• 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.

• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.205-210
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• 2007

75톤급 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 산화제펌프에 대한 로터다이나믹 설계를 수행하였다. 인듀서와 임펠러 및 베어링의 축배치는 항우연에서 개발 중인 유사한 구조를 가지는 터보펌프를 근간으로 하였고, 75톤급 산화제펌프 수력 설계에 맞추어 인류서, 임펠러의 축길이가 반영되었다. 후방 베어링으로부터 임펠러까지의 거리를 베어링 하중 설계에 대한 설계 변수로 고려하였고, 전방 베어링과 후방 베어링의 강성을 변화시키면서 회전 속도에 따른 비동기 고유진동수 해석을 수행하여 산화제 펌프의 임계속도를 고찰하였다. 베어링에 적절한 하중이 부과된다면 산화제 펌프의 임계속도는 기준속도 11,000 rpm과 비교하여 충분히 높기에, sub-critical 로터로서 기준속도 이내에서 안정적인 터보펌프의 운용이 가능하리라 판단된다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.250-257
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• 2001

Low NPSH and high pressure pumps are widely used for turbopump systems, which have an inducer and operate at high rotating speeds In this paper, a meanline method has been established for the preliminary design and performance prediction of pumps having an inducer for cavitating or non-cavitating conditions and at design or off-design points. The method was applied for the performance prediction of a fuel pump, which had been developed by Hyundai Mobis in collaboration with KeRC for a liquid rocket engine. The engine uses liquid methane and liquid oxygen as working fluids and rotates at 50,000 rpm KeRC carried out a model testing of the fuel pump with water as a working fluid at the reduced speed (10,000 ${\~}$ 15,000 rpm). Predicted performances by the method are shown to be in good agreement with experimental results for cavitating and non-cavitating conditions. The established meanline method can be used for the performance prediction and preliminary design of high speed pumps which have a inducer, impeller and volute.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권1호
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• pp.8-13
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• 2017

한국형 발사체 3단 엔진용 터보펌프 터빈에 관해 성능 시험을 수행하여 성능 특성 결과를 분석하였다. 터빈은 초음속 충동형 방식의 단단 형태이며, 노즐은 시동 노즐 1개와 정상 운전용 노즐 4개로 이루어졌으며, 부분 분사 형태로 되어 있다. 한국항공우주연구원 내의 고압 공기 터빈 상사 시험 설비를 이용하여 상사 시험을 수행하였다. 시험 결과 효율은 회전수 변화에 크게 변화하며, 이에 반해 압력비 변화에는 다소 작게 변화하는 초음속 충동형 터빈의 일반적인 특성을 보이고 있다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.145-152
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• 2000

A turbopump system composed of two pumps and one turbine is considered. The turbine composed of a nozzle and a rotor is used to drive the pumps while gas passes through the nozzle, potential energy is converted to kinematic energy, which forces the rotor blades to spin. In this study, an aerodynamic design of turbine system is investigated using compressible fluid dynamic theories with some pre-determined design requirements (i.e., pressure ratio, rotational speed, required power etc.) obtained from liquid rocket engine (L.R.E.) system design. For simplicity of turbine system, impulse-type rotor blades for open type L.R.E. have been chosen. Usually, the open-type turbine system requires low mass flow rate compared to close-type system. In this study, a partial admission nozzle Is adopted to maximize the efficiency of the open-type turbine system. A design methodology of turbine system has been introduced. Especially, partial admission nozzle has been designed by means of simple empirical correlations between efficiency and configuration of the nozzle. Finally, a turbine system design for a 10 ton thrust level of L.R.E is presented.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권11호
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• pp.1132-1138
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• 2008

가스발생기 후연소 액체로켓엔진의 특징을 설명하고 이를 모사할 수 있는 프로그램을 작성하였다. 프로그램은 Matlab를 사용하여 작성되었으며 GUI환경을 갖추고 있기 때문에 특별히 사용방법을 익히지 않고 바로 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 작성된 프로그램의 검증을 위해서 선진국 엔진과 비교하였으며 대부분 1% 이내의 오차로 비교적 실제 엔진과 가깝게 모사할 수 있는 것을 확인하였다. 다만 압력부분에서 많은 오차를 보이고 있는데 이는 실제 엔진보다 공급시스템에 차압이 낮게 주어졌기 때문으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권5호
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• pp.73-78
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• 2008

국내에서는 1999년부터 터보펌프의 개발을 실질적으로 시작하였다. 최근 국내에서 독자적으로 개발한 30톤급 액체로켓엔진용 터보펌프는, 엔진에서 요구하는 모든 작동영역에서의 실매질성능시험을 성공적으로 통과하였다. 이는 터보펌프가 우리나라의 액체로켓엔진의 독자개발에 있어 큰 기술적 장벽으로 여겨져 왔다는 점에서 큰 의미를 갖는다. 본 논문에서는 그간 국내에서 수행되어온 터보펌프관련 개발 현황과 향후 나아가야 할 방향에 대하여 제언하고자 한다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.347-351
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• 2004

The cryogenic test facility is developed for test of deep groove ball bearings, floating ring seals, materials (steel & copper) for High Pressure Turbopump of liquid rocket engine (LRE). The cryogenic bearing test is performed to evaluate the flow rate of cooling water and the load-carrying capacity of bearings. The cryogenic seal test is performed to evaluate the determination of magnitude of leakages through the seal, a time variation of this magnitude. The test of the materials Pair is performed to evaluate its fitness for operation in the liquid oxygen medium.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.343-346
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• 2010

한국형발사체 추진기관 개발을 위한 연소기 연소시험설비, 터보펌프 실매질 시험설비, 엔진 지상 및 고공모사 연소시험설비, 추진기관시스템 시험설비 구축 계획에 대해 간략히 기술하였다. 연소기, 터보펌프, 엔진 시험설비에서는 75톤급 액체로켓엔진의 부품 및 엔진시스템의 개발 및 인증시험을 수행할 예정이고, 추진기관시스템시험설비에서는 한국형발사체 1/2/3단용 추진기관시스템의 개발 시험을 수행할 예정이다. 추진기관 시험설비는 나로우주센터에 건설될 예정이며 구축 일정, 예산, 안전거리, 효율성 등을 고려하여 구축하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권5호
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• pp.60-71
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• 2007

액체로켓 엔진의 시동은 연소기와 가스발생기의 안정적인 점화는 물론 시동에 소요되는 시간을 단축하여 추력 발생과 상관없는 추진제 소모량을 줄이는 방향으로 전개되어야 한다. 특히 엔진시스템의 시동 순서나 규격을 모두 시험적으로 개발하는 데는 한계가 있으며, 안전상의 이유로 시험 조건이나 시동 cyclogram에 대한 해석적인 분석이 선행될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 가스발생기 사이클 액체로켓 엔진의 수학적 모델을 상용 1차원 유체시스템 해석 프로그램인 Flowmaster를 기반으로 개발하였으며, 이를 이용하여 안정된 엔진 시동을 위한 파이로시동기 규격이나 연소기 및 가스발생기 종단밸브의 열림시간 등을 구하는 방법론을 제시하였다. 아울러 해석 결과로 구한 시동특성을 해외 엔진의 시동 해석 결과와 정성적인 비교를 수행하여 비교적 잘 일치함을 파악하였다.