• 한국추진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.85-90
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• 2014

액체 추진 엔진 개발을 위해서는 서브시스템인 연소기 개발이 선행되어야 하고 설계 및 제작된 연소기의 성능 검증은 연소기 연소시험설비(CCTF)에서 수행된다. 연소기 연소시험설비는 로켓 엔진의 연소기를 개발하기 위한 시험 설비로 산화제로는 액체산소(Liquid Oxygen)를 사용하고 연료로는 케로신(Kerosene)을 사용한다. 이러한 추진제는 질소가스를 사용하여 고압으로 추진제 런탱크를 가압하여 연소실로 공급하게 된다. 우주센터에 구축 예정인 연소기 연소시험설비에 대한 상세설계가 수행되었으며, 본 논문에서는 고압가스 공급시스템에 대한 설계 결과를 소개하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.835-840
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• 2011

한국형발사체에서 독자적인 액체로켓엔진을 확보하기 위해 터보펌프개발은 필수적인 항목이라고 볼 수 있으며, 이 터보펌프의 실험적 신뢰성검증을 위한 실매질 시험설비의 구축을 위해 최근 액체산소와 케로신을 토대로 한 시험설비의 상세설계가 수행되어져 왔다. 본 논문에서는 시험설비 설계결과를 토대로 75톤급 터보펌프의 요구규격과 함께 실매질 시험설비의 설계규격을 제시하였고, 대표적인 서브시스템들의 설계결과를 설명하였다. 또한, 시험설비 운용과정에서 발생할 수 있는 주요 서브시스템에 대한 불확실성을 시뮬레이션과 실험적 검증을 통하여 사전에 제거할 수 있도록 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.317-320
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• 2011

과산화수소와 케로신을 이용한 이원액체추진제 로켓엔진을 위한 산화제 터보펌프를 설계하였으며 수류시험을 통해 설계된 터보펌프의 작동여부를 실험하였다. 과산화수소 터보펌프의 설계조건을 결정하고 펌프의 임펠러를 설계하였다. 펌프를 구동하기 위한 터빈을 차량용 터보차저로 선정하였으며 터빈 맵을 이용하여 가스발생기를 설계하였다. 펌프, 터빈과 가스발생기를 통합하여 터보펌프 시스템을 구축하였으며 수류시험을 통해 터보펌프 시스템이 1.47 bar의 압력으로 3.4 kg/s의 유량을 공급하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.130-133
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• 2009

액체 로켓 엔진의 경우 작동초기인 점화와 마지막의 소염시의 추진제 공급 순서는 안정적으로 시스템을 운영하는데 많은 영향을 끼친다. 안정적인 엔진의 작동확인을 위해 점화할 때 공급순서와 소염할 때 추진제의 공급 순서를 바꾸어 가면서 연소 실험을 수행 하였다. 본 연구에 사용된 분사기는 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하는 동축 스월형이며, 점화 방식은 촉매 점화를 방식을 사용하였다. 본 실험을 통해서 액체로켓엔진의 연소 시험을 안정적으로 수행하기 위해 점화와 소염할 때의 최적의 시퀀스를 찾아내었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제12권3호
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• pp.396-405
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• 2009

The experimental research was conducted to setup a performance prediction logic for the regenerative cooling system on a small scale liquid rocket engine using kerosene and LOX. Total heat flux of the combustion gas side was determined for the flow rate of the coolant, combustion pressure using the calorimeter thrust chamber. Based on the experimental investigation, a performance prediction scheme for the regenerative cooling system is setup in our own way. A performance prediction logic for the regenerative cooling system has been developed by the correction scheme of the combustion gas side. The key parameters determining the temperature limitation of the coolant are the mass flow rate of the coolant and the length of the combustion chamber and the nozzle. And the parameters to control the limitation of the usable wall temperature are the number of channels and wall thickness.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.67-75
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• 2013

