with two $D_2$injector pressure cases; 192 torr and 388.64 torr. Major results reveal that in the resonator, stronger population inversions occur in the all transitions except DF(1)-DF(0), when the $D_2$injection pressure is lower. But, the higher $D_2$injection pressure provides a favorable condition for DF(1)-DF(0) transition to generate the higher power laser beam. In other words, as the pressure of $D_2$injector increases, the maximum small signal gain in the $V_{1-0}$ transition, which is in charge of generating most of laser power, becomes higher. Therefore, the total laser beam power becomes higher.r.

• 한국추진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.44-50
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• 2017

지상고정장치는 발사체 엔진의 추력이 정상상태에 도달할 때까지 발사체를 발사대에 고정시켜주는 역할을 한다. 본 연구에서는 지상고정장치에 적용되는 구동 유압실린더의 형상 및 운동 특성에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 유압 실린더의 수축 운동은 분리 동작에 가장 중요한 요소로서, 해석 결과 실린더의 slit 면적이 축소되고 초기 충전 압력이 증가될수록 수축 하중이 증가함을 확인하였다. 이를 통해 최적화된 slit 면적과 초기 충전압력을 결정하였다. Transient 해석을 통해 실린더가 수축 시 발생하는 하중, 변위, 내부 압력분포를 확인하였다. 해석 결과 실린더가 발생시키는 하중은 실린더에 작용하는 외력과 동일한 값을 발생시키는 것을 확인하였다. 또한 실린더가 운동하는 중에 실린더 내부의 압력분포는 일정한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.80-88
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• 2018

한국형 발사체 지상고정 장치는 발사체 이륙시 엔진 최대 추력에서 고정을 해제 한다. 고정력을 일시에 제거하면 추진체가 탱크 내부에서 상하로 진동하는 Ka Doing a Doing a Doing Mode를 유발할 수 있으므로, 점진적으로 고정력을 제거하는 기능이 필요하다. 본 연구에서는 이를 만족하기 위해 축압기 및 파이로 밸브로 유압구동기를 작동하고 구동기내 오리피스로 속도를 제어하는 지상고정장치 유압시스템의 작동 시험을 수행하였다. 주요 설계변수 변화 의한 유압구동기 운동속도의 영향을 분석하여 이를 바탕으로 구동기 요구속도를 만족시킬 수 있는 유압구동기 설계값들을 도출하였다. 이를 통하여 최대추력에서 동작할 수 있는 발사체 지상고정 장치의 개발을 위한 공학적 기반을 마련하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.58-66
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• 2019

본 연구에서는 다단연소 사이클 로켓엔진의 구성 부품에 대한 관계식을 이용하여 통합 엔진 시스템 성능해석 프로그램을 구축하여 시동 특성을 해석하였다. 엔진의 시동 특성은 다단연소 사이클 엔진의 시동부터 정상상태에 도달하는 시간까지 엔진 시스템의 진행과정 전체를 고려하여 해석되었다. 엔진의 시동과정동안 엔진의 엔진 파워팩의 RPM, 예연소기의 O/F비와 압력, 추진제의 유량과 같은 엔진 구성품의 시동 특성을 도출하였다. 또한 엔진의 시동과정에서 도출된 엔진의 성능특성 데이터와 실제 엔진의 연소시험을 통한 성능 데이터를 비교하였으며, 비교결과 엔진 시동과정의 해석 프로그램이 타당한 것으로 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.60-67
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• 2019

하이브리드로켓의 저주파수 연소불안정(LFI) 특성을 이해하기 위해, 주연소실의 연소 당량비 변화가 500 Hz대역의 압력 및 열방출 진동의 위상변화에 미치는 영향에 대해 직접수치해석을 수행하였다. 주연소실의 당량비 변화는 후연소실로 유입되는 연소가스의 온도 및 조성 변화로 모사하였다. 수치해석 결과, 후향 계단 하류에 와류 생성과 함께 추가적인 연소가 나타나며, 와류가 이동함에 따라 연소 압력 및 반응률의 진동이 관찰되었다. 또한, 유입유동의 온도가 변화하면 압력파의 전파속도도 함께 변화하므로 압력 및 반응률 진동 사이의 위상차가 천이하게 됨을 확인하였다.