• 제목/요약/키워드: Liquid Rocket Combustion Chamber

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액체로켓에서의 운동량비와 혼합비가 연소성능에 미치는 영향 (Effects of momentum ratio and mixture ratio on combustion efficiency in liquid rocket engine)

  • 한재섭;김선진;김선기;김유
    • 한국추진공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.38-43
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    • 1999
  • 본 연구는 액체 추진제 로켓 엔진의 연소성능을 평가할 수 있는 절차를 확립하고, 운동량비와 혼합비가 연소성능에 미치는 영향을 고찰하여 안정된 연소를 보장하면서 최대의 효율을 제공하는 설계조건을 결정하고자 수행되었다. 연구를 위해 질산/Kerosene을 추진제로 사용하고 추력 24 $\iota{b}_f$, 연소실 압력 200 psia, uni-element impinging streams doublet injector를 사용하는 엔진을 설계 및 제작하여 연소시험을 수행하였다. 연구로부터 점화시 발생하는 hard start 현상은 연소실 압력을 설계치의 25 % 정도가 되도록 한 후, 설계 압력으로 상승시키는 2단계 점화방법을 채택함으로서 최소화 할 수 있었다. 그리고 최대의 연소성능은 혼합비 3.6에 존재하였고, 연소성능은 운동량비 증가에 따라서 감소하였다.

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액체로켓엔진 분사기의 화염 및 동적 특성 연구 (A Study on Flame and Dynamic Characteristics of Injectors in Liquid Rocket Engine)

  • 송주영;이광진;서성현;한영민;설우석
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.141-145
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    • 2004
  • The objective of the present study is to conduct model combustion tests for various injectors to identify their combustion stability characteristics. Three different double swirl coaxial injectors with variation of a recess length have been tested for the comparative study of CH flame structure and dynamic characteristics. Gaseous oxygen and mixture of gaseous methane and propane have been employed for simulating actual propellants used for a full-scale thrust chamber. Upon test results, the direct comparison between various types of injectors can be realized for the selection of the best design among prospective injectors.

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유량 및 연소압에 따른 액체로켓 단위분사기 연소특성 변화 (Characteristics of Unielement Injector Combustion with Flow rates and Chamber Pressures)

  • 문일윤;김종규;한영민;유진;이양석;고영성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.247-250
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    • 2005
  • 단위 분사기의 실물형 연소기 적용 시 실물형 연소기의 배열, 구성 분사기 수량, 연소압 등의 이유로 동작환경이나 분사기 형상의 변화를 필요로 한다. Jet-A1과 액체산소를 추진제로 하는 동축 와류형 분사기의 실물형 적용성을 검토하기위해 연소압 증가, 추진제 유량 감소와 분사기 길이 증가 조건에서 연소시험을 수행하였다. 시험결과 연소압 증가와 추진제 유량 감소, 노즐길이 증가 시 특성속도효율이 개선되었으며 이에 반해 압력섭동의 강도는 미미하였고 특정한 주파수 대역을 보이지 않아 실물형 적용성이 우수하였다.

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러시아의 액체로켓엔진 개발과정 및 전망 (The characteristics in the developments of Liquid Rocket Engines in Russia)

  • 김철웅;박순영;조원국;설우석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.737-738
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    • 2010
  • 러시아의 액체로켓엔진 개발과정과 특징을 살펴보았다. 1960년대에는 closed cycle을 채용하여 연소압과 비추력을 최대한 높이려고 노력하였으며, 근래에는 기존 개발 부품의 이용과 최적화된 시험-개선과정으로 엔진개발비용을 최소화하고, 시장확대를 위한 활발한 국제협력을 진행하고 있다.

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액체로켓엔진 시스템 Lay-out 설계 개념 연구 (Study of Lay-out Design Concept for Liquid Rocket Engine System)

  • 정용현;이은석
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제1권4호
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    • pp.42-45
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    • 2007
  • The process of Lay-out design and assembly for liquid rocket engine was presented and the Lay-out design for main components of liquid Rocket engine system was studied. Vertical direction is recommended in the case of turbopump's arrangement. If the length of pipe between gas-generator with turbopump's turbine is shorter, gas-generator is stable. The arrangements of main valves are recommended as near disposition to combustion chamber, because shut-down process time is shorter. Interference with launch vehicle and structural strength considering gimbal actuator's force and control performance is considered in the case of gimbal actuator's supporter design.

