• 한국추진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.20-26
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• 2009

30톤급 액체로켓엔진용 터보펌프에 대하여 실매질을 사용하여 성능시험이 이루어졌다. 산화제펌프와 연료펌프에는 각각 액체산소, 케로신의 실매질을 사용하고 터빈에는 고압의 상온 수소가스가 사용되었다. 터보펌프는 설계점과 탈설계점의 전 영역에서 안정적으로 작동하였고 요구되는 성능 조건을 만족 시켰으며 이로써 엔진 서브시스템 수준의 터보펌프 개발이 성능 측면에서 검증되었다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 단일 운전으로 세 운용점에서 총 75초간 작동된 경우의 시험결과를 소개하였다. 펌프와 터빈의 성능 특성 관점에서 터보펌프 조립체의 실매질 성능시험 결과와 터보펌프 구성품의 상사 성능시험 결과가 양호하게 일치하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.359-365
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• 2008

30톤급 액체로켓엔진용 터보펌프에 대하여 실매질을 사용하여 성능시험이 이루어졌다. 산화제펌프와 연료펌프에는 각각 액체산소, 케로신의 실매질을 사용하고 터빈에는 고압의 상온 수소가스가 사용되었다. 터보펌프는 설계점과 탈설계점의 전 영역에서 안정적으로 작동하였고 요구되는 성능 조건을 만족시켰으며 이로써 엔진 서브시스템 수준의 터보펌프 개발이 성능 측면에서 검증되었다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 단일 운전으로 세 운용점에서 총 75초간 작동된 경우의 시험결과를 소개하였다. 펌프와 터빈의 성능 특성 관점에서 터보펌프 조립체의 실매질 성능시험 결과와 터보펌프 구성품의 상사 성능 시험 결과가 양호하게 일치하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권4호
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• pp.64-71
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• 2022

개량된 성능의 상단엔진 개발을 위해 다단연소 사이클 액체로켓엔진의 연구가 진행 중이다. 재점화 기술을 개발하기 위한 수류시험, 점화시험, 연소시험을 계획하여 수행하였다. 재점화 시 터보펌프에서 캐비테이션 현상을 발생시킬 수 있는 연료라인으로의 퍼지가스 유입문제를 해결하기 위해, 각 단계의 시험결과를 분석하였다. 분석결과를 바탕으로 기포제거 밸브의 작동, 퍼지밸브와 엔진 연료밸브의 열림 중첩시간 줄임을 통해 퍼지가스 유입문제를 해결하였다. 이를 바탕으로 재점화 연소시험을 성공적으로 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.89-95
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• 2011

2021년 발사를 목표로 개발이 진행 중인 한국형 발사체는 1.5톤 급의 실용 위성을 지구 저궤도에 올릴 수 있는 3단형 로켓으로 각 단별로 독자적으로 개발된 액체 추진기관 시스템을 적용하게 될 계획이다. 새로운 액체 추진기관의 개발 수준을 평가하기 위해서는 적절한 시험 설비에서 수행되는 시스템 종합시험이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 한국형 발사체의 개발을 위한 추진기관 시스템의 개발 인증을 위해 추진기관 시스템의 개발 단계별로 요구되는 시험의 종류와 반드시 확인해야 할 변수들을 검토하고 전체 시스템의 신뢰도 만족을 위해 적절한 시험의 횟수 및 시험 시간을 결정하는 내용을 정리하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권4호
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• pp.48-53
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• 2017

액체로켓엔진은 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 각종 밸브 및 배관, 조인트, 오리피스, 튜브, 하니스, 센서 등이 결합되어있는 매우 복잡한 시스템이다. 대부분의 액체로켓엔진 부품은 IT(ISO Tolerance) 기준으로 6등급 이상의 높은 정밀도를 요구하며 정상운용 전후 시동과 종료 등과 같은 비정상 시의 응답에도 대응해야한다. 따라서 엔진 시스템 및 부품은 넓은 영역에서 안정적으로 동작할 수 있도록 설계되어야하며 조립은 이러한 설계철학을 충실히 반영하여야 한다. 엔진 설계 시에는 부품 간에 물리적 혹은 기능적 간섭이 없도록 공간배치를 해야 하며 조립 중 조립성과 조립 후 유지보수의 효율성까지도 고려되어야 한다. 특히 양산품이 아닌 개발 단계에서는 조립 중 부품 간 공차의 누적, 각종 구성품의 비정렬, 부품 인터페이스 간의 불일치 등이 발생할 수 있다. 즉, 엔진조립공정은 개발 중 내재되어있는 각종 위험이 현실화 되는 위기 혹은 예상치 못한 사건(incident)이 발생하기 쉬운 작업이다. 그러므로 조립 중 사건이 발생했을 경우를 대비한 신속한 대응시스템이 구비되어야한다. 이 연구에서는 위에서 언급한 사항들의 기본적 대응방법과 한국형발사체에 탑재되는 7 tonf 급 엔진의 실제 조립공정을 다루었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.1027-1037
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• 2009

