• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.563-568
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• 2010

30톤급 액체산소/케로신 액체로켓엔진개발의 중간단계로 터보펌프-가스발생기 개회로 연계시험이 수행되었다. 터보펌프-가스발생기 개회로 연계시험은 엔진시스템 작동 모사 환경 시험으로서 가스발생기로의 추진제는 터보펌프 출구를 통해 공급되지만, 가스발생기 출구 가스는 터빈 구동에 이용되지 않고 외부로 배출된다. 터보펌프-가스발생기 개회로 연계시험 목적, 시험설비 구성, 제어시스템의 작동 조건, 시험 수행 절차, 연계시험기의 구성 형태, 개회로 연계시험 결과가 제시되었다. 터보펌프-가스발생기 개회로 연계시험 결과, 연계시험기의 예냉 절차와 시동 특성, 정격 작동성 및 안정적인 종료 특성이 액체로켓 엔진시스템 작동 환경 모사 조건에서 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.159-162
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• 2008

발사체의 상단에 사용되는 여러 가지 싸이클의 특성을 조사한 뒤, 그 중 가스발생기 후연소 싸이클 엔진의 특성을 살펴보았다. 발사체 상단에 사용되는 엔진은 추진제와 싸이클의 특성상 연소압-확장비 다이어그램에서 크게 3그룹으로 나뉘어 진다. 영역 II에 위치한 케로신 엔진은 모두 가스발생기 후연소 싸이클 엔진으로서 높은 압력과 복잡한 구조를 하고 있다. 이 싸이클은 그 특성상 2개 이상의 펌프를 사용한다. 즉, 연료라인을 둘로 분기하여 보다 높은 압력이 요구되는 가스발생기 라인에는 2차 펌프를 두어 좀 더 가압을 하여 보다 효율적인 파워사용이 가능하다. 기본적으로 모든 산화제는 가스발생기를 지나 연소기로 향하기 때문에 2차 펌프의 필요성이 줄어들지만 여러가지 이유로 주펌프 이전에 부스터 펌프를 두어 주산화제 펌프의 부담을 덜어주는 경우가 많다. 폐쇄형 엔진은 그 특성상 엔진 비추력 효율이 개방형 엔진보다 상대적으로 높기 때문에 상단엔진에 적합하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권2호
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• pp.92-97
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• 2005

추력 10 tonf 액체로켓용 가스발생기를 최적설계하고 설계 검증을 위한 연소 실험을 실시하였다. 연소실에 사용된 인젝터는 F-O-F triplet 충돌형 인젝터 이었으며 추진제는 kerosene/LOX을 사용하였다. 측정된 연소 온도와 압력은 최적 설계에서 얻은 설계 값과 매우 유사한 값을 나타내어 최적설계가 적절히 이루어 졌음을 확인하였다. 그리고 난류 고리를 설치하여 연소가스의 혼합을 촉진시킨 결과, 연소실 압력은 3.2% 감소에 그친 반면, 반경 방향 온도분포는 편차가 15K 이하로 줄어들어 우수한 온도 분포 특성을 나타내었다. 또한 후단부에서 축 방향 온도분포를 측정한 결과 최적 설계로부터 얻은 가스발생기 길이를 10% 줄일 수 있음을 발견하였으며 난류고리의 위치를 적절히 조절한다면 그 이상의 길이 감소도 가능한 것으로 판단하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.81-88
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• 2013

케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소방식 액체엔진용 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 설계점에서 연소시험을 수행하였다. 설계된 산화제 과잉 예연소기는 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 재생냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20 MPa, 혼합비 60에서 작동한다. 혼합헤드에는 단일 와류형 분사기를 벌집형태로 배열하였으며 가스 온도 균일성 향상과 연소 안정성 향상을 위한 혼합링과 터빈까지의 배관을 고려한 노즐을 장착하였다. 설계점 연소시험에서 산화제 과잉 예연소기는 높은 연소 안정성과 생성가스의 균일한 온도분포를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.79-95
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• 2022

1950년대 우주 개발이 시작된 이래로, 다양한 목적에 따라 많은 상단 엔진이 개발되어 운용 중에 있다. 본 논문에서는 과거 개발되었거나 현재 개발 중인 해외 상단 엔진의 정보를 분석하여 그 특징과 성능을 요약하여 제시하였다. 최근 발사된 상업용 대형 발사체의 경우 상단으로는 팽창기 사이클을 적용한 수소 엔진 적용 사례가 많았다. 케로신 엔진은 과거 많은 개발이 이루어졌으며, 이러한 경험을 바탕으로 이론상의 최대 성능에 근접한 것으로 보인다. 한편, 최근 이슈화 되고 있는 메탄 추진제 또한 다양한 장점으로 많은 개발이 진행되는 중이다. 뉴스페이스 시대에 발사체 시장에는 민간 기업이 활발하게 참여하고 있으며, 정부와 기업이 합작하여 차기 엔진을 개발하는 사례도 다수 진행되고 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.187-192
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• 2006

