• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.89-96
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• 2006

액체 로켓의 가스발생기의 연소 온도는 터빈 깃의 열 손상을 방지하기 위하여 1,000K 이하로 유지되며 이를 위하여 농후 연소 또는 산화제 과다 연소를 유지한다. 이러한 이유로 연소는 비평형 화학반응이 주로 발생하며 연소반응을 예측하기가 매우 어렵다. 한편 케로신은 여러 가지 탄화수소 연료로 이루어진 혼합연료로 화학반응 메커니즘에 대한 모델이 매우 어려운 실정이다. 본 연구에서는 Dagaut가 개발한 207 화학종, 1592 화학반응 단계를 이용하였으며 완전혼합반응기 연소모델을 적용하여 계산하였다. 계산결과와 실험결과를 비교하여 보면 사용된 화학반응 기구가 검댕 예측을 하지 않고 있음에도 불구하고 계산 결과는 연소가스 온도 뿐 아니라 가스 물성치 등을 매우 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.258-261
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• 2003

액체로켓 엔진에 사용되는 가스발생기의 최적설계와 연소해석을 수행하였다. 추진제는 RP-1/LOx 이고, open cycle터보펌프 시스템을 사용하였으며, 가스발생기는 농후(fuel-rich)연소를 적용하였다. 최적설계의 목적함수는 주연소실의 비추력이 최대가 되는 것으로 하였다. 설계변수는 가스발생기의 O/F비, 유량(mass flow rate into gas generator), 터빈 노즐 출구 각, 부분분사비, 그리고 터빈 원주속도로서 이들을 이용하여 가스발생기의 열역학적 성능을 계산하였고, 설계제한조건인 가스발생기 연소실 총온도와 터빈-펌프의 출력일치(matching)를 만족하면서 목적함수를 최대화 할 수 있는 가스발생기의 형상과 성능조건을 확인하였다. 연소해석을 통하여 난류고리 장착에 따른 연소가스의 혼합길이와 연소실 직경을 검토하고, 반경방향의 온도분포 등을 살펴보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.145-148
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• 2009

연료 과농 가스발생기의 연소시험이 파워팩 환경에서 수행되었다. 가스발생기는 파워팩 환경에서 특성 길이 증가로 인해 축 방향 연소 불안정에 취약하다. 가스발생기 후단에 압력 강하를 위해 삽입한 오리피스는 축 방향 연소 안정성을 향상시켜주는 것으로 확인되었다. 연소실과 추진제 매니폴드에서 측정한 압력 섭동의 세기는 연소실 압력의 제곱에 비례하여 증가하였다. 특히 연료 매니폴드 내의 압력 섭동이 산화제 매니폴드 또는 연소실 압력 섭동보다 약 2배 이상 크게 발생하였다. 주파수 분석 결과, 연료 매니폴드 압력 섭동은 비선형적인 특성을 내포하고 있는 것으로 파악되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.79-82
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• 2011

가스발생기에서 배출되는 연료 과농의 미연가스를 안전하게 처리하기 위하여 후연소 장치를 개발하였다. 축소형 가스발생기에 대한 연소시험을 통해 후연소 장치의 작동성 및 안전성에 대한 검증을 수행하였다. 추가적인 액체산소를 공급함에 따라 후연소 화염의 길이가 급격하게 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.54-60
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• 2016

본 연구에서는 하이브리드 추진시스템의 덕티드 로켓용 가스발생기 적용을 위하여 낮은 산화제 유속 범위에서 HDPE multi-port(7port) 그레인 및 파라핀 그레인을 이용한 연소 시험을 수행하였다. 파라핀 연료의 경우 일반적인 덕티드 로켓용 가스발생기의 O/F비 작동조건인 0.3~0.8의 범위를 충족시켜 덕티드 로켓용 가스발생기로서의 적용가능성을 확인하였다. 산화제 유속 $35kg/m^2s$ 이하의 구간에서 산화제유속에 따른 O/F비의 변화가 일어나지 않는 구간이 존재함을 확인함으로써 VFDR 가스발생기로서의 적용가능성 또한 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.10-17
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• 2004

