• 한국항공우주학회지
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• 제42권10호
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• pp.870-877
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• 2014

정지궤도위성은 궤도상에서 다양한 궤도상 교란을 겪고 이로 인해 시간이 증가함에 따라 위성의 위치가 변화하게 되는데 이러한 위성의 위치변화를 제어하기 위해 추력기가 사용된다. 이를 위해 적정한 양의 액체추진제가 탑재되며 시간이 지남에 따라 이러한 추진제의 양은 감소된다. 이는 궤도상에서 운용되는 위성의 수명은 추진제 잔여량에 좌우됨을 의미한다. 그러므로, 정확한 잔여추진제량 측정은 때이른 수명종료로 야기되는 경제적 손실을 완화시킬 뿐만 아니라 후속위성의 대체나 위성망 운용계획 등에 매우 중요하다. 본 논문에서는 현재 정지궤도위성에서 사용되고 있는 잔여추진제 측정방법들과 실험실 수준에서 연구되고 있는 잔여추진제 측정방법들에 대해 소개하고자 한다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제7권1호
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• pp.1-6
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• 2014

The propellant acquisition vane (PAV) is a key part of a vane type surface tension propellant management device (PMD), which can manage the propellant effectively. In the present paper, the fluid transportation behaviors for five PAVs with different sections were investigated by using microgravity drop tower test. Further, numerical simulation for the propellant flow in a PMD under microgravity condition was also carried out based on VOF model, and showed the similar flow pattern for PAVs to the experiment. It is noted that the section geometry of PAVs is one of the main factors affecting the fluid transportation behavior of PMD. PAVs with bottom length ratio of 5/6 and 1/2 have larger propellant transportation velocity. Based on the experiments, there were two stages during the process of propellant transportation under microgravity environment: liquid relocation and steady transportation stage. It is also recognized that there is a linear correlation between liquid transportation velocity and relative time's square root. Those results can not only provide a guideline for optimization of new vane type PMDs, but also are helpful for fluid control applications in space environment.

• 품질경영학회지
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• 제51권4호
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• pp.735-749
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• 2023

Purpose: The purpose of this study is to derive solutions and prevent similar cases from occurring by analyzing the causes of cracks found in temperature cycling tests of rocket motor. Methods: By combining the results of the current state confirmation test, non-destructive test, domestic and foreign rocket motor comparison test, cutting test, and adhesion test according to the number of times to apply mold release agent, a Cause and Effect Diagram analysis was performed to derive the cause of cracks. Results: Through this study, 26 factors that could cause cracking in rocket motors during temperature cycling tests were identified. Through various additional test results, a total of five causes were identified, including chemical and structural design of the joint between the propellant and stress relief insert, omission of procedure in the manufacturing procedures, natural aging due to temperature, and load accumulation due to temperature changes. The fundamental cause was confirmed to be insufficient consideration of the release properties of the propellant and stress relief insert. Conclusion: During the design process, it was confirmed that this could be solved by structurally or chemically designing the insert so that it does not combine with the propellant, or by applying a mold release agent during the manufacturing process.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권1호
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• pp.62-71
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• 2015

정지궤도위성은 궤도상에서 위치변화를 제어하기 위해 추력기를 사용하고 운용수명에 맞추어 적정한 양의 액체추진제를 탑재한다. 그러므로 정지궤도위성의 수명은 추진제 잔여량에 좌우되고 정확한 잔여추진제량 측정은 조기 수명종료로 야기되는 경제적 손실을 완화시킬 뿐만 아니라 후속위성의 대체나 위성망 운용계획 등에 매우 중요하다. 잔여추진제량을 측정하는 방법은 주로 PVT 방법, 열질량법, 회계식 방법이 사용된다. 본 논문에서는 회계식방법을 사용하기 위한 천리안위성 이원추진시스템의 모델링과 몬테카를로 방법을 이용하여 천리안위성의 궤도전이 소요 추진제량을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권12호
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• pp.1116-1123
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• 2015

정지궤도위성의 수명은 추진제 잔여량에 좌우되고 정확한 잔여추진제량 측정은 조기 수명종료로 야기되는 경제적 손실을 완화시킬 뿐만 아니라 후속위성의 대체나 위성망 운용계획 등에 매우 중요하다. 본 논문에서는 열질량법과 그 불확실성 추정방법에 대한 기본이론에 대해 소개한다. 열질량법 잔여추진제 분석은 무궁화위성 데이터를 기초로 분석하였고 이러한 열질량법 불확실성 분석은 몬테카를로 방법을 사용하여 수행하였다. 이러한 연구 결과를 통해 열질량법을 사용한 잔여추진제 추정의 중요 파라미터를 알 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.984-990
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• 2017