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연소 불안정 현상의 비선형적 특성 고찰 (Note on Nonlinearity of Combustion Instability)

  • 서성현
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.240-243
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    • 2003
  • Combustion instability phenomena have been observed in various different combustion systems. For each specific combustion system, pressure fluctuations measured during high frequency combustion instability presented many different characteristics. High frequency instability occurring in a lean premixed gas turbine combustor mar be dominantly affected by a nonlinear relation between pressure oscillations and heat release rate fluctuations, and gas dynamics plays a crucial role in determining an amplitude of a limit cycle for a liquid rocket thrust chamber. Combustion instability phenomena manifest their inherent nonlinear characteristics. One is a limit cycle and the other bifurcation described by nonlinear time series analysis.

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저비용 발사체를 위한 다단연소 사이클 액체로켓 엔진 시스템 설계 (System Design of Staged Combustion Cycle Liquid Rocket Engine for Low Cost Launch Vehicle)

  • 조원국;하성업;김진한
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권7호
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    • pp.517-524
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    • 2019
  • 진공추력 88톤급 다단연소 사이클 로켓엔진의 시스템 설계를 수행하였다. 엔진 구성품에 대한 성능 평가는 기존의 연구를 활용하였으며 수렴된 엔진 시스템 성능을 구할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 본 연구 방법은 RD-180에 대한 기존의 연구와 비교함으로써 검증하였다. 본 연구는 가격 경쟁력을 고려하면서 성능 개선을 달성하기 위하여 한국형발사체 75톤 엔진의 개발 이력을 최대한 승계하였다. 엔진의 제작 난이도, 비용 그리고 성능 개선을 고려하여 연소압력 12MPa을 적용하였고 결과로써 23.4s의 진공비추력 향상을 얻을 수 있었다.

75톤급 재생냉각 연소기 기술검증시제 연료 수류시험 및 차압 해석 (Fuel-Side Cold-Flow Test and Pressure Drop Analysis on Technology Demonstration Model of 75 ton-class Regeneratively-Cooled Combustion Chamber)

  • 안규복;김종규;임병직;김문기;강동혁;김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.807-812
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    • 2011
  • 한국형발사체 1단에 사용될 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기술검증시제를 설계, 제작하여 연료수류시험을 수행하였다. 가압압력을 조절하여 연료 유량을 변경함으로써 주어진 유량에서 발생하는 연소기 재생냉각 채널에서의 압력 손실을 측정하였다. 연소실 각 부에서의 압력 손실을 측정할 수 있었으며, 상당량의 압력 손실이 유속이 강한 연소실 노즐목부에서 발생함을 확인하였다. 주어진 연료 수류시험 조건에서 수력학 해석을 통하여 수력학 해석 방법의 정확도를 검증할 수 있었다.

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75톤급 재생냉각 연소기 기술검증시제 연료 수류시험 및 차압 해석 (Fuel-Side Cold-Flow Test and Pressure Drop Analysis on Technology Demonstration Model of 75 ton-class Regeneratively-Cooled Combustion Chamber)

  • 안규복;김종규;임병직;김문기;강동혁;김성구;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.56-61
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    • 2012
  • 한국형발사체 1단에 사용될 75톤급 액체로켓엔진 연소기의 기술검증시제를 설계, 제작하여 연료 수류시험을 수행하였다. 가압압력을 조절하여 연료 유량을 변경함으로써 주어진 유량에서 발생하는 연소기 재생냉각 채널에서의 압력 손실을 측정하였다. 연소실 각 부에서의 압력 손실을 측정할 수 있었으며, 상당량의 압력 손실이 유속이 강한 연소실 노즐목부에서 발생함을 확인하였다. 주어진 연료 수류시험 조건에서 수력학 해석을 통하여 수력학 해석 방법의 정확도를 검증할 수 있었다.

Effects of Various Baffle Designs on Acoustic Characteristics in Combustion Chamber of Liquid Rocket Engine

  • Sohn, Chae-Hoon;Kim, Seong-Ku;Kim, Young-Mog
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권1호
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    • pp.145-152
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    • 2004
  • Effects of various baffle designs on acoustic characteristics in combustion chamber are numerically investigated by adopting linear acoustic analysis. A hub-blade configuration with five blades is selected as a candidate baffle and five variants of baffles with various specifications are designed depending on baffle height and hub position. As damping parameters, natural-frequency shift and damping factor are considered and the damping capacity of various baffle designs is evaluated. Increase in baffle height results in more damping capacity and the hub position affects appreciably the damping of the first radial resonant mode. Depending on baffle height, two close resonant modes could be overlapped and thereby the damping factor for one resonant mode is increased exceedingly. The present procedure based on acoustic analysis is expected to be a useful tool to predict acoustic field in combustion chamber and to design the passive control devices such as baffle and acoustic resonator.