케로신-액체산소 로켓 엔진에 적용되는 산화제 과잉 예연소기의 냉각 성능 확인을 위한 수치 해석을 수행하였다. 예연소기 1차 연소구역을 상사하기 위하여 분사기 배열에 따른 혼합비를 바탕으로 연소가스 물성치를 계산하였고, 냉각제로서 채널을 흐르는 산소의 물성치는 실제기체 조건에 대하여 적용하였으며, 1차 연소구역과 냉각제로 쓰인 액체산소의 혼합과정은 다상혼합모델을 적용하였다. 수치 해석으로 계산된 결과를 연소시험과 비교하였으며, 이를 통하여 재생냉각 채널과 연소실에서의 물성 등을 정량적으로 파악할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.129-132
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• 2012

본 연구에서는 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하는 동축 스월형 다중 인젝터 로켓 엔진의 혼합비에 따른 연소 특성을 확인하기 위하여 설계 혼합비인 7.6을 기준으로 6.0~9.0까지 변화시켜가며 연소 실험을 수행하였다. 연소성능은 특성배기속도와 압력 섭동 값을 계산하여 평가하였다. 설계점 연소 실험을 포함하여 총 6번의 연소 실험을 수행하였고, 실험 결과 90%이상의 연소 효율을 보였으며, 압력 섭동 값은 1% 이내로 매우 안정적인 것으로 확인되었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.270-278
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• 2017

This paper describes development procedure and verification test results of a bi-propellant thruster using hydrogen peroxide and kerosene. The design thrust of the thruster is about 500 N and six swirl type coaxial injectors were used. The passage type manifolds were employed for the injector head to reduce the response time. The passage was designed to minimize stagnation points and recirculation region to ensure uniform flow distribution and sufficient cooling performance through flow analysis using Fluent. A catalytic igniter using hydrogen peroxide was installed at the center of the injector head. The propellant feeding and spray characteristics were confirmed by hydraulic tests. Combustion tests were performed on design and off-design points to analyze combustion characteristics under various mixture ratio conditions. The combustion test results show that combustion efficiency was over 95 % and chamber pressure fluctuation were less than 1.5 % under all test conditions.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.91-100
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• 2016

액체로켓엔진에 적용되는 원심형 터보펌프의 효율특성을 실험적으로 고찰하였다. 펌프 단품에 대한 시험결과를 토대로 터보펌프 조립체의 성능을 예측하면서 시험매질에 따른 펌프의 효율특성에 대한 변화를 분석하였다. 펌프에 적용된 작동유체로 단품시험을 위해서는 상온 청수와 액체질소, 터보펌프 조립체 시험에서는 케로신(Jet A-1)과 액체산소(LOX)가 적용되었다. 설계점과 탈설계점 영역을 포함하는 전반적인 작동조건에 대하여 펌프의 효율특성을 파악하였고, 단품시험으로부터 실매질 환경에서 보정된 펌프효율을 구할 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제6권1호
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• pp.28-38
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• 1981

