• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.46-51
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• 2007

하이브리드 로켓의 연소 가시화에 의하면 연소 후 연료 표면이 고르게 연소되지 못한 것을 확인할 수 있었다. 검은색의 불규칙한 연료 표면은 국부적으로 산화제가 부족해서 생긴 현상이다. 실험조건은 산화제 공급이 충분히 이루어진 상태였으므로 불완전 연소가 산화제 유동 조건과 관련이 있는가를 검증하기 위하여 여러 가지의 산화제 유동 환경을 설정하여 실험하였다. 실험결과에 의하면, 산화제 유동이 불안정한 연료표면에 영향을 줄 수 있지만 근본적인 발생 원인이 아닌 것을 알 수 있었다. 또한 다른 추진제를 사용하는 하이브리드 로켓 실험에서도 비슷한 현상이 발견되고 있는 점을 볼 때 이러한 불안정한 연소는 하이브리드 로켓의 연소에서 발생하는 공통적인 현상임을 확인하였다. 이는 연료가 기화하는 분출 유동과 산화제 유동이 혼합할 때 경계층이 교란되어 나타난 결과로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.52-58
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• 2007

하이브리드 로켓의 연소 가시화에 의하면 연소 후 연료 표면이 고르게 연소되지 못한 것을 확인할 수 있었다. 검은색의 불규칙한 연료 표면은 국부적으로 산화제가 부족해서 생긴 현상이다. 실험조건은 산화제 공급이 충분히 이루어진 상태였으므로 불완전 연소가 산화제 유동 조건과 관련이 있는가를 검증하기 위하여 여러 가지의 산화제 유동 환경을 설정하여 실험하였다. 실험결과에 의하면, 산화제 유동이 불안정한 연료표면에 영향을 줄 수 있지만 근본적인 발생 원인이 아닌 것을 알 수 있었다. 또한 다른 추진제를 사용하는 하이브리드 로켓 실험에서도 비슷한 현상이 발견되고 있는 점을 볼 때 이러한 불안정한 연소는 하이브리드 로켓의 연소에서 발생하는 공통적인 현상임을 확인하였다. 이는 연료가 기화하는 분출 유동과 산화제 유동이 혼합할 때 경계층이 교란되어 나타난 결과로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.125-131
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• 2018

다단연소사이클 엔진의 추진제는 예연소기에서 일부 연소되고, 연소된 고온의 가스는 터빈을 구동하고 터빈은 터보펌프를 작동시킨다. 터보펌프의 터빈을 통과한 연소가스는 고온 고압의 상태로 연소기로 공급되는데, 이때 연료 또는 산화제의 양에 따라 연소가스는 연료 과잉 또는 산화제 과잉 상태로 공급된다. 산화제 과잉상태의 환경에서 금속 배관은 작은 입자의 충격에 의해서도 발화 또는 폭발될 수 있다. 이를 방지하기 위해 로켓 선진 국가에서는 산화제가 이동하는 공간에 내산화 코팅을 한다. 본 연구에서는 해외 내산화 코팅 물질 분석을 통해 국산 조합분말을 개발하였고 내산화 코팅 공정을 확립하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.375-378
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• 2011

덕티드로켓 추진기관에 사용되는 불완전연소 가스발생기를 설계/제작하고 연소시험을 수행하여 그 연소특성을 분석하였다. 추진시스템 설계요구조건을 바탕으로 가스발생기를 설계하고 산화제 함유량을 줄이고 금속연료 함량을 증가시킨 불완전연소용 고체연료 조성을 개발하여 가스발생기를 제작하였고, 이를 이용한 연소시험을 통해 다상 유동의 불완전연소 가스가 존재하는 가스발생기의 성능예측을 위해서는 별도의 해석기법이 요구됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.79-88
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• 2017

램젯 연소실 조건에서 점화보조제가 도포된 Fuel-rich 추진제의 점화 실험을 수행하여 점화 지연과 연소 유지를 확인하였다. 연료 그레인은 HTPB에 AP 파우더 15 wt.%, Al 파우더 5 wt.%가 혼합된 형태로 구성되어 있다. 한편 연료 그레인에 $NC/BKNO_3$와 Composite 추진제로 이루어진 점화보조제를 도포하여 빠른 점화지연이 나타나도록 하였다. 에탄올 블렌딩 과산화수소 가스발생기를 통해 램젯 연소실의 공기와 가깝도록 온도, 압력, 산소 조성을 조절한 산화제 가스를 유속 $200kg/m^2s$으로 공급하였다. 실험 결과, 점화보조제가 잘 작동하여 연료그레인에서 0.6초의 점화 지연시간을 파악하였고 연소 중에는 화염이 유지되는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권8호
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• pp.675-685
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• 2016

