• 한국추진공학회지
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• 제25권5호
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• pp.53-64
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• 2021

SpaceX사는 Falcon 9으로 발사체 비용을 혁신적으로 낮추었으며 로켓의 1단 재사용을 실용화하였다. 현재는 완전 재사용이 가능하고 탑재량이 가장 큰 Starship 시스템을 개발 중이며 이로 인해 더욱 저렴한 비용의 발사와 임무의 다양화가 가능하다. 이를 위해 최초로 메탄 연료를 사용하는 전유동 다단 연소 싸이클을 사용하는 Raptor 엔진을 완성하였다. 그리고 완전 재사용을 위해 스테인리스강 탱크, 하강 중 배면낙하 및 역추진과 같은 거의 사용되지 않는 기술들을 함께 적용하여 다수의 시제기를 제작 및 시험하고 있다. 여기서는 Starship 시스템의 제원, 임무, 설계 특징에 대해 알아보았다. 또한 Raptor 엔진과 매우 빠르게 제작된 초기 13 기의 Starship 시제기 개발 과정에 대해서도 알아보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.869-872
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• 2011

다단연소 사이클 로켓엔진용 산화제과잉 예연소기 연소성능 평가를 위해 점화시험을 수행하였다. 산화제과잉 예연소기는 혼합비 60, 20 MPa의 연소압에서 작동하도록 설계되었다. 케로신과 액체산소의 일부는 혼합헤드를 통해 연소실로 공급되어 산화제과잉 환경에서 연소되며 나머지 액체산소는 연소실 중앙에 위치한 분사구를 통해 연소실에 주입되어 기화된다. 접촉발화성 연료로 별도의 점화용 분사기 없이 전체 분사기를 통해 점화용 추진제를 공급하여 점화하는 방식을 사용하였다. 안정적 점화를 위해 각각의 추진제를 2단으로 공급하여 점화할 수 있도록 하였다. 시험결과 설계유량의 45% 이하의 저유량 점화구간에서 저주파 진동이 발생하였다. 저주파 진동을 피하기 위해 저유량 구간을 최소화하는 방식으로 설계 연소압까지 안정적 점화를 유도할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.691-698
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• 2017

본 연구에서는 스피커를 사용하여 Jet와 Swirl 유동에 각각 가진을 가함으로써 기체-기체 동축형 제트-스월 인젝터의 Injector transfer function (ITF)을 측정하였다. Feed system의 길이를 변화시켜감에 따라 ITF를 측정한 결과 섭동이 가해진 유동이 흐르는 공간의 공진주파수에서 ITF의 peak가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. Jet 유동을 변화시키면서 Jet 유동에 가진을 줄 때, ITF의 크기는 감소하다가 56 slpm 이후부터는 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, Jet와 Swirl 유동의 속도차가 클수록 ITF의 크기가 커지는 것을 확인할 수 있었다. Swirl 가진 시에는 Jet 유동이 증가함에 따라 ITF가 감소하는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 후단에서 일정 유량 대비 가진 에너지가 감소하기 때문이며, 이러한 차이는 후단의 Hot wire anemometer가 인젝터 중심축에 위치하기 때문이다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.99-107
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• 2018

본 연구에서는 제트 유동 증가에 따라 스피커로 제트와 스월 유동에 각각 가진을 가하여 기체-기체 동축형 제트-스월 분사기의 분사기 전달함수(Injector Transfer Function, ITF)을 측정하였다. 공급시스템의 길이를 변화시켜 ITF를 측정한 결과 공급시스템의 공진주파수에서 피크가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 제트 유동에 가진을 줄 때, 제트 유동이 증가함에 따라 ITF의 크기는 감소하다가 다시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 두 유동의 속도차가 클수록 ITF의 크기가 증가하였다. 스월 가진 시 제트 유동이 증가함에 따라 ITF가 감소하는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 후단에서 일정 유량 대비 가진 에너지가 감소하기 때문이다.