• 한국추진공학회지
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• 제24권4호
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• pp.1-11
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• 2020

본 연구에서는 추진제 연소면적을 조절하여 이중추력 프로파일을 구현하는 단일연소관 이중추력 로켓모터의 내탄도성능 분석 방법을 제시한다. 천이 구간에서의 연소속도 보정계수 및 비추력의 점진적 변화를 고려하며 성능 예측에 필요한 변수를 획득할 수 있는 분석법을 제시하고, 해당 분석법을 적용한 결과와 천이 구간 내 변화를 고려하지 않는, 기존 연구의 분석법을 적용한 결과를 비교함으로써 새로 제시하는 분석법에서 개선된 부분을 확인한다. 추진제 초기 온도 또는 배치 조건이 다른 네 가지의 시험 조건에 대하여 제시하는 분석법을 이용해 내탄도 변수를 획득하고, 이를 이용하여 각 시험 조건별로 성능 예측을 수행한다. 해당 예측 결과는 실제 연소시험 결과와 잘 일치하며, 따라서 본 연구의 분석법을 기반으로 설계 형상이 동일한 이중추력 모터의 성능 예측이 가능함을 확인할 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.56-61
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• 2014

본 연구에서는 침식연소를 고려한 내탄도 프로그램을 이용하여 침식연소 모델에 따른 해석결과를 비교하였다. 동일한 추진제를 적용한 이형 그레인 형상을 적용한 추진기관의 연소 시 연소실 압력 변화를 비교 분석하여 연소가스의 유량 변화에 따른 침식연소 경향성 변화를 고찰 하였다. 고찰 결과 연소 면적이 클수록 연소실 단면적이 작을수록 침식연소 경향이 증가함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.215-218
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• 2007

고체추진제를 사용한 초소형 추력기의 내탄도 모델링과 성능예측에 관하여 기술하였으며, 특히 초소형화 되면서 고려해야하는 연소실 내의 열손실을 고려하였다. 추진제는 일반 HTPB-AP계열을 선택하였으며, 계산 모델은 간단한 1차원 축대칭 end-burner 모델로 정하였다. 연소실내의 화염에 노출되는 표면과 체적에 대한 비율을 변화시키면서 연소실 가스 온도, 압력, 추력을 계산하여 본 논문의 경우 열손실효과로 약 3%의 총역적 감소가 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.79-85
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• 2008

일반적으로 고체 추진기관은 안전성, 설계/제작의 용이성 그리고 구조가 간단하다는 장점이 있으나 추진제의 그레인 형상과 노즐목 크기가 결정되면 추력 크기를 임의로 조절하는 것이 불가능하기 때문에 최근 들어 고체 추진기관의 추력을 조절할 수 있는 방법들이 활발하게 연구되고 있다. 본 논문에서는 연소관 압력과 노즐목 크기 변화에 따른 고체 추진기관의 추력 및 주요 내탄도 성능 변화를 선형 근사화로 예측하였으며 내탄도 분석 전용 프로그램(SPP)의 분석 결과와 상호 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.57-60
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• 2008

고체 추진기관 설계에는 고체 추진제 연소속도, 요구 추력, 연소관 압력, 연소시간, 탄의 직경, 길이, 무게, 최대 가속도와 같은 많은 설계요소 및 제약이 존재한다. 이러한 요소 및 제약의 최적화를 위해 내탄도/외탄도 해석을 위한 통합 설계 프로그램을 개발하였고 고체 로켓 모터의 시험을 통해 그 유용성을 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 2008년 영문 학술대회
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• pp.247-254
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• 2008