본 논문에서는 액체로켓엔진용 160 kW급 터보펌프의 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 연료 과잉 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 분사기로 구성된 헤드부, 물냉각 채널 연소실, torch igniter, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부. 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고. 연소압력 및 온도 등의 성능은 예측치에 근접하는 결과였다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4∼6msec 정도에서의 연소가스 잔류시간은 연소효율에 큰 영향을 주지 않았다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 변화하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.38-45
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• 2007

국내 최초로 액체로켓엔진용 연료 과농 가스발생기가 개발되었으며 이것은 고온, 고압가스(약 900 K, 약 58 bar)를 초당 4 kg이상 발생시킬 수 있다. 고압가스는 터보펌프 터빈을 구동하며, 추진제 탱크에 필요한 열 공급원으로 사용될 수 있다. 본 가스발생기는 개념설계 및 초기 개발시험을 거쳐 최종 형상이 결정되었으며, 구조 및 열 해석이 동시에 진행되었다. 제작은 정밀 기계가공과 표면처리, 특수용접공정을 통해 이루어졌으며, 최종 개발 성능 및 기능 특성 확인을 위해 두 종류의 가스발생기가 제작되어 연소시험을 통한 평가가 진행되었다. 안정적인 점화 및 연소특성과 함께 발생 연소가스의 온도분포 및 평균온도 특성이 양호하며, 개발 요구 조건을 본 개발품이 만족하는 것으로 성공적인 개발이 이루어졌다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.181-185
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• 2006

국내 최초로 개발된 액체로켓엔진용 연료 과농 가스발생기는 900 K 정도의 온도를 갖는 58 bar 수준의 고압가스를 초당 4 kg이상 발생시킬 수 있다. 고압가스는 터보펌프 터빈을 안정적으로 구동할 수 있으며, 추진제 공급탱크 가압에 필요한 열원으로 사용될 수 있다. 본 가스발생기는 개념설계 및 일련의 초기 개발시험을 거쳐 최종 형상이 결정되었으며, 구조 및 열 해석이 동시에 진행되었다. 제작은 정밀 기계가공과 표면처리, 특수용접 공정을 통해 이루어졌으며, 최종 개발 성능 및 기능 특성 확인을 위해 총 다섯 차례의 연소시험이 진행되었다. 시험결과를 통해 안정적인 점화 및 연소특성과 발생 연소가스의 온도분포 및 평균온도 특성이 개발 요구규격을 본 개발품이 만족하는 것으로 판단하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.341-345
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• 2005

본 논문은 액체로켓엔진용의 약 1.5MW급 터빈을 구동할 수 있고, 액체산소와 케로신을 추진제로 하는 연료과잉 영역에서 작동하는 실물형 가스발생기의 고압연소특성에 대한 것이다. 실물형 가스발생기 개발과정의 개략적인 과정, 연소시험 결과 분석에 따른 혼합비와 온도관계식, 연소가스의 물성치인 분자량 및 비열비 등에 대한 내용을 기술하였다. 혼합비에 따른 온도관계식을 고압에서 새롭게 얻을 수 있었으며 연소가스의 분자량 및 비열비를 수정하고 유량관계식을 통해 이들의 타당성을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.133-136
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• 2008

본 연구는 추진제를 공급하는 터보펌프와 연계한 연료 과농 가스발생기의 연소 특성에 관한 것이다. 총 5회의 연소시험이 안정적으로 실시되었다. 가스발생기의 압력 형성은 터보펌프로부터 추진제 공급유량에 따라 연동하였다. 터보펌프를 가스발생기 가스로 직접 구동하는 폐회로 시험에서도 안정적인 작동 성능을 보여주었다. 연소 가스의 온도 형성은 이전 시험 결과와 비슷한 양상을 보였다. 실제 작동 연소 압력 변경을 위해 장착한 오리피스는 압력 섭동 저감에 효과적이었으나 45 bar 이하의 저압에서는 단품 시험 시와 동일한 압력 섭동 특성을 보여주었다.