본 논문에서는 추력 30톤급 액체로켓엔진의 실물형 연소기 물냉각 연소시험 성능결과에 대해 기술하였다. 연소기 연소압력은 53bara 그리고 추진제 유량은 90kg/s이다. 30톤급 실물형 연소기에 대한 첫 채널 냉각 연소시험인 관계로 연소실 채널로 냉각수 물을 케로신 설계 냉각 체적 유량의 110%인 35kg/s와 케로신 냉각과 비슷한 성능을 갖는 유량 18kg/s에 대한 연소시험을 수행하였다. 각각의 연소시험 결과에 대해 기술하였으며, 채널 냉각 연소실에서 냉각 성능이 충분해 케로신 냉각 연소시험이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권2호
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• pp.9-15
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• 2017

제올라이트 촉매를 이용한 에탄올의 연소 성능 향상 가능성과 질소산화물 및 일산화탄소 배출 특성을 검증하기 위해 촉매 반응 생성물, 에탄올, 케로신을 연료로 사용하여 마이크로 가스터빈 엔진 구동실험을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 촉매 반응 생성물의 추력은 케로신의 추력보다 낮았으나 에탄올을 사용했을 때에 비해 평균적으로 5% 정도 향상되었다. 촉매 반응 생성물의 질소산화물과 일산화탄소 배출량은 전반적으로 케로신에 비해 매우 낮게 측정되었다. 결론적으로 제올라이트 촉매를 이용하여 에탄올을 개질하는 경우, 에탄올의 친환경성을 유지하면서 엔진성능을 개선할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.563-569
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• 2012

추력 30톤급 액체로켓엔진에 대한 에너지 밸런스 해석을 수행하였다. 추력-연소압 관계, 추력-추진 제유량 관계 및 연소압-연료펌프상승 관계를 문헌에 공개된 실존 로켓엔진에 대한 데이터베이스와 비교하였다. 참고문헌의 분류에 따른 구형 설계보다 연소압이 높으며 이는 고성능 지향적이라는 의미를 가진다. 추력-추진제유량 비율은 기존엔진과 유사한 수준이었으며 이는 통상 수준의 비추력 성능을 의미한다. 연소압을 감안한 연료펌프의 압력상승은 높은 수준이며 이는 본 연구의 고려 대상인 엔진이 지상시험용으로서 차압설정이 최적화되지 않았기 때문이다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.67-75
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• 2004

액체로켓 엔진시스템에 있어서 과도 해석은 시스템 시험 항목이나 시험 횟수의 선정과 개발 기간 등의 단축을 위해 반드시 필요한 항목이다. 본 연구에서는 터보펌프 공급식 로켓 엔진의 수학적 모델을 구성하였으며. 이를 이용하여 추력 제어 밸브의 개도 변화에 따른 엔진의 작동 모드 변화에 대한 과도해석을 수행하였다. 검증을 위하여 AnaSyn을 이용한 모드 해석 결과와 비교하여 2% 범위 내로 일치하는 것을 확인하였다. 또한 로켓 엔진 시스템의 과도해석 모델을 이용하여 엔진 구성품에 대한 시스템 차원의 설계 변수 결정이 가능함을 보였다. 압력안정기(pressure stabilizer)는 가스발생기 혼합비를 균일하게 유지시켜주는 장치로서, 이에 대한 감쇠 강제진동 모델을 세워 고유진동수와 감쇠비의 함수로 안정 영역을 구하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권4호
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• pp.76-81
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• 2003

Kerosene/LOX를 추진제로 사용하는 액체로켓의 추력실에서 발생하는 열유속을 측정하기 위하여 calorimetric combustion chamber를 제작하여 연소실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 calorimetric combustion chamber는 연소실 및 노즐 부분이 각각 하나의 구역으로 제작되었으며, 각각의 구역에서 발생하는 열유속을 측정하기 위하여 냉각제의 출구에 열전대를 설치하였다. 실험은 O/F ratio 2.0에서 연소압 100psi에서 300psi까지 수행하였다. 본 실험에서 연소실에서 복사 열전달은 고려하지 않았다. 측정된 열유속은 연소압에 다라 거의 선형적인 변화를 보였다.