• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.21-25
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• 2017

우주 발사체에 사용되는 엄빌리칼 시스템은 지상의 유공압 및 전계장 라인들을 발사체로 연결하여 발사운용 과정에서 발사체 내부로 유공압의 공급 및 발사체와 전기적 연결들을 가능하도록 하다가 발사직전 또는 발사와 동시에 발사체로부터 분리되는 장치이다. 발사운용과정에서는 전기적 및 유공압적으로 확실히 연결되어 기밀 및 체결 성능을 보장하여야 하고 분리시점에는 확실한 분리특성을 보장하여야 한다. 따라서 체결력을 적절하게 선택하여 체결력과 분리성능 두가지를 모두 만족시키도록 하는 것이 엄빌리칼 시스템 설계의 핵심 요소이다. 이와 같은 장치 특성에 따라 엄빌리칼 시스템은 우주발사체 개발 초기부터 현재까지 다양한 형식의 엄빌리칼 장치들이 연구되고 발사체에 적용되어 왔다. 본 논문에서는 현재까지 주로 사용되었던 각 엄빌리칼 시스템들 그 특징과 그 작동개념별로 구분하여 기술하고 향후 한국형 발사체에 적용될 엄빌리칼 시스템의 개요에 대해 소개한다

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.26-29
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• 2017

한국형발사체를 독자개발하기 위한 연구개발이 한국항공우주연구원을 중심으로 2010년 이후 수행 중에 있다. 발사대 장비 중 발사체고정장치는 발사체를 발사패드 위에 수직으로 기립시킨 후 발사체 하부를 고정하여 풍하중 등 외부 하중으로부터 발사체를 견고하게 고정하는 장치로, 발사체 1단 엔진 점화 후 발생된 추력이 발사체의 이륙중량을 초과되어 이륙이 시작하는 발사초기에 다른 지상장비들과 마찬가지로 발사체 이륙에 간섭이 되지 않도록 고정장치를 빠르게 해제 하여야 한다. 파이로밸브는 발사체고정장치를 구성하는 핵심 구성품의 하나로 발사체 단분리 장치 및 위성 분리장치 등에도 적용하는 유사기능부품으로 높은 신뢰도과 빠른 응답특성을 가져야 한다. 본 논문내용을 통해 발사체고정장치용 파이로밸브 개발과정과 한국형발사체에 대한 전반적인 이해의 폭을 넓히고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.849-855
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• 2017

우주 발사체의 운반능력을 향상시키기 위하여 고성능 다단연소사이클 엔진의 개발은 필수적이다. 그 중 연소기 헤드는 기체산화제의 유입을 위해 콘 형상으로 되어 있으며, 매니폴드는 매우 복잡한 구조를 가지고 있다. 이러한 헤드는 주조 방식이나 기계가공으로 제작되어 왔다. 기계가공의 한계나 주조재질의 특성과 재료의 한계성을 탈피하여 복잡하고 가공이 어려운 연소기 헤드의 제작 공정을 3D 금속 프린팅 공정을 이용하여 개선하는 기술을 확보하고자 한다. 현재 3D 금속 프린팅을 이용하여 주연소기에 사용할 수 있는 소재의 물성을 파악하고 프린팅 제작조건의 변화를 주는 공정개발을 통하여 더욱 낳은 물성을 확보하고, 이를 바탕으로 연소기 헤드를 제작하고, 접합공정을 개발하여 연소시험을 통해 그 성능을 입증하고 제작공정을 확립하고자 한다.

• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.109-118
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• 2018

한국형발사체(KSLV-II) 개발과 함께 지구정지궤도 발사를 위해 비추력이 높은 다단연소사이클 로켓 엔진 개발이 한국항공우주연구원에서 진행되고 있다. 다단연소사이클 로켓엔진은 한국형발사체 엔진과 달리 가스발생기를 사용하는 개방형 엔진이 아니며, 크게 예연소기, 터보펌프, 주연소기로 구성되어 있는 폐쇄형 엔진이다. 기술검증시제 개발용 모델(TDM0)을 조립하여 나로우주센터의 7톤급 엔진 연소시험설비에서 연소시험이 진행되고 있으며, 기술검증시제 모델의 연소시험은 성공적으로 수행되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권7호
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• pp.90-97
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• 2002

희박 상태 비행체 외부 및 추진장치 내부 유동이나 MEMS 장치의 기체유동은 높은 열적 비평형성으로 인해 벽면 슬립모델을 필요로 한다. 조절계수와 벽면속도 구배를 바탕으로 하는 Maxwell 조건이 주로 사용되어 왔지만, 조절계수를 자체적으로 정의할 수 없고, 일차 미분 형태로 인해 실제 적용시 수치적 관점에서 효율적이지 못한 어려움이 있었다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하고자 Langmuir의 벽면-기체입자 흡착이론을 이용한다. 벽면온도, 벽면-기체입자간 물리적 힘의 함수인 조절계수를 유도하고, 입자형태의 차이를 감안할 수 있는 물리적 슬립모델을 개발하여 기존 Maxwell 모델과 비교하였다. 또한 내부, 외부, 열유체 유동에 관한 슬립모델의 해석적 해를 실험값과 비교하여 그 유용성을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.483-496
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• 2013

