• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.28-34
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• 2019

공압시험용 플러그 노즐 구동에 따른 추력제어, 핀틀 형상 및 작동압력에 따른 유동특성 분석을 수행하였다. 이를 위해 시험에서의 유동구조와 추력계수를 비교함으로써 수치해석의 타당성을 확인하였다. 이후 각 노즐형상이 설계의도지점에 노즐목이 형성됨과 원뿔형 노즐에 대하여 핀틀 구동만으로 1:8의 추력제어가 가능함을 확인하였다. 마지막으로 고도보정 효과가 뛰어난 에어로 스파이크 노즐일지라도, 너무 낮은 NPR에 맞춰 설계된 경우, 부족팽창 조건에서 불리할 가능성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권4호
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• pp.311-317
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• 2015

본 연구는 공압시험용 핀틀추력기의 비정상상태 특성을 예측하기 위한 1-D 시뮬레이션 적용법을 기술한다. 추력을 제어하기 위해 질량유량, 챔버압력, 노즐출구 압력은 핵심 매개변수이다. 챔버압력은 핀틀 스트로크 변화에 따라 단조롭게 증감하였지만, 추력은 챔버 압력의 변화와 다른 양상을 보였다. 핀틀이 전진할 때 핀틀 속도와 챔버 자유체적이 특정 값을 초과하면 추력 값은 초기에 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 1-D 시뮬레이션은 비정상 상태 특성을 예측하는데 한계가 있지만 실험이나 수치해석 이전에 듀얼벨 노즐과 같은 다양한 고도보정노즐 추력기의 초기 성능 평가에 여전히 유용하다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.153-156
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• 2011

노즐목 가변 추력기에 적용할 목적으로 4가지 핀틀 형상을 사용하여 정상상태의 공압시험을 수행하였다. 실험결과 핀틀의 전진에 따라 추력 조절이 가능함을 확인하였다. 그러나, 추력기 성능에 대한 핀틀 형상 효과에 대한 결론을 내리기에는 아직 시기상조이다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.22-31
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• 2018

본 연구에서는 연소실 경계조건 변화에 따른 핀틀 노즐의 동특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 핀틀의 움직임을 모사하기 위해 노즐과 핀틀의 영역을 분리하여 격자를 생성하고 중첩격자기법을 사용하였다. 연소실의 경계조건은 일정질량유량과 추진제 연소속도 조건을 적용하여 결과를 비교하였다. 일정질량유량조건은 입구에 유입되는 질량유량을 정량적으로 변화시켜 연소실의 압력과 추력 특성을 파악하였다. 추진제 연소속도 조건은 연소실 압력에 의한 연소속도 식을 고려하였다. 추진제 연소속도 조건은 일정질량유량조건과는 다른 비선형적 유량변화를 나타내며, 작은 유량으로도 큰 연소실 압력변화를 가져온다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권3호
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• pp.1-9
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• 2017

노즐 목 내부형 핀틀추력기에서 핀틀 행정거리가 추력기 성능에 미치는 영향에 대해 전산수치해석 연구를 수행하였다. 해석결과 핀틀 행정거리가 증가함에 따라 추력조절비는 2% 이내였고, 공력하중비는 최대 22%로 확인되었다. 노즐 목을 지난 유동이 핀틀의 형상으로 인해 급격히 팽창하며 충격파가 발생하였다. 특히, 핀틀 행정거리 4, 5 mm에서는 충격파가 노즐 벽면에 부딪치며 박리거품이 발생하였다. 고도에 따라서는 추력은 증가하였고 공력하중은 감소하였지만, 그 차이가 1.5% 이내로 작았다. 보어가 있는 경우 핀틀 팁의 면적 감소로 공력하중이 감소하는 결과를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-9
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• 2020

