• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권2호
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• pp.180-185
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• 2021

한-미 미사일지침 개정으로 우주발사체에 대한 고체추진제 사용 제한이 완전히 해제 됐다. 고체추진제는 1단형 과학로켓 KSR-1과 같이 고체추진제 로켓으로 활용 가능하고, 액체연료 발사체의 추력증강 부스터로도 활용 가능하다. 고체추진제는 액체추진제에 비하여 폭발 위험성이 낮은 장점이 있지만 브라질 알칸타라 발사장 폭발사고와 같이 사고가 일어나면 대형 인명사고로 이어질 수 있다. 이와 같은 대형 인명사고를 예방하기 위해서는 고체추진제의 저장 및 시험 시 최소한의 안전거리에 대한 검토가 사업의 기획단계 부터 검토되고 반영 되어야 한다. 본 논문에서는 발사체 고체추진제를 안전하게 사용하기 위한 최소한의 안전거리를 저장시설과 시험 시로 구분하여 산정 기준 및 사례를 제시하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제7권2호
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• pp.126-135
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• 2004

The KSR-III rocket developed by KARI is the first rocket vehicle which is adopting the liquid propellant rocket engine system in Korea and its flight test was successfully done last year, KSR-III is a sounding rocket class launch vehicle, but there is a sense to accomplish design, manufacture, performance test and finally its flight test by domestic technology. In this paper, the authors are intended to introduce the multi-purpose test facility(PTA-II Test Facility) which is constructed for the variety of tests on KSR-III feeding system(single component tests, verification tests, cold flow tests and combustion tests) and its firing test results.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.143-154
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• 2020

액체로켓엔진의 추진제 공급시스템의 각 요소와 전체 시스템에 대한 보편적 모델에 실험계수를 적용한 수학적 모델링 기법을 소형 액체로켓엔진을 모사한 수류 시험 장치를 통한 실험 결과로부터 검증하였다. 유체저항요소와 펌프의 압력 변화에 대한 예측을 수행하였으며 예측 정확도 향상을 위해 구성요소 모델링에 대하여 실험계수를 적용하였다. 이를 위해 각 구성요소에 대해 유동의 지배방정식이나 이미 알려진 경험식을 기반으로 실험계수의 도출 방안에 대하여 정리하였으며 사용한 상용품의 실험계수를 제시하였다. 모델링을 통한 예측 결과는 실험 데이터와 비교적 잘 일치하였다. 실험데이터와의 검증을 통해 시뮬레이션의 정확도에 영향을 미치는 인자에 대해 분석하고 시스템 해석의 정확도 향상 방안에 대하여 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권6호
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• pp.788-794
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• 2002

In liquid rocket engine, propellant feed rate is proportional to approximately square root of the pressure difference between injector head and combustion chamber. This ΔP depends on the engine design, but in general on the order of 50psi. However, during ignition period, especially for the pressurized feed system, combustion chamber pressure is almost atmospheric and large ΔP causes over flow of propellants which may lead to catastrophic accident due to hard start. Hard start may be prevented by applying cavitating venturi or/and two step ignition. In cavitating venturi, evaporated propellants near the venturi throat become chocked and flow rate depends on only upstream condition. In two step ignition propellants are supplied to the liquid engine in two different flow rate. First step, to avoid hard start, small amount of propellants are supplied to build up chamber pressure in safe zone, then full propellants to ensure design pressure. In this study, both cavitating venturi and two step ignition method were used for the hot test and hard start problem was completely solved.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.107-110
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• 2009

터보펌프방식 액체로켓엔진 개발의 일환으로 터보펌프 출구로부터 연소기와 가스발생기의 산화제 밸브에 이르는 액체산소 고압 배관부 기술개발모델(TDM)에 대한 기본설계를 수행하였다. 액체산소 고압 배관부는 직관, 곡관, 벨로우즈, 분기구, 오리피스, 플랜지 및 단열재로 구성되어 있다. 작동 환경, 무게, 제작성을 고려하여 소재를 선정하였다. 요구 유량과 차압 조건을 고려하여 유동해석을 통해 각 구성품의 크기와 위치를 선정하였다. 작동 온도와 최대 예상 작동 압력을 고려하여 각 구성품에 대한 기본 설계를 수행하였으며 구조해석을 통해 안전율을 평가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.38-44
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• 2000

통상적으로 액체로켓의 노즐은 재생냉각에 의해 고온의 연소가스로부터 보호된다. 그러나 재생 냉각의 경우, 시스템에 상당한 투자가 요구되며, 잦은 엔진 결함의 원인을 제공하기도 한다. 최근들어 액체로켓에 재생냉각을 사용하지 않고, 연소실과 노즐 보호를 위해 삭마재료가 사용되고 있다. 노즐재료에 대한 삭마량과 삭마형상 연구를 위해 500회 이상의 연소실험이 수행되었다. 그러나 연소실험을 통한 삭마특성은 전혀 예측할 수 없는 방향으로 진행되고 있으며, 실험에 사용된 액체로켓의 작동범위가 실제 로켓과 거의 유사하다는 것을 감안한다면, 삭마재질을 로켓에 적용하기 위해서는 상당한 주의가 필요할 것으로 판단된다. 실험변수는 추진제의 공급 순서, 인젝터의 형상, 점화기의 위치, 그리고 액체산소의 공급온도이다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권4호
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• pp.535-550
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• 2016

Securing the safety and the reliability of liquid-propellant rocket engines (LREs) for space vehicles is indispensable as engines consist of many complex components and operate under extremely high energy-dense conditions. Thus, health monitoring has become a mandatory requirement, especially for the reusable LREs that are currently being developed. In this context, a dynamic simulation program based on MATLAB/Simulink was developed in the current research on the Space Shuttle Main Engine (SSME), a partly reusable engine. Then, a series of fault simulations using this program was conducted: at a steady state operating condition (104% Rated Propulsion Level), various simulated fault conditions were artificially injected into the simulation models for the five major valves, the pumps, and the turbines of the SSME. The consequent effects due to each fault were analyzed based on the time responses of the major parameters of the engine. It is believed that this research topic is an essential pre-step for the development of fault detection and diagnosis algorithms for reusable engines in the future.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.375-383
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• 2005

본 논문은 국내 최초의 액체산소와 케로신을 사용한 액체로켓엔진용 터보펌프의 개발에 관하여 기술하였다. 개발 중인 터보펌프는 가스 발생기 형식의 30톤급 액체로켓엔진에 사용 가능하다. 본 터보펌프는 일축에 조립된 산화제펌프, 연료펌프, 충동형 터빈, Inter-propellant seal(IPS)로 구성되어 있다. IPS는 액체산소와 케로신이 상호작용을 하지 않도록 차단해주는 장치이다. 현재 모사매질(물 및 공기)을 사용하여 각 단품 및 시스템 성능시험을 마쳤으며 hot firing 시험이 대기 중에 있다.

• 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.