액체로켓엔진의 향후 연구 분야를 제안하였다. 가스발생기 사이클 엔진은 고압화를 통한 다운사이징, 가격경쟁력 확보가 중요 이슈가 될 것이다. 다단연소 사이클 엔진 분야에서는 초고압 터보펌프 개발과 내산화성 소재 개발이 필요할 것으로 기대된다. 로켓엔진 시스템 해석기술 분야에서는 해석 시간절감을 위한 통합화 경향이 예상된다. 이외에도 비용절감을 위한 재사용이 가능한 부스터급 메탄엔진, 3D 프린터를 활용한 제작, 내열/내산화성 소재 개발 등이 주요 연구 주제가 될 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.44-50
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• 1999

Unlike impinging Quadlet injector(OOOF type)에 대한 혼합효율, 혼합특성속도, 혼합특성속도효율을 연소성능을 예측하기 위해 비연소 실험을 통하여 구하였다. 모의 추진제는 물($H_2$O)와 케로신($CH_{1.97}$)을 사용하였고, 혼합상관인자로써 산화제, 연료 분류의 운동량비를 사용하였다. 인젝터 분무특성을 파악하기 위해 오리피스(orifice) 각 hole에 대한 유량계수, 분무형상, 질량분포 획득이 수행되어졌다. 연구 결과, 침투깊이는 혼합효율, 혼합특성속도, 혼합특성속도 효율에 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한, 혼합효율 및 혼합특성속도 효율은 MR=1.67(TMR=2.5)에서 87%로 최대값을 가지며 산화제 과잉상태보다 연료 과잉상태에서 더 큰 감소율을 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.118-125
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• 2019

산화제 과잉 예연소기는 고온/고압/산화제 과잉의 환경이며, 이러한 환경에 금속은 급격한 산화가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 고온/고압/산화제 과잉의 환경을 모사할 수 있는 설비를 구축하고 여러 금속 재질에 대해 내산화성 평가를 진행하였다. 그 결과, 온도가 높고 압력이 높은 조건에서 금속재질의 변색, 표면 거칠기에 변화와 금속 표면의 박리 현상이 관찰되었고 무게 변화도 확인하였다. 모든 실험 결과를 종합하였을 때 산화제 과잉 예연소기는 금속 재질에 대한 내산화 코팅이 필수적으로 요구되며, 사용 금속으로는 Cr과 Ni의 함유량이 가장 높은 XM-19를 활용하는 것이 좀 더 구조적 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.89-96
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• 2006

액체 로켓의 가스발생기의 연소 온도는 터빈 깃의 열 손상을 방지하기 위하여 1,000K 이하로 유지되며 이를 위하여 농후 연소 또는 산화제 과다 연소를 유지한다. 이러한 이유로 연소는 비평형 화학반응이 주로 발생하며 연소반응을 예측하기가 매우 어렵다. 한편 케로신은 여러 가지 탄화수소 연료로 이루어진 혼합연료로 화학반응 메커니즘에 대한 모델이 매우 어려운 실정이다. 본 연구에서는 Dagaut가 개발한 207 화학종, 1592 화학반응 단계를 이용하였으며 완전혼합반응기 연소모델을 적용하여 계산하였다. 계산결과와 실험결과를 비교하여 보면 사용된 화학반응 기구가 검댕 예측을 하지 않고 있음에도 불구하고 계산 결과는 연소가스 온도 뿐 아니라 가스 물성치 등을 매우 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권7호
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• pp.576-584
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• 2016

본 연구는 다단 하이브리드 로켓의 낮은 비추력 성능을 향상시키는 방법으로 AP 첨가 추진제를 제안하고 있다. 추진제에 첨가된 AP 첨가비율 변화에 따라 다단 하이브리드 로켓의 비추력 성능 변화와 연료과농 연소특성 변화를 살펴보았으며, 이때 AP 첨가비율은 하이브리드 로켓의 연소 특징을 유지하기 위해 최대 15 wt%로 제한하였다. 결과에 의하면, AP 15 wt% 추진제는 AP 0 wt% 추진제와 비교하여 비추력 성능이 약 3% 향상되었다. 또한, 동일한 연소온도를 유지함에도 불구하고, AP 첨가비율을 증가시키면 산화제 유입량, O/F비 변화량, 그리고 연소압력은 감소하며 반경반향 온도 분포가 좋아지는 등 다단 하이브리드 로켓의 성능향상에 긍정적인 효과가 나타났다. 그러나 오직 AP를 추진제에 첨가하는 것만으로 다단 하이브리드 로켓의 비추력 성능을 일반 화학로켓의 수준으로 향상시키는 것이 매우 어려운 일임을 고려할 때, 추가적으로 금속입자 첨가를 통해 비추력 성능을 향상시킬 계획이다.