케로신/액체산소를 추진제로 하는 직사각형 2열 오리피스를 갖는 1.5톤급 액체-액체 핀틀 분사기를 설계 및 제작하여 액체로켓엔진의 실운용 조건인 초임계 상태에서 핀틀 분사기의 연소성능 및 연소 안정성 검증 연소시험을 수행하였다. 연소시험결과 연소실 내부의 고혼합비 재순환 영역에서 생성되는 고온의 연소가스에 핀틀 팁이 손상되었다. 핀틀 팁으로 전달되는 열유속 또는 하중에 대한 냉각 성능을 증가시키기 위해 핀틀 분사기 내부에 인서트 노즐을 설치하였다. 연소시험 결과 인서트 노즐의 설치, AR 및 BF가 핀틀 팁 냉각 성능에 큰 영향을 주는 인자로 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.59-67
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• 2016

작동 고도에 따라 노즐 내부에서 박리유동이 발생 또는 미발생 하는 관통형 핀틀노즐의 추력의 특성을 파악하기 위해 수치적 연구를 수행하였다. 난류모델은 저 레이놀즈 수 $k-{\varepsilon}$ 모델과 압축성 보정 모델인 Sarkar 모델을 적용하여, 핀틀 노즐의 내부 유동장을 관찰하고 노즐 벽면에서의 압력을 실험데이터와 비교하였다. 작동고도가 높아질수록 외기의 압력은 낮아지므로 낮은 고도에서의 유동 박리는 사라지고 제트의 팽창은 커진다. 추력특성을 분석하기 위해 추력을 추력의 모멘텀항과 압력항으로 나누어 분석하였다. 고도가 높아질수록 저고도에서의 박리로 인해 감소된 압력회복이 증가하고, 추력의 압력항이 증가하여 추력과 추력계수는 증가한다. 고도 20 km 조건에서는 지상에 비해 추력과 추력계수가 약 9% 증가한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권12호
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• pp.1071-1078
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• 2015

외부형 핀틀추력기의 핀틀 행정거리, 고도, 보어유무가 핀틀추력기 성능에 미치는 영향에 대해서 전산수치해석을 수행하였다. 유동은 핀틀 행정거리에 관계없이 항상 과소팽창하는 결과를 보였다. 핀틀추력기의 주요 성능 지표 중 추력조절측면에서는 우수한 성능을 보였지만, 핀틀 지지대 윗면에서 발생한 충격파로 인해 공력하중이 증가하였다. 지상에서 고도 20 km로 상승하면 노즐 출구 속도, 마하수, 추력 등이 증가하였으며, 공력하중 또한 증가하였다. 보어의 존재는 공력하중을 5.9% 증가시켜 핀틀의 구동력을 위해서는 보어가 없는 형상이 유리하다고 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권3호
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• pp.247-255
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• 2016

본 논문에서는 핀틀 추력기의 비정상상태 특성을 파악하기 위하여 구동기의 속도를 측정하였으며, 정상상태 실험을 통해 비정상상태 실험 시스템을 구성하였다. 비정상상태 실험은 총 3 가지의 구동 속도(3.01 mm/s, 5.65 mm/s, 10.83 mm/s)를 이용하여 진행하였다. 그 결과 핀틀이 후진하는 경우가 전진하는 경우보다 더 빨리 명령 압력 값에 수렴하였으며, 이는 핀틀이 후진하는 경우가 연소실의 압력이 높은 상태로 형성되어 있기 때문이다. 핀틀이 전 후진하는 경우에 추력 곡선에 특이점들이 나타났으며, 이는 연소실 압력과 노즐 목 면적 변화에 기인하여 나타난 질유량 변화로 인한 것이다. 구동 속도가 빠를수록 이러한 현상이 뚜렷하게 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.262-267
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• 2012

DACS 시스템은 핀틀 구조물로 노즐목 면적을 변화시켜 가변 추력을 발생시키는 가변형 핀틀 추력기가 사용되는데, 지금까지 개발된 DACS의 경우 핀틀을 움직이기 위한 구동기가 추력기마다 장착이 되어 있다. 그러나 이러한 구조는 10개 구동기 동시 제어의 어려움과 복잡한 시스템 구조를 가지게 되는 단점이 있다. 본 논문에서는 구동기 수의 최소화 방안을 제시하기 위한 기초 연구로서 국외특허를 중점 분석하였으며 이에 대한 구동기 최소화의 가능성과 극복해야 할 문제점들에 대해 제시하였다.