• 한국추진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.71-78
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• 2007

Polyethylene-GOX 조합 추진제를 이용하여 소형 하이브리드 로켓 모터의 연소 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 단일 포트 형상으로 가공된 연료 그레인을 사용하였으며, 연소 전후 연료 그레인의 질량 변화를 통해 평균 후퇴율을 결정하였다. 평균 후퇴율식은 Marxman[3,4]과 Altman[14]의 이론식을 기반으로 도출되었으며, 이를 실험 측정치와 비교한 결과, Marxman의 후퇴율 모델이 Altman의 모델 보다 다소 정확함을 확인하였다. 또한, PE-GOX 추진제의 평균 후퇴율에 대한 고찰로부터 하이브리드로켓 모터 작동 시 일정 산화제 유량 하에서 유입 연료 유량 변화가 상당히 적어 O/F 변화가 미미함 을 알 수 있었다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제1권1호
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• pp.67-72
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• 2005

Design and optimization study has been performed to obtain a supersonic air.launching mission for the nanosat launcher. Given mission is to launch 10kg payload to target orbit of $700km{\times}700km$. Additional design constraints are imposed by the mother plane. After the required velocity is obtained, the stag ing optimization is carried out. Serial analyses for the propulsion system and aerodynamics are performed then, the rocket trajectory optimization has been carried out. After several mission design and optimization iterations, the optimized mission which satisfies the mission target is obtained. Total weight of the three-staged air-launching rocket is 1231.4kg and the payload weight is 10 kg.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권1호
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• pp.64-72
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• 2010

하이브리드 로켓 모터 내부에서는 산화제에 의한 주유동과 연료의 기화로 발생된 분출 유동이 상호작용을 하기 때문에 매우 강한 전단층이 발생되며 이에 기인한 시간특성이 나타나게 된다. 이 시간특성이 난류 유동장에 부과되면서 매우 복잡한 유동간섭 현상이 발생되게 되는데, 이와 같은 간섭현상이 외부교란에 대해 어떻게 반응하는지를 살펴보는 것은 안정적인 연소과정을 위해서 매우 중요하다. 이를 연구하기 위하여 연소반응을 제외하고, 산화제의 난류 유동과 연료 벽면에서의 분출 유동을 모사한 채널 유동에 대한 LES 해석을 수행하였으며, momentum forcing기법을 사용하여 특정주파수를 부과하는 집중교란(concentrated forcing)과 백색소음과 같은 넓은 범위의 주파수 특성을 부과하는 분산교란(distributed forcing)에 대한 유동의 반응을 살펴보았다. 두 경우 모두 모터의 하류에서 외부교란의 특성시간을 유지하였으나 비약적인 유동의 공진현상으로 연결되지는 않는다는 것을 확인하였다. 이는 외부교란의 특성은 시스템의 고유진동수 및 Kelvin-Helmholtz 불안정성에 기인한 특성 진동수와 함께 고려되어야 한다는 것을 의미한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.262-265
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• 2003

본 연구는 건국대학교 연소추진 실험실 주관으로 하이브리드 로켓 모터 실험 장치를 구성하고 산화제의 mass flux에 따른 연소율 변화 둥을 측정하여 연소 불안정성에 대해 연구하는 것을 목표로 하고 있다. Test fire를 해본 결과, 실험이 순서대로 원활히 진행되어 연소에 성공하였으며, PC를 이용하여 압력, 추력, 온도 데이터를 받아낼 수 있음을 확인하였다. 진행될 사항은 실험을 통하여 연소율의 비정상적 변화와 연소실 내부의 압력변화특성을 연구하고, 온도를 측정함으로써 C＊(특성속도)를 계산하여 하이브리드 모터의 연소 특성이 연구되어야 할 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.456-466
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• 2010

전형적인 하이브리드 모터의 연소 불안정 현상인 DC-Shift는 비선형적 특성을 갖는다. DC-Shift는 두 가지 형태로 나타나게 되는데, 압력이 급격하게 상승하는 양의 DC-shift와 연소 도중에 압력이 갑자기 감소하는 음의 DC-shift로 구분된다. 이 논문에서는 산화제 공급 유동 조건을 다양하게 변화시켜 음의 DC-shift 현상을 유도하고 산화제 공급 유동조건과 하이브리드 로켓이 갖고 있는 기본적인 주파수와 Helmholtz 주파수, 음향모드와의 공진을 유도하여 음의 DC-shift 현상의 발생 조건과 특징에 대하여 알아보았다. 실험 결과 연소 중 수백 Hz 대역의 압력 주파수 이동을 확인하였으며, 음의 DC-Shift가 연소로 발생하는 주파수와 유동의 흐름으로 인한 주파수간 위상이 상호 감쇠되어 발생한 것으로 나타났다. 향후 연소 중 나타나는 주파수의 변화에 따른 DC-Shift 현상에 대해서는 계속 연구되어야 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.29-38
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• 2010

