• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.243-246
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• 2008

This paper is to consider analytical thermodynamic modeling of bipropellant propulsion system. The objective of thermodynamic modeling is to predict thermodynamic conditions such as pressures, temperatures and densities in the pressurant tank and the propellant tank in which heat and mass transfer occur. In this paper also it shows analytic equations that calculate the evolution of ullage volume and interface areas. Since the ullage interface areas are time-varying,(the liquid propellant volume decreases as the rocket engine is firing; the change of ullage volume correspond to the change of liquid propellant volume) for a numerical convenience non-dimensionalized correlations are commonly used in most literatures with limitations; a few percentages of inherent error. The analytic equations are derived from analytic geometry, subsequently without inherent error. Those equations are important to calculate the heat transfer areas in the heat transfer equations. It presents the comparison result of both analytic equations and correlation method.

• 한국분무공학회지
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• 제24권2호
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• pp.82-88
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• 2019

Shear coaxial injectors were commonly used in rocket engine combustor. They showed good combustion performance. However it is not easy to control the thrust. Pintle injectors were not as popular as the coaxial injectors so far, they have a great advantage over the coaxial injectors. That is, it is relatively easy to control the thrust. Spray characteristics of gel type propellant from movable sleeve pintle injector were investigated. Water with 0.05% of Carbopol 940 was used as gel simulant instead of kerosene gel combined with Thixarol ST for academic purpose. Experiments were performed in various temperature, pressure and pintle opening condition. The results were compared with neat liquid spray. It is also verified that the capabilites of the injector by adjusting the pintle opening.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.432-435
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• 2008

Launch vehicle for injecting the satellite into its orbit is composed with propulsion system, guidance and navigation system, telemetry and so on. Among the others, the propulsion system is the most important part, because that is the key factor of failure of launch vehicle. Especially, the most of failures were occurred in time of engine startup. Therefore, the study of the conditions for stable engine startup is needed at the first step of development. The many researches were accomplished for mathematical modeling, stable startup engine and control of liquid propellant rocket engine. But the cavitation problem that can be occurred at an inlet of pump associated with propellant feeding system wasn't considered in these works. In this paper, propulsion system model was integrated with clustered engines and propellant feeding system for the simulations of engine startup. As the results of simulations, the requirements were deduced for the stable engine startup without the cavitation at an inlet of pump.

• 한국추진공학회지
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• 제23권6호
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• pp.39-50
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• 2019

액체 추진제 공급 시스템에 대한 Modeling and Simulation(M&S)는 엔진의 각 구성품을 수학적으로 모델링하여 특정 조건에서의 성능을 예측하는 기법이다. 본 논문에서는 국내외에서 수행된 관련 연구를 분석하여 액체 로켓엔진에 적용되는 공급 시스템에 대한 M&S의 기본 구성을 파악하였다. 구성요소의 보편적인 수학적 모델링을 정리하고 각 연구 결과에 대한 특징을 분석하였다. 또한 해석 및 검증 결과를 바탕으로 선진 해외 연구 기관의 M&S 수준을 확인하였고, M&S 기법의 정확도와 관련한 요인을 기술하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.47-53
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• 2015

이론성능해석을 통하여 메탄/산소 이원추진제 소형로켓엔진의 형상설계에 필요한 설계인자들을 도출하였다. 로켓엔진의 이론성능 분석을 위해 CEA를 이용하였고, 추력실 내부의 화학반응을 화학평형 상태로 가정하여 엔진의 형상설계에 필요한 최적의 추진제 혼합비, 특성길이, 최적 팽창비 등을 도출하였다. 인젝터의 경우, 미립화 성능이 우수하고, 다른 인젝터 형상에 비해 연소효율이 높은 스월 동축 인젝터를 설계하였다. 노즐형상은 80%의 길이를 갖는 벨형 노즐을 설계하였고, 추력실 내부압력 1.72 MPa, 총 추진제 질량유량 0.18 kg/s, O/F ratio 2.7일 때의 지상연소시험용 로켓엔진의 형상설계 결과를 제시한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.375-379
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• 2008

