• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제19회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.18-18
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• 2002

A project where the TPUs(Turbo Pump Units) for 10tf-thrust oxygen/methane LRE (Liquid Rocket Engine) are under development is being implemented to include an experimental combustion chamber developed. In the process of it, we introduced the power-balanced engine cycles in order to substantiate concepts of the engine using the combinations of the propellants. Accordingly, the main engine parameters of nominal operating mode are resulted from the 1-Dcalculations and it is found that the regulators are needed for controlling the expected pressure levels in the characteristics of propellant mixture ratio and thrust supposing the regulator is set to analogue-typed one which is easy to develop.The technical requirements like the nominal flow rate, its deviations expected and the pressure difference In need helped the several main characteristics of regulators to be determine in this stage. Here, a dozen of deviation values in the main parameters related to engineoperation are taken into independent consideration and accepted to the results for additional regimes of the regulators.Finally, we can determine the scheme and the primary dimensions along with the calculation design of the spring acceptable for general configuration which can definitely forwarded to the autonomous tests of the aggregates, The obtained data in further will be used for successive refinement of operating mode of the engine.

• 한국추진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.28-35
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• 2018

전단 동축형 인젝터를 통해 분사된 기체메탄-기체산소 확산화염의 가연한계와 구조분석을 위해 인젝터 리세스와 추진제 공급유량에 따른 연소실험이 수행되었다. 연구 결과, 추진제 운동량 플럭스 비가 증가함에 따라 높은 산화제 레이놀즈 수 구간에서도 안정적인 부착화염이 관찰되었으며, 인젝터 리세스는 화염의 형태와 가연한계에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 자발광 기법을 통해 가시화된 부착화염은 추진제 분사조건이 변함에도 불구하고 항상 일정한 지점에서 최대 OH 라디칼 방사강도를 나타내었으며, 그 강도는 리세스에 의해 심하게 감소함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.1-8
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• 2017

본 연구에서는 모델연소실 내부 메탄-산소 확산화염의 연소특성을 분석하기 위해 추진제의 다양한 분사조건에서 연소실험을 수행하여 연소안정한계 측정 및 화염의 형상변이를 관찰하였다. 연구 결과, 추진제가 이론당량비 조건으로 접근할수록 높은 산소 Reynolds 수($Re_o$) 구간에서도 안정적인 부상화염이 관찰되었으며, 가시화염의 길이는 증가하고, 부상높이는 감소하는 경향이 나타났다. 스월 동축형 인젝터에 의한 추진제의 스월효과로 인해 폭이 넓고, 길이가 짧은 화염이 생성되어 연소실 크기가 제한적인 추력기에서의 사용이 적합함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.120-130
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• 2013

최근 들어 차세대 추진제로서 각광을 받고 있는 메탄의 성능특성을 분석하고, 메탄/산소 로켓엔진의 기술개발 동향을 조사하였다. 로켓연료로서의 액체메탄은 무독성, 경제성, 우수한 재생냉각성능, 그리고 행성의 현지자원활용(ISRU) 가능성 등과 같은 여러 유리한 특성을 가지며, 액체산소와의 조합시 높은 비추력 확보 및 시스템 경량화가 가능하다. 이러한 이유로, 메탄/산소 엔진에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있기는 하지만 그 기술성숙도가 아직은 그리 높지 않은 것으로 확인되는 바, 메탄 로켓엔진 개발을 통하여 우주기술 선진국과의 기술격차 해소가 필요한 시점이라고 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.558-565
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• 2017

최근 발사체 시장에 민간주도의 경향이 두드러지게 나타나며, 시장이 포화되어감에 따라 발사비용을 줄이기 위한 노력이 지속되고 있다. 우주탐사 선진국에서는 유인 장거리 우주탐사계획이 추진되고 있다. 산소-메탄의 조합은 기존의 추진제에 비해 효율이 높고 경제적, 친환경적이며 외계행성에서 현지조달이 가능하기 때문에 이러한 경향에 부응하기 위한 가장 적합한 차세대 추진제로서 주목을 받고 있다. 현재 국제정세의 변화와 기업환경 변동에 따라 메탄엔진 개발이 더욱 본격화 가속화되고 있다. 우리나라도 이러한 세계적 흐름에 편승하고 향후 발사체 시장에서 뒤처지지 않기 위해서는 메탄엔진 개발이 필요하다고 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.85-88
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• 2010

본 연구에서는 액체로켓 분사기에서 임계압력 이상의 추진제의 혼합과 연소과정을 수치적으로 모사하여 분석하고자 하였다. 이 과정에서 확장된 $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 이용하여 난류 속도장을 예측하였고 고압에서의 실제 유체 효과를 고려하기 위하여 혼합 추진제의 물성치는 SRK 상태 방정식을 이용하여 계산하였다. 또한 난류 확산 화염에서의 좀 더 정확한 난류와 화학반응의 상호작용을 고려하기 위하여 실제 유체 효과를 고려할 수 있는 층류 화염편 모델을 이용하였다. 수치적인 계산을 바탕으로 이상기체 가정을 사용한 결과와 비교하여 실제 유체의 효과와 기체메탄/액체산소 동축 전단 분사기의 제트화염 구조를 상세하게 살펴보았다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-8
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• 2019

스월/전단 동축형 인젝터를 통해 형성된 기체메탄-기체산소 확산화염의 동역학적 거동 및 구조분석을 위해 다양한 추진제 분사조건에 따른 연소실험이 수행되었다. 연구결과, 자발광 기법을 통해 가시화된 확산화염의 $OH^*$ 방사강도는 추진제 공급유량 및 운동량 플럭스 비 증가에 따라 높은 값을 나타내고 있으며, 스월을 가지는 화염은 그렇지 않은 것에 비해 더 우수한 반응성을 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.46-58
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• 2010

최근 들어 새로운 차세대 우주발사체의 추진기관의 개발 방향에서 친환경성과 저비용성이 주요 관심사이며, 과산화수소와 액체메탄은 이러한 추진제로 대표적인 관심을 받고 있다. 과산화수소는 로켓 개발 초기에 널리 사용되었으나, 냉전시대에 성능을 최우선시함에 따라 사용이 현격히 감소해오다가 1990년대 이후 안정성의 향상과 더불어 다시 재조명 받기 시작하였다. 액체메탄은 실제 발사체의 추진기관으로 사용되지는 않았지만, 액화천연가스(LNG)로 사용할 수 있기 때문에 친환경/저비용 추진제로 지속적으로 관심을 받아왔으며 최근에는 달/화성 탐사와 관련하여 지속적인 연구가 수행되고 있다. 이러한 대표적인 친환경 추진제에 대한 활용 역사와 최근 연구 동향을 고찰하여, 향후 국내에서 소요될 각종 임무 조건을 만족하는 엔진의 연구 개발 방향 설정에 도움이 될 것으로 예상된다.

• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.89-100
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• 2021

본 논문에서는 메탄엔진 연소시험을 위한 연소시험설비 구축과 예비 시험들을 다루었다. 먼저 액체산소/기체메탄을 추진제로 사용하는 1 kN급 연소기 연소시험설비를 설계 및 구축하였다. 연소시험 전 각 추진제 라인의 수류시험 및 토치 점화기/애프터버너의 점화시험을 통해 연소시험설비의 추진제 공급 안정성, 제어 및 계측시스템 작동, 성공적인 점화를 검증하였다. 마지막으로 예비 연소시험을 수행하여 연소기 시제품의 연소 효율, 열유속, 연소 안정성을 측정하였다. 구축된 연소시험설비는 메탄엔진 연소기 기초연구 및 개발에 유용하게 활용될 예정이다.