본 논문에서는 연약지반에 건설되는 Shield TBM 터널의 시공기술을 제시하였다. 이 연구를 수행하기 위하여 Shield TBM 장비를 축소 제작하여 축소모형 시험을 수행하였으며, 쉴드터널 굴착을 모사하기 위하여 다양한 장비들이 적용되었다. 또한 축소모형시험 중 Shield TBM 장비로 인해 발생되는 지반의 거동을 계측하였으며, 지반의 안정성은 시뮬레이션 결과를 토대로 평가하였다. 이를 바탕으로 쉴드터널의 안전한 시공을 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 결론적으로 Shield-TBM 구간에 대한 실내축소모형시험을 통하여 설계의 신뢰성을 확보하고, 시공 시 안전을 위한 개선사항 등과 특히, Shield TBM 추진시 쉴드터널이 통과하는 공항 활주로의 안정성을 확보하기 위한 시공방안을 제시하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권9호
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• pp.759-769
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• 2021

발사체 추진 시스템에서 Titanium Hydride Potassium Perchlorate (THPP)는 에너지를 인가받으면 gas를 발생시키는 pyrotechnic initiator로써 혹은 NASA Standard Initiator (NSI)의 supplement charge로써 흔히 사용되는 물질이다. 하지만 금속으로 이루어진 복합 화약이 오랫동안 보관이 되면 노화라는 문제에 직면하게 된다. 본 연구에서는 열분석 및 표면분석을 통하여 다양한 습도환경에서 노화된 THPP에 대하여 열역학적 특성의 변화를 확인하였고, 이를 바탕으로 THPP에 대한 전반적인 노화 메커니즘을 구축해내었다. 우선, THPP가 노화됨에 따라 산화제 표면의 균열빈도가 증가하고 길이가 길어졌는데, 이는 열·수분 노화가 공통적으로 산화제의 분해를 초래함을 보여준다. 이때 열 노화된 경우 Viton의 열화 현상이, 수분 노화된 경우 연료의 산화가 더욱 두드러졌다. 또한 실험을 통해 계산된 반응률에 대한 THPP의 화학반응인자의 경우 습도에 따라 크게 달라졌는데, 이는 수분이 THPP의 연소에 상당한 변화를 미쳐 결국에는 수명의 감소로 이어지게 될 것을 시사한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권1호
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• pp.53-61
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• 2021

본 논문은 고온 환경의 화력발전소 보일러 내부 점검용 드론 개발을 위한 선행연구로 AirSim을 이용한 고온 환경에서의 시뮬레이션을 통해 드론이 정상적인 비행이 가능한지 검증 하였다. 고온의 비행 환경에서는 공기 밀도, 점성계수 등이 상온과 달라 공력특성이 달라지며 이에 따라 드론의 비행성능 또한 달라진다. 따라서 온도 변화에 따른 프로펠러의 공력 특성의 변화를 확인하기 위해 JBLADE를 통한 프로펠러 해석과 추력 테스트, 전기추진계통 성능예측모델을 통한 동작특성예측을 수행하였다. 그리고 해석 및 성능예측 결과를 AirSim에 적용해 시뮬레이션을 진행하고 결과 분석을 통해 기체 재설계를 진행하였다. 재설계 결과 80℃의 환경에서 호버링 시 필요한 추력을 얻기 위해 재설계 전 최대 출력의 약 65% 사용하던 것이 52%로 감소함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권8호
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• pp.713-721
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• 2014

현재 유럽과 미국에서는 각각 GRC(Green Rotorcraft) 와 SRW (Subsonic Rotary Wing program) 프로그램을 통하여 차세대 회전익기 개발이 진행 중에 있다. 이들 프로그램의 최종 목적은 현재 사용 중에 있는 단거리 여객기를 일부 대체 할 수 있는 틸트로터 타입의 중/소형 민간 회전익기 개발에 목적을 두고 있다. 또한 이들 틸트 로터의 민간 운영에 운영할 수 있는 안전한 운행을 위하여, 각각 개발 중인 air transport management(ATM) 시스템인 SESAR(Single European Sky ATM Research) 와 NextGen(Next Generation Air Transport System)과 융합하는 기술도 병행되고 있다. 이들 프로그램들은, 최종 목표인 틸트 로터기의 개발이 진행되는 중간 과정으로, 현재 사용되고 있는 헬리콥터의 성능의 향상도 병행하고 있다. 이러한 성능 개발은 좀 더 효율적인 추진기관, 능동 로터 시스템, 내/외부의 소음 감소 등에 중점을 두고 있다. 특히 유럽의 GRC 프로그램에서는 소음, 연료소비율, 배기가스 (CO2, NOx)의 절감 등에 매우 구체적인 목표를 설정하여 기술 개발을 진행 중에 있다.