• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권5호
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• pp.6-12
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• 2017

본 논문은 75톤급 개방형(Open-cycle) 액체로켓엔진(Liquid Propellant Rocket Engine, LPRE)의 수학적 모델링 및 정상상태(Steady state)에서의 시뮬레이션을 수행한 내용을 다룬다. 액체로켓엔진의 각 구성품들은 열역학 및 동역학적 특성을 이용하여 크게 7개로 분류할 수 있으나, 본 논문의 액체로켓엔진 시뮬레이션 모델을 간단화하기 위해 열전달 모델링을 생략하여 4개의 지배방정식(Govern equation)을 이용하였다. 정상상태에서의 실험 데이터와 시뮬레이션 데이터의 오차율을 통해 모델링을 확인하였으며 공칭 작동점에서의 선형화 모델을 이용하여 안정성을 판단하였다. 또한, 시뮬레이션 모델링을 검증하기 위해 실험 데이터의 과도응답을 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.19-27
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• 2002

액체로켓 엔진에서 작동초기인 연소기 내의 점화를 결정하는 추진제의 공급 순서는 엔진의 안정적인 운영에 필수적이다. 본 논문에서는 KSR-III 주엔진의 점화 순서에 대해 간략히 설명하였고, 점화순서를 결정하는 시험측정인자에 대한 종류 및 측정 신뢰성에 대해 살펴보았다. 점화 cyclogram에서 중요한 추진제의 공급시간을 정확히 결정하기 위해 엔진의 메니폴드 체적과 유량에 관련된 충전시간, 그리고 밸브 개폐시간에 대해 논의하였다. 또한, 점화에 있어 연료나 산화제 공급의 순서를 다르게 하는 경우 점화초기 엔진의 연소 특성에 대해 기술하였다. 측정변수에 의해 결정된 점화 cyclogram으로 연소시험을 수행한 결과에 대해 간략히 기술하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.200-206
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• 2013

액체로켓엔진에서 추진제 밀도와 공급 압력 변화에 대한 성능 민감도를 분석하였다. 해석 프로그램은 터보펌프-가스발생기 연계시험 결과와 비교하여 1% 오차를 가지는 것으로 확인되었다. 연료 공급압력이 증가하면 혼합비 감소로 인해 엔진 연소압이 감소하였고 연료의 밀도가 증가하면 혼합비 감소에도 불구하고 추진제 유량이 증가하므로 엔진 연소압이 증가하는 것으로 예측되었다. 또한 산화제의 밀도가 증가되거나 공급압력이 증가하면 엔진의 연소압이 증가할 것으로 분석되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1143-1148
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• 2007

LRE(Liquid propellant Rocket Engine) is one of the important parts to control the motion of rocket. For operation of rocket in error boundary of the set-up trajectory, it is necessarily to control the thrust of LRE according to the required thrust profile and control the mixture ratio of propellants fed into combustor for the constant mixture ratio. It is not easy to control thrust and mixture ratio of propellants since there are co-interferences among the components of LRE. In this study, the dynamic model of LRE was constructed and the dynamic characteristics were analyzed with control system as PID control and PID+Q-ILC(Iterative Learning Control with Quadratic Criterion) control. From the analysis, it could be observed that PID+Q-ILC control logic is more useful than standard PID control system for control of LRE.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.52-59
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• 2014

액체로켓 엔진 연소기에 대한 연소/냉각 성능 통합 해석 및 연소 시험 결과와의 비교를 통하여 내열 세라믹 열차폐 코팅 조건에 따른 냉각 성능 변화 경향을 고찰하였다. 연소기 헤드부 근처에서의 막냉각 적용 여부 및 막냉각 유량에 따른 냉각수 온도 및 열차폐 코팅 표면 온도 변화 경향 또한 확인하였다. 본 연구를 통하여 재생냉각 방식 로켓 엔진 연소기의 냉각 기구 설계 시 고려 사항이 검토되었으며, 향후 지속적인 해석 도구 검증이 수행될 예정이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.23-26
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• 2005

LOx와 Kerosene을 연료로 사용하는 LRE(Liquid Rocket Engine) Block에서 지상연소시험을 수행할 경우에 발생하는 위험도를 감소시키는 방법을 연구하였다. 추진제누출로 이어지는 위험한 상황에 대한 원인분석도와 추진제 유출시 사고로 이어지는 발전 양상 및 발전 프로세스, 사고시 손실을 줄이기 위한 기술적인 해결방법을 제시함으로써 기존의 확률적인 통계 값을 바탕으로 하는 것과는 또 다른 방법으로써 위험을 감소하기 위한 대안으로 사용하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.115-118
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• 2009

엔진 1기당 연소시험 횟수나 시험시간은 엔진 개발 초기에 시스템이나 구성품 개발의 설계/개발 요구조건을 설정하는 데 중요한 인자이다. 해외 액체로켓엔진의 개발 및 인증 시험 이력을 통해 우주 발사체용 액체로켓엔진에 요구되는 수명에 대해 조사하였다. 소모성 발사체에 장착되는 엔진도 개발과정에서 수십회의 점화와 비행시간 대비 수배 이상의 연소 시험을 거치는 것이 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1057-1059
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• 2017

액체로켓엔진 개발에서 엔진 짐벌링 시 산화제라인의 벨로우즈 극저온 단열 방법을 연구하였다. 극저온 산화제의 열단열과 엔진구성품의 고온으로부터의 열차폐는 엔진 추진성능과 효율에 중요하다. 엔진 짐벌링중 고압배관과 재순환라인(예냉라인)이 단열부위로 기존의 극저온 단열과는 차별화된 디자인과 소재가 필요하다. 엔진 짐벌링중에 벨로우즈의 극저온 단열재가 열단열과 열복사를 고려하여 새로운 디자인으로 마찰력과 작동반경을 고려하여 PTFE소재의 단열재가 적용된다. 향후 엔진 시험을 통하여(짐벌링과 TVC) 새로운 벨로우즈 단열재가 향상되고 디자인 변경이 요구된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.443-448
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• 2010

가스발생기 사이클 액체로켓엔진에서 추진제의 공급압력 변화에 대한 성능 즉, 연소압, 터빈 파워, 엔진 혼합비, 가스발생기 연소가스의 온도 변화를 제시하였다. 로켓엔진의 주요 13개 시스템 레벨 변수를 이용하여 엔진 성능을 수치적으로 계산한다. 산화제 공급압이 증가하면 연소압과 터빈 파워는 증가하며 연료 공급압이 증가하면 연소압과 터빈 파워가 감소한다. 연료 유량 증가에 따라 감소된 가스 발생기의 혼합비는 연소가스 온도를 감소시키며 터빈 구동매질로서의 연소가스 물성을 저하시킨다. 연료 유량 증가에 따라 감소된 터빈 파워는 엔진 추력에 직접 영향을 미치는 주연소기의 연소압을 감소 시킨다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.34-37
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• 2010

터보펌프식 액체 로켓 엔진에 대해 AMESim을 이용하여 1-D 시스템을 구성하고 시동 과도 특성을 해석하였다. 액체산소와 RP-1을 추진제로 사용하는 개방형 사이클에 대해 해석을 수행하였으며, 초기 시동시 가스발생기의 연료 밸브 개방 및 가스발생기 점화 타이밍과 시동 안정성의 관계에 관한 결과를 얻었다. 이러한 연구를 바탕으로 터보펌프식 액체 로켓 엔진 시스템의 최적 설계를 위해 시동시 특성 및 시동 절차를 고려해야 함을 확인 하였다.