The primary objective of this research is to develop an efficient design and optimization methodology for SRM Wagon Wheel Grain and to develop of software for practical designing and optimization of Wagon Wheel grains. This work will provide a design process reference guide for engineers in the field of Solid Rocket Propulsion. Using these proposed design methods, SRM Wagon Wheel grains can be designed for various geometries, their optimal solutions can be found and best possible configuration be attained thereby ensuring finest design in least possible iterations & time. The main focus is to improve computational efficiency at various levels of the design work. These have been achieved by the following way. a. Evaluation of system requirements and design objectives. b. Development of Geometric Model of Wagon Wheel grain configuration. c. Internal ballistic performance predictions. d. Preliminary designing of the Wagon Wheel grain configuration involving various independent geometric variables. e. Optimization of the grain configuration using Sequential Quadratic Programming f. In depth analysis of the optimal results considering affects of various geometric variables on ballistic parameters and analysis of performance prediction outputs have been performed g. Development of software for design and optimization of Wagon Wheel Grain. By using these proposed design methods, SRM Wagon Wheel grains can be designed by using geometric model, their optimal solutions can be found and best possible configuration be attained thereby ensuring finest design.

• 한국추진공학회지
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• 제24권3호
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• pp.47-58
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• 2020

본 연구에서는 Whitmore와 Chandler의 모델을 기반으로 아산화질소를 사용하는 blow-down 방식의 하이브리드 로켓의 유량제어를 통한 추력제어 및 내탄도 해석에 대한 연구를 수행하였다. 유량제어가 포함된 아산화질소의 탱크 내 거동에 대한 예측을 수행하였으며, 해석결과와 실험결과의 일치도가 상당히 높음을 확인하였다. 또한, 추력제어 내탄도 해석의 검증을 위하여 500 N급 하이브리드 로켓을 이용한 지상연소시험을 수행하였으며, 연소실 압력 및 추력 모두 실험결과와 해석결과가 상당히 일치함을 확인하여 추력제어 성능을 예측할 수 있는 모델링 기법을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.356-359
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• 2011

본 연구에서는 관측로켓에 적용 가능한 고성능 추진제 조성개발에 대해 연구하였다. 관측로켓은 다양한 대기권영역에서 관측하기 위해 여러 단을 구성할 수 있는 로켓을 개발을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 2단으로 구성된 관측로켓을 기본으로 HTPB/AP 계열의 조성을 기본으로 설정하였다. 화학평형계산기(CEA) code와 내탄도 해석의 이론적인 성능해석을 통한 고성능 추진제 개발 가능성을 입증하였고, 1G/L mixer를 이용하여 조성시험을 실시하여 제작한 시편으로 instron tensile tester와 strand burner를 이용하여 추진제의 기계적 특성과 연소속도를 확인하였다. 최종적으로는 6inch급의 표준모타를 제작, 지상연소시험을 통하여 고성능 추진제 개발 가능성을 확인한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.226-234
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• 2008

Grain design has always been a vital and integral part of Solid Rocket Motor(SRM) design. Basing on the design objectives set by the system designer, the SRM designer has many options available for selecting the Grain configuration. Many of the available configurations may fulfill the required parameters of volumetric loading fraction, web fraction & Length to diameter ratios and produce internal ballistic results that may be in accordance to the design objectives. However, for any given set of design objectives, it is deemed necessary that best possible configuration be selected, designed and optimized. Hence optimal results of all applicable configurations are vital to be attained in order to compare and finalize the design that will produce most efficient performance. Generally the engineers pay attention and have skills on a specific grain configuration. The designing methodologies and computer codes available usually focus on single grain configuration may it be Star, Wagon Wheel or slotted tube. Hardly one can find a software or a design methodology where all such configurations can be worked on jointly and not only adequate designs be found but optimal solutions reached by applying an optimization method to find final design best suited for any design objective. In the present work design requirements have been set, grain configurations have been selected and their designing has been conducted. The internal ballistic parameters have been calculated and after finding the preliminary design solutions, the optimal solutions have been found. In doing so, software has been developed comprising of computer programs for designing the 2D grains including Star, Wagon Wheel and Slotted Tube configurations. The optimization toolbox of Matlab Fmincon has been used for getting optimal solutions. The affects of all the independent geometric design variables on the optimized solutions have been analyzed. Based on results attained from Optimization Method, an in depth comparison of Grain Configurations and analysis of performance prediction outputs have been conducted to come to conclusion as to which grain configuration is ideal for the current design requirement under study.