동력경운기(動力耕耘機)의 효율적(效率的)인 이용(利用)과 고장(故障)으로 인(因)한 문제점(問題點)과 그에 따른 대책(對策)을 강구(講究)하기 위(爲)한 기초자료(基礎資料)를 제시(提示)코저 전국(全國) 8개도 278농가(農家)를 대상(對象)으로 동력경운기(動力耕耘機)의 각종(各種) 고장(故障) 및 수리실태(修理實態)를 조사분석(調査分析)한 결과(結果)는 다음과 같다. 가. 고장빈도(故障頻度) 동력경운기(動力耕耘機)의 대당(臺當) 년간(年間) 고장발생(故障發生) 빈도(頻度)는 9.05회(回)이었으며 평균(平均) 39.1시간(時間) 작업(作業)에 1회(回)의 고장(故障)이 발생(發生)되었다. 고장빈도(故障頻度)가 가장 높았던 곳은 점화연료공급계통(點火燃料供給系統)으로서 2.02회(回)로 전체고장(全體故障)의 22.3%를 차지하였고, 그 다음이 부속작업기(附屬作業機) 시린더계통(系統), 주행장치등(走行裝置等)의 순서(順序)로 나타났다. (2) 동력경운기(動力耕耘機) 사용년수별(使用年水別) 고장(故障) 발생빈도(發生頻度)는 구입후(購入後) 6년(年) 이하(以下) 경과(經過)된 기계(機械)에서 37.7시간(時間) 사용(使用)에 1회(回)의 고장(故障)이 발생(發生)된 것으로 나타나 가장 높았고 그 다음이 구입후(購入後) 2년(年) 미만(未滿)된 기계(機械)로서 38.6시간(時間) 작업(作業)에 1회(回)이 고장(故障)이 발생(發生)되었다. (3) 동력경운기(動力耕耘機) 기종별(機種別) 고장(故障) 발생빈도(發生頻度)는 석유(石油)엔진이 36.3시간(時間) 작업(作業)에 1회(回)의 고장(故障)이 발생(發生)되어 디젤엔진의 42.8시간(時間)보다 높았고 마력별(馬力別)로는 석유(石油)엔진의 경우(境遇) 8마력(馬力)이 10마력(馬力)보다 고장(故障) 발생빈도(發生頻度)가 높게 나타났다. (4) 동력경운기(動力耕耘機) 월별(月別) 고장(故障) 발생빈도(發生頻度)는 10월(月)에 가장 낮아 51.5시간(時間) 작업(作業)에 1회(回)의 고장(故障)이 발생(發生)되었고 그 다음이 6월로 49.7시간(時間) 작업(作業)에 1회(回)의 고장(故障)이 발생(發生)된 것으로 나타나 작업시간(作業時間)이 많았을 때 고장(故障) 발생빈도(發生頻度)는 상대적(相對的)으로 적었던 것으로 나타났다. 나. 수리장소(修理場所) (1) 동력경운기(動力耕耘機) 고장시(故障時)의 수리장소(修理場所)는 자가수리(自家修理)가 평균(平均) 45.3%이었고 공장수리(工場修理)가 54.7%로 나타나 공장수리(工場修理)가 자가수리(自家修理)보다 많았다. (2) 동력경운기(動力耕耘機) 사용년수별(使用年數別) 수리장소(修理場所)는 구입후(購入後) 경과년수(經過年數)가 길어질수록 공장수리(工場修理)보다 자가수리(自家修理)가 많아지는 것으로 나타났다. (3) 동력경운기(動力耕耘機) 자가수리율(自家修理率)은 디젤엔진이 석유(石油)엔진보다 높았으며 석유(石油)엔진에서는 10마력(魔力)이 디젤엔진에서는 8마력(魔力)이 높았다. (4) 고장부위별(故障部位別) 자가수리(自家修理) 비율(比率)은 조향장치(操向裝置)가 가장 높아 66.7%였으며 그 다음이 점화연료계통(點火燃料系統)인 것으로 나타났고 자가수리비율(自家修理比率)이 가장 낮는 곳은 부속작업기(附屬作業機)로서 26.5%에 불과(不過)하였다. 다. 