• 한국추진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.22-30
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• 2011

추력변화를 위한 방법에는 여러 가지가 있는데, 고압력 강하 시스템, 이중 매니폴드 분사기, 가스 분사, 다중 챔버, 펄스 추력, 움직이는 분사기 구성요소 등이 있다. 이 중에서 이중 매니폴드 분사기의 경우에는 하나의 분사기 구조에 서로 다른 두 개의 매니폴드를 가지는 분사기를 결합하는 방식의 분사기인데, 각 분사기는 각각의 연료 공급시스템을 독립적으로 가지고 있어 각 매니폴드마다 독립적으로 유량을 조절 할 수 있다. 본 논문에서는 이중 매니폴드 분사기를 사용하여 넓은 추력범위에서 연료분사의 안정성을 판단하기 위하여 각 매니폴드의 접선방향 유입구 넓이의 비와 분사압력에 따라 분사 형상을 측정하고, 분사기 오리피스 끝단에서 액막 두께를 측정하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제15권4호
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• pp.444-453
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• 2014

A throttleable rocket engine enables operational possibilities such as the docking of spacecraft, maneuvering in a certain orbit and landing on a planet's surface, altitude control, and entrance to atmosphere-less planets. Thus, throttling methods have long been researched. However, dual-manifold injectors, which represent one throttling method, have been investigated less than others. In this study, dual-manifold and single-manifold injectors were compared to determine the characteristics of dual-manifold injectors. Also, the effects of gas injection were investigated with various F/O ratios. To investigate the characteristics, mass flow rate, spray pattern, spray angle, and droplet size were measured. The spray angle and droplet size were captured by indirect photography. About 30 images were taken to assess the spray patterns and spray angle. Also, 700 images were analyzed to understand the droplet distribution and targeting area, moving to the right from the centerline with 1.11-cm intervals. The droplet size was obtained from an image processing procedure. From the results, the spray angle showed two transition regions, due to swirl momentum in the swirl chamber regardless of the F/O ratio. The droplet size showed similar trends in both dual-manifold and single-manifold injectors except in the low mass flow rate region. In the case of the dual- manifold injector, the spray cone was not fully developed in the low mass flow rate region due to low angular momentum in the swirl chamber.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권10호
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• pp.868-874
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• 2015

가변추력은 대기가 없는 행성에 착륙하거나, 우주공간에서의 도킹에 필수적인 것으로 알려져 있다. 추력을 조절하기 위해 질유량 조절이 가능한 분사기를 사용하는 방법이 대표적으로 알려져 있다. 이에 따라 본 연구에서는 추력조절을 위하여 이중매니폴드 분사기를 사용하여 질유량을 조절하였다. 이중매니폴드 분사기의 주요 변수 중 하나로 판단되는 접선방향 유입구의 개수의 변화에 따른 분사특성을 확인하기 위하여 분무각, 분무패턴을 포함하는 외부유동을 측정하였으며 내부유동 특성 파악을 위한 film thickness를 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권5호
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• pp.72-77
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• 2007

액체로켓엔진용으로 내부혼합 동축 와류형 분사기를 장착한 축소형 연소기에 대한 설계 및 연소시험결과를 기술하였다. 추진제는 액체산소 및 케로신이며 연소기는 분사기 헤드, 삭마냉각방식의 연소실 그리고 물냉각 노즐부로 구성되어 있다. 분사기 헤드는 액체산소 매니폴드, 연료 매니폴드, 중앙 분사기 그리고 내부혼합 형태의 18개 분사기로 이루어졌다. 축소형 연소기 연소시험은 성공적으로 이루어졌으며, 분사기의 손상이 발생하지 않았고 연소특성속도는 설계점에서 1756 m/sec을 나타내었다. 고주파 연소불안정은 나타나지 않았지만 탈설계점에서 압력의 저주파 섭동이 기준치를 넘는 결과를 보여주었다.

• 한국분무공학회지
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• 제23권4호
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• pp.159-168
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• 2018

Thrust throttling in a liquid rocket engine can be implemented via several ways such as high pressure drop injector, dual manifold, multiple chamber, pintle injector, and gas injection. Thrust throttling using gas injection controls thrust by usually injecting inert gas into propellant through an aerator to reduce the propellant's bulk density. In this study, the outside-in aerator was used in the propellant line to create two phase flow. Closed-type, open-type, and screw-type bi-swirl coaxial injectors were utilized for investigating throttling characteristics such as pressure drop, mixture density, and discharge coefficient according to gas-liquid mass ratio.

• 한국가스학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-36
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• 2015

본 연구는 발전용 디젤 엔진을 천연가스/디젤 혼소 엔진으로 개조하기 위한 선행 연구로 1.5MW급 발전용 디젤 엔진을 대상으로 상용 프로그램인 GT-Power를 이용해 수치해석을 진행하였다. 흡기 포트에 천연가스 분사 장치를 추가한 수치해석 모델을 통해 기존 엔진에서 천연가스와 디젤을 혼소시킬 경우 엔진 성능에 미치는 영향과 특성에 대해 분석하였다. 엔진 속도 720RPM, 혼소율 0%~40%까지 5개 조건에서 수치해석을 진행했다. 연구 결과 혼합 연소 시 천연가스의 비율이 증가할수록 출력이 감소하는 경향을 보였으며 혼소율 40%에서 출력이 18.4% 감소하였다. 이에 따라 실험계획법(Design of Experiment)을 통해 연료 분사시기와 연료 분사 기간에 대한 영향을 분석했다. 또한 이러한 영향을 고려해 연료 분사시기와 분사기간을 최적화시켜 혼소 엔진 출력과 디젤 엔진의 출력을 비교하여 혼소엔진으로의 개조에 따른 엔진의 출력과 효율에 대한 변화를 정량적으로 도출하였다. 그 결과 혼소율 40%에서 엔진 출력은 8.55% 감소하여 최적화 이전에 비해 12.5%의 개선 효과를 보였다.