• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.273-277
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• 2009

본 연구에서 적용한 발사체용 산화제 터널형 배관은 액체산소를 터보펌프까지 전달하는 장치로 산화제 탱크 하부에 설치된 연료탱크를 관통하여 설치된다. 터널형 배관은 연료탱크를 우회하여 설치되는 우회 배관에 비해 무게가 절감되나 열전달 표면적이 커져 연료 탱크에 저장된 연료의 온도를 변화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널형 배관의 극저온 성능시험을 통하여 배관 특성 및 연료 탱크로의 열전달 현상을 고찰하였으며, 또한 발사체에 적용가능성을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.168-175
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• 2010

우주발사체용 액체추진제 공급시스템에서 산화제가 엔진으로 공급될 때 다양한 환경 또는 외력에 의해서 탱크 내부의 출구영역에서 와류가 발생한다. 이러한 swirl을 방지하기 위한 탱크 내부에 AVD(Anti-Device Vortex)라는 와류방지 장치를 설치한다. 유동해석을 통해 LOX(액체산소) 공급에 효율적인 와류방지장치의 성능을 확인하였다. AVD 개수와 길이에 따라 공급시간에 대한 질유량과 산화제 자유표면에서 swirl의 크기 등을 분석해서 최적의 크기와 개수를 도출하고 설계에 반영하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.854-856
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• 2011

우주발사체의 액체 추진제 공급 시스템에 사용되는 산화제 탱크용 벤트릴리프밸브를 설계하였다. 벤트릴리프밸브는 충전 중 산화제 탱크의 배기를 담당하고 충전 후 과압이 걸리지 않도록 보호하는 역할을 한다. 충전 중 탱크 배기는 벤트밸브에서 담당하며 탱크의 보호는 릴리프밸브와 벤트밸브의 연계 작동을 통하여 이루어진다. 수치해석을 통하여 공압 성능 및 동특성이 밸브 요구조건을 만족하는 것을 확인하였다. 시제품을 제작한 후 벤트릴리프밸브의 성능을 평가하기 위한 시험을 수행하고 있다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.51-56
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• 2020

In order to increase thrust of the space launch vehicle, liquid oxygen as an oxidizer and kerosene or liquid hydrogen as a fuel are generally used. The oxidizer tank and fuel tanks are manufactured by composite materials such as CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) to increase pay load. The thermal stress of the cryogenic propellant tank should be considered because it has large temperature gradient. In this study, to confirm the design integrity of the oxidizer tank of liquid oxygen, a numerical analysis was conducted on the thermal stress and temperature distribution of the tank for various charging speed of the cryogenic fluid from 100 ~ 900 LPM taking into account the evaporation rate of the liquid nitrogen by convective heat transfer outside the tank and boiling heat transfer inside the tank. The thermal stress was also calculated coupled with the temperature distribution of the CFRP tank. Based on the analysis results, the charging speed of the LN2 can majorly affects the charging time and the resultant thermal stress.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1051-1053
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• 2017

2단계 압력 설정이 가능하도록 산화제 탱크용 벤트/릴리프밸브를 설계하였다. 압력 편차를 줄이기 위하여 최소 캐비티 부피를 계산하였고 모델링을 활용하여 밸브 작동 특성을 해석하였다. 해석 결과를 토대로 검증을 위한 시제품을 제작할 예정이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.389-392
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• 2007

별도의 가압장치가 없이 산화제탱크 내에 저장된 $N_2O$액체산화제가 공급될 때 액체에서 기체로의 상변화를 고려하여 $N_2O$액체 산화제의 유량공급특성을 예측하였다. 보다 정확한 산화제 공급특성을 계산하기 위해 산화제의 압력과 온도에 따른 $N_2O$의 물성치 변화를 고려하였으며 오리피스 형상과 토출계수 관계식을 이용하여 산화제 유량을 계산하였다. 그리고 산화제 공급에 따른 산화제탱크 내의 압력변화를 측정하고 해석결과와 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1171-1175
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• 2017

한국형발사체(KSLV-II) PSD 시스템에 있는 DR 구형 용기의 산화제 가압을 위해서는 극저온 헬륨가스를 사용하고 추진제인 산화제로는 액체 산소를 사용한다. 가압제 용기는 산화제인 액체산소 탱크 내부에 설치되어 있어 가압제가 초저온 상태로 저장되고 산화제는 산화제 탱크에 저장된다. 본 연구에서는 한국형발사체에 적용되는 PSD 산화제 배출밸브에 대한 성능시험을 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.248-251
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• 2007

블로우다운 산화제 공급 방식은 부품 수가 적어 신뢰도가 높고, 별도의 가압 탱크가 존재하지 않아 발사체의 총 중량을 감소시킨다는 측면에서 효과적이지만, 일정한 추력 성능을 보장하지 않는 단점을 내재하고 있다. 따라서 본 연구에서는 각 부품의 수학적 모델링을 통해 블로우다운 산화제 공급방식 하이브리드 로켓의 성능 해석 모델을 제안하여, 고유의 성능 특성에 대하여 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.33-41
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• 2008

외부로부터 일정한 열유속을 받으면서 발사대기 중인 액체추진 로켓의 극저온 산화제 탱크 내 열적거동에 대하여 열역학 방정식과 열 및 물질 전달 관계식을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 발사대기 단계는 헬륨가스에 의한 가압과정을 포함하여 이상적인 다섯 단계로 구성된다고 하였다. 얼리지 기체영역의 해석에는 Peng-Robinson 상태방정식을 사용하였고, 액체 영역은 열적 성층화를 고려할 수 있도록 균일한 성질을 갖는 여러 개의 수평층으로 나누어 해석하였다. 전형적인 경우에 대한 계산 결과에 의하면 액체산화제의 온도상승은 1K 미만이고 액체에 녹아드는 헬륨의 양은 10g 정도였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.70-75
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• 2024

본 연구에서는 단열재 두께에 따른 소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 분석하였다. 단일 파트로 이루어진 공통격벽 추진제 탱크는 탱크 연결부가 불필요하여 추진제 탱크의 경량화 설계가 가능하다. 그러나 산화제와 연료의 온도차로 인한 열전달에 의하여 추진제의 손실과 점화 지연 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 산화제 탱크와 연료 탱크를 구분하는 공통격벽 구조의 단열 성능 확인이 필수적이다. 본 연구에서는 기화 질량(boil- off mass)을 이용한 단열 성능 분석을 위하여 단열재 두께가 50, 55, 60, 65, 70 mm인 추진제 탱크에 대해 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이어서 추진제 탱크의 1단 비행시간 동안 발생하는 산화제의 기화 질량을 도출하였다. 그 결과, 단열재 두께가 증가할수록 기화 질량이 감소하여 단열 성능이 향상되었다.