고장원인(故障原因) (1) 동력경운기(動力耕耘機) 고장원인(故障原因)은 기계(機械)의 노후(老朽)에 의(依)한 고장(故障)이 년간(年間) 대당(臺當) 5.18회(回)로 전체(全體)의 57.2%를 차지하여 가장 많았고 정비불량(整備不良)과 과부하(過負荷)로 인(因)한 고장(故障)이 전체(傳遞)의 37.7%이었다. (2) 동력경운기(動力耕耘機) 구입후(購入後) 2년(年) 미만(未滿)의 기종(機種)에서는 정비불량(整備不良)으로 인(因)한 고장(故障)이 많았던 반면(反面) 노후(老朽)로 인(因)한 고장(故障)이 적었다. (3) 동력경운기(動力耕耘機) 고장원인(故障原因)은 기종별(機種別) 마력별(馬力別) 공(共)히 노후(老朽)로 인(因)한 고장(故障)과 과부하(過負荷)로 인(因)한 고장(故障)이 대부분(大部分)이었으며 특히 석유(石油) 5마력(馬力)엔진에서는 과부하(過負荷)로 인(因)한 고장(故障)이 월등히 높았다. (4) 동력경운기(動力耕耘機) 부위별(部位別) 고장원인(故障原因)은 시린더 계통(系統)과 주행장소(走行場所)의 고장(故障)에서는 주(主)로 노후(老朽)에 의(衣)한 원인(原因)이 많았던 반면(反面) 점화연료계통(點火燃料系統)의 고장(故障)에서는 정비불량(整備不良)으로 인한 고장(故障)이 많았다. 라. 수리비율(修理(比率) (1) 동력경운기(動力耕耘機) 년간(年間) 대당(臺當) 수리비(修理費)는 34,509원이었고 동력경운기(動力耕耘機) 1시간(時間) 수업당(修業當) 평균(平均) 수리비(修理費)는 97원이었다. (2) 동력경운기(動力耕耘機) 기종별(機種別) 수리비(修理費)는 석유(石油)엔진이 40,697원으로 디젤엔진의 28,322원보다 훨씬 많았다. (3) 동력경운기(動力耕耘機) 기종별(機種別) 1시간(時間) 수업당(修業當) 평균(平均) 수리비(修理費)는 석유(石油)엔진이 108원으로 디젤엔진의 86원보다 많았으며 마력별(馬力別)로는 차이(差異)가 없었다. (4) 동력경운기(動力耕耘機) 고장부위별(故障部位別) 년간(年間) 수리비(修理費)는 시린더 계통(系統)이 13,036원으로 가장 많았으며 조향장치(操向裝置)가 362원으로 가장 적었다. (5) 동력경운기(動力耕耘機) 1회(回) 수리시(修理時)의 평균(平均) 수리비(修理費)는 3,713원이었으며 시린더계통(系統)이 10,598원으로 가장 많았고 조향장치(操向裝置)가 1,006원으로 가장 적었다. 마. 자가수리소요시간(自家修理所要時間) 및 고장(故障)으로 인(因)한 불가동시간(不稼動時間) (1) 동력경운기(動力耕耘機) 년간(年間) 대당(臺當) 자가수리(自家修理) 소요시간(所要時間)은 8.36시간(時間)이었고 고장(故障)때문에 작업(作業)하지 못한 시간(時間)은 년간(年間) 대당(臺當) 93.5시간(時間)이었다. (2) 동력경운기(動力耕耘機) 사용년수별(使用年水別) 자가수리시(自家修理時)의 1회수리당(回修理當) 소요시간(所要時間)은 6년이상(年以上) 경과(經過)된 기계(機械)에서 21.3시간(時間)으로 가장 높았고 고장(故障) 때문에 사용(使用)하지 못한 시간(時間)은 2년(年) 미만(未滿)된 기계(機械)에서 년간(年間) 대당(臺當) 127.13시간(時間)으로 나타나 가장 높았다. (3) 동력경운기(動力耕耘機) 기종별(機種別) 자가수리시(自家修理時)의 1회(回) 수리당(修理當) 소요시간(所要時間)은 디젤엔진이 10.66시간(時間)으로 석유(石油)엔진의 6.48시간(時間)보다 많았고 고장(故障)으로 인(因)하여 가동(稼動)하지 못한 시간(時間)은 석유(石油)엔진이 년간(年間) 대당(臺當) 99.4시간(時間)으로 디젤엔진의 88.67시간(時間)보다 많았다. (4) 동력경운기(動力耕耘機) 마력별(馬力別) 자가수리시(自家修理時)의 1회수리당(回修理當) 소요시간(所要時間)은 석유(石油)엔진 디젤엔진 공(共)히 8마력(馬力)이 가장 적어 석유(石油)엔진 3.78시간(時間)이었고 디젤엔진은 8.25시간(時間)이었다. (5) 동력경운기(動力耕耘機) 고장부위별(故障部位別) 자가수리시(自家修理時)의 1회수리당(回修理當) 소요시간(所要時間)은 시린더 계통(系統)이 가장 많은 32.02시간(時間)이었고 고장(故障)으로 인(因)하여 가동(稼動)하지 못한 시간(時間)은 시린더 계통(系統)이 가장 많아 년간(年間) 대당(臺當) 37.30시간(時間)이었다.