• 한국항공우주학회지
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• 제39권1호
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• pp.33-41
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• 2011

내삽형 부스터의 분리 운동 수학모델을 소개하였다. 부스터 분리 운동을 시뮬레이션 하기 위하여 3자유도 2물체 운동모델을 정립하였다. 유도탄과 공기중에 노출되는 부스터 영역의 공력모델을 개발하였다. 그리고, 부스터를 밀어내는 가스발생기도 모델링하였다. 이 모델을 시뮬레이션하기 위하여 유도탄이 부스터 분리과정에서 계속 1g 수평비행 조건을 유지한다는 가정을 세우고, 이를 기반으로 유도탄과 부스터간의 작용력을 분리 단계별로 정의 할 수 있었다. 단계 0: 초기, 단계 1: 선형이동, 단계 2: 자유운동. 이 시뮬레이션을 통하여 부스터를 안전하게 분리할 수 있는 유도탄의 마하수 및 고도의 범위를 제안할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.41-49
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• 2009

본 논문은 공기흡입식 추진기관의 고체 로켓 부스터 분리에 관한 수학적 모델링과 시뮬레이션 기법을 기술하였다. 비행체 및 부스터는 하나의 다물체(multi-body)로 고려하였고 부스터는 단지 비행체의 축 방향으로 움직이는 것으로 가정하였다. 비행체 및 부스터의 동적 운동은 Kane 방법에 의해 모델링 되었다. 다양한 부스터 위치에 따라 전체 시스템에 작용하는 공력은 DATCOM 소프트웨어를 사용하여 산출되었으며 부스터 분리 유효 작용면에 작용하는 내부 분리 압력은 일반적인 기체역학 및 Taylor-MacColl 관계식에 의해 산출되었다. 수치적 해석은 Mathworks사의 Matlab이 사용되었다. 해석 결과에 의하면 부스터 분리 동안 마하수 및 받음각 변화 등은 크지 않는 것으로 나타났으며, 실제 시험 장치를 이용한 부스터 분리 시험이 진행될 경우 자세 각 변화, 흡입 유동 특성 등은 무시할 만한 수치임을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.91-98
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• 2018

본 연구에서는 중첩된 두 비행물체에서 단분리 시 일어나는 주위 유동장 분석에 초점을 맞춰 해석을 수행하였다. 수치 해석을 위하여 정지된 비행체에서 분리되는 실린더 형태의 부스터를 중첩격자를 이용하여 모델링 하였으며 상용해석코드인 $CFD-FASTRAN^{TM}$을 사용하여 계산하였다. 실제 현상을 모사하기 위해서는 부스터에 대한 스프링 반발력, 중력, 상대 속도 등의 고려가 필수적인 요소였다. 연구결과, 부스터의 분리 시간은 비행 마하수와 받음각이 증가함에 따라 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 현재까지의 결과를 종합하여 볼 때 본 연구에서 수행한 모델링과 경계조건 등의 구성이 비행시험의 안전한 부스터 분리와 이후 시퀀스를 예측하는데 많은 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.266-267
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• 2017

본 연구에서는 중첩된 두 비행물체에서 단분리 시 일어나는 주위 유동장 해석에 초점을 맞춰 해석을 수행하였다. 수치적인 해석을 위하여 정지된 비행체에서 분리되는 실린더 형태의 부스터를 중첩격자를 이용하여 모델링 하였으며 상용해석코드인 CFD-FASTRAN$^{TM}$을 사용하여 계산하였다. 실제 현상을 모사하기 위하여 경계조건 및 외력을 도출하였으며 각 비행조건에 따른 부스터 분리 시 주위 유동장 해석을 수행하였다. 단분리 시의 비행속도와 받음각 조건에 대한 해석결과를 이용하여 실제 분리 현상을 모사할 수 있는 수치적인 경계조건을 파악하고 안전한 단분리 예측에 본 연구결과를 활용하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권10호
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• pp.75-81
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• 2005

낙하물 및 로켓 단분리 등과 같은 비행체 분리물의 궤적을 모사하기 위해 사출, 격자 및 CTS 시험과 같은 풍동시험 기법이 많이 사용된다. 본 논문에서는 3단형 과학로켓 개발 시 사용된 격자 및 CTS 시험 기법 및 대표적인 결과를 소개하였다. 시험에 사용된 풍동은 ONERA S2MA이며 마하수 2.0과 2.8에 대해 13개의 분리 궤적을 시험하였다. 시험 결과는 분리장치를 최적화기 위한 데이터베이스로 활용되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.47-52
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• 2002

The supersonic flow around multi-stage rocket system is analyzed using 3-D compressible unsteady flow solver. A Chimera overset grid technique is used for the calculation of present configuration and grid around the core rocket is composed of 3 zones to represent fins in the core rocket. Flow solver is parallelized to reduce the computation time, and an efficient parallelization algorithm for Chimera grid technique is proposed. AUSMPW+ scheme is used for the spatial discretization and LU-SGS for the time integration. The flow field around multi-stage rocket was analyzed using this developed solver, and the results were compared with that of a sequential solver The speed-up ratio and the efficiency were measured in several processors. As a result, the computing speed with 12 processors was about 10 times faster than that of a sequential solver. Developed flow solver is used to predict the trajectory of booster in separation stage. From the analyses, booster collides against core rocket in free separation case. So, additional jettisoning forces and moments needed for a safe separation are examined.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권1호
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• pp.58-64
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• 2004

• 항공우주시스템공학회지
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• 제10권2호
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• pp.14-21
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• 2016

In this study, we proposed a water rocket CULV-1 (Chosun University Launch Vehicle-1). Unlike a conventional water rocket, CULV-1 can perform the booster rocket, fairing, and payload separation like an actual launch vehicle and also the imaging data acquisition. The conceptual and critical design of the proposed CULV-1 have been performed considering the operation characteristics. The verification tests have been performed from subsystem to system level in accordance with the established test specifications and verification procedures. Through the final launch test of the flight model, we have verified the design effectiveness of the proposed separation mechanisms for water rocket applications and the mission requirements of the CULV-1 also have been complied.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1986년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 17-18 Oct. 1986
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• pp.295-297
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• 1986

In this study, the strap down INS on an earth satellite launch vehicle is simulated with different computing cycles between processing the IMU signals and the navigation computation. At the time of separation of booster, error are discussed. The acceptable computing cycles can be determined by simulation.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2007년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.83-86
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• 2007

Turbulent flow analysis is conducted around the multi-stage launch vehicle including base region and detachment motion of strap-on boosters due to resultant aerodynamic forces and gravity is simulated. Aerodynamic solution procedure is coupled with rigid body dynamics for the prediction of separation behavior. An overset mesh technique is adopted to achieve maximum efficiency in simulating relative motion of bodies and various turbulence models are implemented on the flow solver to predict the aerodynamic forces accurately. At first, some preliminary studies are conducted to show the importance of base flow for the exact prediction of detachment motion and to find the most suitable turbulence model for the simulation of launch vehicle configurations. And then, developed solver is applied to the simulation of KSR-III, a three-stage sounding rocket researched in Korea. From the analyses, after-body flow field strongly affects the separation motions of strap-on boosters. Negative pitching moment at initial stage is gradually recovered and a strap-on finally results in a safe separation, while fore-body analysis shows collision phenomena between core rocket and booster. And a slight variation of motion is observed from the comparison between inviscid and turbulent analyses. Change of separation trajectory based on viscous effects is just a few percent and therefore, inviscid analysis is sufficient for the simulation of separation motion if the study is focused only on the movement of strap-ons.