하이브리드 로켓을 위한 파라핀 왁스/LDPE 혼합 연료에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 혼합 연료 의 성능 평가를 위해 혼합 연료의 다양한 연소 특성을 순수 파라핀, HTPB, HDPE, SP-1a 연료와 비교하였다. 순수 파라핀의 후퇴율은 HDPE에 비해 large-scale과 lab-scale 모터에서 각각 10.2, 9.8배 증가 하였다. Lab-scale 혼합 연료의 후퇴율은 HDPE에 비해 3.4배 증가하여 HTPB, HDPE 연료보다는 높은 후퇴율을 나타냈으나 순수 파라핀, SP-1a에 비해서는 낮은 후퇴율을 나타냈다. 혼합 연료의 특성속도와 비추력은 순수 파라핀, HTPB, HDPE 보다 높았고 SP-1a 연료와 대등하였다. 이로부터 혼합 연료가 효과적인 하이브리드 로켓 연료가 될 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.46-53
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• 2010

본 연구에서는 하이브리드 추진 연소에서 산화제의 상(Phase)에 따른 연소특성 변화를 연구하였다. 산화제는 $GN_2O$와 $LN_2O$를 사용하고 고체연료는 HDPE(High Density PolyEthlene)를 적용하여 연소실험을 수행하였고, 상에 따른 고체연료의 후퇴율과 압력선도, 연소효율의 변화 등을 조사하였다. $LN_2O$를 적용할 경우 액체 산화제의 기화에 필요한 잠열이 화염에서 발생되는 연소에너지에 비해 무시할 정도로 작아 $GN_2O$를 산화제로 사용했을 때의 고체연료 후퇴율과는 큰 차이가 없었지만, 추진 성능효율이 낮아짐을 확인하였고, 액체 산화제의 유량이 증가할수록 산화제의 기화에 필요한 열전달 증가로 인 해 연소 불안정성이 커짐을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.139-141
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• 2017

하이브리드 로켓 추진장치에서 유량제어밸브는 HR 모터조립체로 유입되는 $N_2O$ 산화제의 유량을 변경하여 추력을 증가시키거나 감소시키는 역할을 수행한다. 본 논문에서는 응답속도를 약 1초 이내, 토크 $36N{\cdot}m$의 요구사항에 맞춰 유량제어밸브를 설계 및 제작하였다. 그리고 나서 0~10V의 아날로그 신호를 인가하였을 때 밸브가 열고 닫히는 상황을 구현하기 위해 액추에이터에 데이터 값을 입력하였다. 마지막으로 연소시험을 통해 유량제어밸브의 성능을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.79-85
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• 2007

Polyethylene-GOX (PE-GOX) 조합의 추진제를 사용하는 하이브리드 모터의 성능 예측 모델을 제시하였다. 성능에 영향을 미치는 인자들에 대해 자세한 고찰이 이루어 졌으며, 연료의 후퇴율과 산화제 조절 밸브의 개폐 응답 특성을 고려한 비정상 지배방정식을 구성하고 연소 중 O/F(산화제/연료)비에 따라 변화하는 열역학 데이터를 고려한 4차 Runge-Kutta 수치기법으로 해를 구하여 실험결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 또한 연소 중 그레인의 후퇴율과 O/F비등의 성능 변수들의 영향을 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.223-227
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• 2006

하이브리드 추진 시스템에서의 산화제 종류에 따른 연소특성을 알아보기 위한 연구를 수행하였다. 산화제는 $GN_2O$와 GOX를 사용하고, 고체연료는 폴리에틸렌(PE)을 사용해 연소시험을 하였다. 산화제 종류에 따른 연소특성은 O/F 비에 따른 화염온도로 해석이 가능하였으며, $GN_2O$가 GOX보다 하이브리드 추진 시스템의 산화제로 효율이 좋음을 확인하였다 산화제의 유량은 직경이 다른 여러 개의 쵸킹 오리피스로 제어했고, 산화제 공급 유량범위는 $0.0138{\sim}0.0427kg/sec$ 이었다. 산화제 종류에 따른 연소특성을 표현하는 실험식은 고체연료의 질량유속으로 나타냈고, 이는 물질전달 수와 산화제의 질량유속으로 얻어진다.