본 연구에서는 과산화수소 분해 반응을 이용하여 세계 최초로 10뉴턴 급의 추진력을 갖는 액체 추진 소형 모델 로켓을 제작하고 발사 시험을 하였다. 일련의 설계를 통해 인젝터에 지름 200${\mu}m$의 오리피스를 7개 만들었고, 목의 지름이 2.5mm 이고 면적비가 2.56인 노즐을 제작하였다. 촉매로 백금을 코팅한 아이솔라이트(Isolite)를 사용하였다. 90wt% 과산화수소를 질소 가스를 통해 20bar로 가압하여 촉매 베드의 길이와 베드에 올린 백금의 적재량을 변수로 하여 추력 실험을 행하였다. 그 결과, 5wt%의 백금을 4cm의 베드에 올렸을 때 가장 높은 $c^*$ 효율과 추력 안전성을 보여주었다. 경량화를 위해 로켓의 몸체는 알루미늄으로 만들었으며, 제작한 로켓에서는 솔레노이드 벨브를 통해 유량을 조절하였다. 발사 시험을 행한 결과 비교적 일정한 속도로 10m 가량을 올라갔다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.349-352
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• 2008

본 연구는 고체 추진제 그레인의 형상 변화에 따른 연소 특성을 고찰 하였다. LRE(액체로켓엔진)는 추진제의 공급량을 조절하여 추력을 변화시킬 수 있지만, SRM(고체로켓모터) 연소기 형상은 단순하지만 연소가 시작되면 추력 제어가 어렵다. 이러한 SRM(고체로켓모터)의 추력 제어의 어려움을 그레인의 크기나 형상의 변화를 통해 부분적으로 해결 할 수 있다. 소형 로켓의 추진제에 적합한 그레인을 설계하고 실험을 통해 검증하였습니다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.636-640
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• 2002

Acoustic coupled combustion instability, which is one of the most undesirable phenomena in the development of liquid propellant rocket engine, can cause serious damage to a rocket itself, and must be avoided by all means. Unfortunately, KSR-III rocket went through combustion instability during engine start at the propulsion test article No.2. To resolve the problem, time sequence (cyclogram) has been changed, and baffle system has been applied. In consequence of change, stable combustion was achieved.

• 한국분무공학회지
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• 제25권3호
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• pp.126-131
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• 2020

Throttleable rocket engines are in high demand due to the diversification of space missions. Pintle injector is known to be suitable for throttleable rocket engines, because of its high efficiency in overall thrust zone. In this study, the relationship between spray angle of a throttleable pintle injector and total momentum ratio based on hot fire test conditions was investigated. As a result, the spray angle in 100% and 60% throttling level is higher than the spray angle obtained by the case which considers only propellant mass flow rate, owing to higher total momentum ratio (TMR). The results of this study may be useful for predicting spray angle in hot fire test.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.46-51
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• 2012

본 연구에서는 액체로켓엔진 단계식 연소 사이클의 기본 설계 사양을 도출하기 위한 시스템 해석을 수행하였다. 액체산소를 산화제로 하고 액체수소와 RP-1을 각각 연료로 사용하는 엔진에 대해 사이클 해석을 적용하였다. 엔진의 성능지표인 비추력을 기준으로 하여 실제 개발되어있는 엔진과 1% 이내의 차이를 보였다. 사이클 해석을 위해 개발된 프로그램은 압력과 유량 균형, 터보펌프-터빈의 에너지 균형 조건을 만족하며 주어진 추력에 대한 연료 소모와 비추력 및 각 부품의 기본적인 사양을 도출할 수 있다. 추가적인 제한조건들의 조사가 이루어지면 통합 최적화 프로그램으로 발전시킬 수 있을 것으로 판단된다.