우주발사체용 30톤급 액체로켓엔진 재생냉각 연소기 개발과정에 관하여 기술하였다. 이중추진제 동축 와류형 분사기 개발에서부터 시작하여 축소형 연소기를 통해 요소기술을 검증하고 개발된 기술을 실물형 연소기에 적용하였다. 총 5기의 실물형 연소기 개발시제를 사용하여 점화성능, 연소안정성, 연소성능, 냉각성능, 내구성 등의 검증을 수행하였다. 이 과정에서 총 46회의 실물형 연소기 연소시험을 실시하였고 이 중 23회는 기폭장치를 이용한 연소안정성 평가시험을 병행하였다. 시험 결과 30톤급 재생냉각 연소기는 연소 성능 및 연소안정성 요구사항을 모두 만족시켜 단품 개발이 성공적으로 완료된 것으로 평가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.1038-1047
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• 2009

추력 30톤급 펌프공급방식 액체로켓엔진을 위한 가스발생기 개발 과정에 관하여 기술하였다. 액체산소와 케로신을 추진제로 연료 과농 조건에서 작동하는 가스발생기의 개발을 위해 분사기 개발에서부터 시작하여 축소형, 실물형 개발시제를 거쳐 가스발생기 단품 개발을 성공적으로 완료하였다. 가스발생기 설계 과정에서 다양한 해석적 방법을 적용하였으며 점화 시험, 연소성능 및 연소안정성 평가시험, 내구성 평가시험 등을 통해 가스발생기의 성능요구사항을 시험적으로 검증하였다. 개발된 가스발생기는 연소압 및 혼합비 운용 영역 내에서 안정적으로 작동하며 성능 및 수명 요구조건을 만족시킴을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.62-65
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• 2011

액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관 기술 개발을 위해 시제품을 제작하였다. 기술 개발 시제품은 체결용 플랜지, 직관, 곡관, 벨로우즈, 분기구로 구성하였다. 액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관은 터보펌프에서 토출된 고압의 극저온 산화제를 연소기로 공급하는 경로이므로 극저온, 고압의 작동환경에서 구조적 안정성을 가져야 한다. 따라서 본 제작공정 개발에서는 극저온을 고려한 구조해석을 수행하여 적합한 소재를 선정하였으며, 공정개발과 특수공정을 적용하여 시제품을 제작한 후 구조강도 시험을 수행하였다. 본 개발을 통해 액체로켓엔진에 적용되는 극저온 산화재 고압배관을 위한 기술적 기반과 소재 응용기술, 향후 고성능 대형 액체로켓엔진에 적용하기 위한 공정개발을 완료하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.814-815
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• 2010

한국항공우주연구원에서는 한국형발사체 개발사업의 일환으로 KSLV-II 발사체의 추진기관 성능시험을 위한 연소기, 엔진 등 대형 추진기관 시험설비를 구축 및 운영 예정에 있다. 이에 앞서 해외 기술 선진국에서의 과거 발사체 개발에 적용하였던 대형시험설비에 대한 사례를 조사 및 검토함으로써 향후 국내 실정에 적합한 한국형발사체 시험설비 개발 계획에 참고하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권4호
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• pp.277-285
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• 2022

뉴스페이스 시대를 대표하는 소형위성 분야에서 발사기회에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. 이를 위한 소형위성 전용 발사서비스를 합리적인 가격에 제공하는 것은 많은 스타트업 기업들이 추구하는 새로운 비즈니스 모델이 되고 있으며, 여기에는 저비용 부품과 대량생산, 최적화된 제작 공정이 결합된 비용 절감을 위한 혁신적인 솔루션들이 요구되고 있다. 이러한 흐름 속에서 우리나라에서도 한국항공우연구원에서 제3차 우주개발 진흥 기본계획에 따라 누리호를 통해 개발된 액체로켓엔진 기술을 기반으로 2단형 소형발사체 개발에 대비하여 핵심기술 및 비용절감 기술들을 개발하기 위한 선행기술 연구에 착수하였다. 본 논문에서는 소형위성을 위한 혁신적이며 가격 경쟁력을 가지는 것을 목표로 하는 2단형 소형발사체의 개념을 소개하고, 스테이징 설계 및 2단형 발사체의 전기체 구성안을 포함한 임무설계 결과를 기술하였다.