• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.124-131
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• 2002

임무 조건에 적합한 하이브리드 로켓의 기초 설계를 위한 code를 개발하였다. HTPB/LOX 연료를 사용하였으며 성능 특성을 계산하기 위하여 하이브리드 연료의 연소율이 일정하다고 가정하였다. 기초 설계 과정에서 포트 수, 초기 산화제/연료(O/F) 비, 초기추력/중량(F/W) 비, 그리고 연소실 압력 등의 각 입력 변수에 대한 설계 특성을 살펴보았으며 계산 결과들은 다른 결과들과 물리적으로 잘 일치하는 경향을 보여주었다. 그리고 임무 조건을 만족시키는 매우 다양한 설계 결과가 존재함을 확인하였으며 제한 조건을 부과하는 경우에는 최적 설계 조건이 존재함을 확인하였다. 그러므로 보다 최적인 로켓 설계를 위하여 최적화 알고리즘이 고려되어야 하며 중량계산을 정확하게 하기 위하여 code에서 사용한 구조물이나 기타 부속품에 대한 구체적이며 실질적인 중량 계산을 위한 경험 식들이 사용되어야 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권3호
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• pp.72-78
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• 2003

초소형 공중발사용 발사체를 위한 HTPB/LOX 조합의 하이브리드 모터의 적용 가능성검토와, 기초설계를 실시하였다. 설계검증을 위하여 Pegasus XL의 자료를 사용하여 설계결과를 비교하였고, 하이브리드 모터의 평균 비추력이 330sec일 때 고체추진 발사체를 대체할수 있음을 확인하였다. 초소형 공중발사체를 위한 임무를 설정하고 기초설계를 실시하였다. 설계변수인 포트개수, 초기 산화제 플럭스, 연소실 압력의 변화에 대하여 임무제한조건을 충족시킬수 있는 비추력(Isp)의 영역을 알아내었으며, 이 영역에서 최적화를 실시 할 경우 발사체 총중량을 최소화하는 하이브리드 모터를 설계할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권4호
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• pp.53-60
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• 2004

F-4E를 모선으로 하는 초소형 위성을 탑재할 수 있는 공중발사체 1단 부스터용 하이브리드 모터의 최적설계를 실시하였다. 설계변수는 포트개수, 초기 산화제 플럭스, 연소실 압력, 그리고 노즐 팽창비 등을 사용하였다. 또한 서로 다른 최적화 알고리듬의 적용 가능성을 검증하기 위하여 구배법 (GBM)과 유전자 알고리듬 (GA) 방법을 각각 사용하였으며, 목적함수의 선택에 따른 최적화 결과의 변화를 살펴보기 위하여 두 가지 종류의 목적함수 (모터 중량과 모터 길이)를 사용하여 그 결과를 상호 비교하였다. 최적화 알고리듬, 그리고 목적함수의 선택과 무관하게 거의 같은 설계결과로 수렴함을 확인하였다. 최적화결과로 설계요구조건을 만족하는 총중량 704.74kg, 1단 길이 3.74m의 하이브리드 모터를 설계 할 수 있었다.

• 한국항공운항학회지
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• 제14권4호
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• pp.17-23
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• 2006

This paper describes the preliminary design procedure for the hybrid propulsion system. For a given mission defined by velocity increment, the design of a polyethylene/LOX hybrid rocket was implemented. In addition, Seven-cluster multi-port fuel-grain was considered. After determining the system size including the combustion chamber, the performance parameters such as specific impulse, thrust, characteristic velocity, and thrust coefficient can be predicted by using empirical regression rate correlation, though most of preliminary design code assume constant regression rate. The results of the performance prediction indicated that besides the widely used HTPB/LOX, polyethylene/LOX hybrid motor can be a viable alternative to the more widely used SRMs.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.12-12
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• 2000

우리 나라는 일본상공의 비행을 피하기 위하여 제주도와 남해안 근해로 발사장 선정이 국한되는 지정학적인 위치로 볼 때 발사장 선택에 제한이 없는 공중발사에 대한 가능성 연구가 필요한 시점에 있다. 본 연구는 우리 나라와 같은 분단 된 특수상황 그리고 지정학적 위치에서의 발사장을 고려한 우주 발사체 개발의 필요성에 따라 F-4에 장착 가능한 3단형 공중발사 로켓을 설계하고 1/3의 축소 모형을 제작하였다. 2kg의 payload를 갖는 발사체의 1단은 LRM ( Lox/kerosene )을 사용하였고 2, 3단은 SRM ( HTPB/AP/Al )을 사용하였으며 발사고도는 11-l2km 상공에서 F-4에 의해서 발사되고 31km지점에서 1단 분리가 이루어지며 62km지점에서 2단 분리와 nose fairing을 분리하게 된다. 전장은 6.85m 이며 전체 무게는 560.6kg 이고 전체 발사체 시스템의 CAD 도면은 아래 그림 1과 같이 주어져 있다. 그림 2에서는 F-4E phantom의 장착성을 검토해 본 결과 장착이 가능함을 알 수 있었으며 추진제 양의 감소로 크기를 대폭 줄일 수 있었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권10호
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• pp.1572-1582
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• 2003

Hybrid rocket combustion has a manifestation of stable response to the perturbations compared to solid propellant combustion. Recently, it has revealed that the low frequency combustion instability about 10 Hz was occurred mainly due to thermal inertia of solid fuel. In this paper, the combustion response function was theoretically derived by use of ZN (Zeldovich-Novozhilov) method. The result with HTPB/LOX combination showed a quite good agreement in response function with previous works and could predict the low frequency oscillations with a peak around 10 Hz which was observed experimentally. Also, it was found that the amplification region in the frequency domain is independent of the regression rate exponent n but showed the dependence of activation energy. Moreover, the response function has shown that the hybrid combustion system was stable due to negative heat release of solid fuel for vaporization, even though the addition of energetic ingredients such as AP and Al could lead to increase heat release at the fuel surface.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.77-77
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• 2002

초소형 공중발사체 설계 시 하이브리드 모터의 적용가능성에 대한 연구를 실시하였다. HTPB/LOX를 추진제로 하여 마차바퀴형 연료 그레인, 산화제 탱크 가압방식을 사용하였고, 성능특성을 계산하기 위하여 하이브리드 연료의 연소율이 일정하다고 가정 하였다. 본 연구에 사용된 임무는 중량 3.5kg의 나노위성을 근지점 고도 200km, 원지점 고도 1,500km의 타원궤도로 진입시키는 것을 목적으로 하는 로켓의 1단 부분에 관한 것으로 1단의 발사속도는 M=1.3, 발사고도는 12km, 연소종료 고도는 40km이다. 1단에 대한 페이로드 중량은 127.5kg이고, 속도증가분($\Delta$V)은 3,330m/s이다. 모선은 F-4E를 사용하였고 모선의 특성상 발사체의 총 중량이 1,000kg이하로 제한되고 길이와 직경이 5m${\times}$5m로 제한되나 1단에 대한 길이의 제한조건은 현재까지 명확히 정립되지 않은 상태이다. 설계과정에서의 변수는 연료 그레인 포트 개수, 초기 산화제 플럭스, 연소실 압력을 사용했고, 설계 제한조건은 추진제 중량, 평균 비추력, 평균 추력, 연소시간, 1단 길이, 직경, 연소시간이고, 이들의 범위는 모선의 특성과 초소형 공중발사체의 임무특성에 맞게 설정하였다.