상용 CFD 프로그램 Flow-3d를 활용하여, 표면 장력 탱크 적용을 위한 메시 스크린의 모델링 및 추진제 배출 해석을 수행하였다. Flow-3d 내 거시적 다공성 매체 모델을 사용하였으며, $350{\times}2600$, $400{\times}3000$, $510{\times}3600$ DTW 메시 스크린에 대한 공극률, 모세관압, 항력계수를 스크린 모델에 대입 후, 기포점 측정 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교하였으며, 메시 스크린 모델링의 적절성을 검증하였다. 이를 기반으로 스크린 모델을 포함한 PMD 구조체에 대한 추진제 배출 해석을 수행하였다. 추진제는 액상의 NTO를 가정하였으며, $3{\times}10^{-3}g$ 가속 조건에서 초기 유량을 만족하도록 void를 유입시켰다. 메시 스크린을 통한 차압은 초기 약 270 Pa에서 시간에 따라 증가하였으며, 스크린 모델의 예상 기포점과 유사한 630 Pa에 이르기까지 액상 추진제 배출을 지속하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.509-516
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• 2019

It is well known that nitroglycerin(NG) may evaporate and migrate from the triple base propellant grains in storage. This physical process makes it double base environment to the CCC(combustible cartridge case) which is based on nitrocellulose(NC) without NG. Meanwhile, it is not appropriate to use diphenylamine(DPA) as a stabilizer for CCC in this double base environment because of incompatibility between DPA and NG. So we estimated the shelf life to study the effect of NG migration from propellant to CCC by following the procedures in the STANAG 4257. And we found out that CCC with ethylcentralite(ECL) has 7.5 years longer shelf life than with DPA, when NG migrates to CCC from triple base propellant grains.

• 한국추진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.96-106
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• 2011

젤 추진제는 젤 추진 시스템에서 액체 추진 시스템과 같이 제어의 용이성, 저장성, 취급성, 비누설성 등과 같은 장점을 포함한다. 또한, 젤 추진제는 액체 추진제와 비교했을 때 보다 높은 발열량 특성을 나타내며, 금속 입자(알루미늄, 보론)의 첨가로 높은 비추력을 얻을 수 있다. 미립화 특성과 관련하여 젤 추진제는 젤화제의 다양한 점도와 금속 입자의 첨가 정도에 따라 저조한 미립화 특성을 나타낸다. 젤 추진제의 미립화 특성 향상과 연소 효율을 증대 시키기 위해 젤화제의 함유량 변화와 금속 입자의 첨가 정도에 따른 젤 추진제 제조 기술을 바탕으로 동적 분무 특성, 연소 특성 연구를 수행하고 있으며, 이에 대한 연구동향을 소개한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.687-692
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• 2004

For the prediction of sloshing in the propellant tank of rocket vehicle utilized in RVT (reusable rocket vehicle testing) conducted by ISAS/JAXA, the flow field in the propellant tank during the ballistic flight was experimentally reproduced with the sub-scale model of it. The lateral acceleration as large as about 0.8 G was provided with a mechanical exciter and the deformation of liquid surface in the vessel was visualized with a high-speed camera. The several con-figurations of damping devices were installed and tested in the vessel, which should keep the ullage gas away from the outlet port. It was consequently suggested that the combination of a baffle plate and a perforated cylinder could be effective against the gas suction before the re-ignition of the engine. The sloshing phenomena were also simulated with the CFD code, called CIP-LSM. The numerical results showed good agreement with the corresponding data obtained in the experiment.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.64-69
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• 2014

Measuring an exact amount of remaining cryogenic liquid propellant under microgravity condition is one of the important issues of rocket vehicle. A Pressure-Volume-Temperature (PVT) gauging method is attractive due to its minimal additional hardware and simple gauging process. In this paper, PVT gauging method using liquid nitrogen is investigated under microgravity condition with parabolic flight. A 9.2 litre metal cryogenic liquid storage tank containing approximately 30% of liquid nitrogen is pressurized by ambient temperature helium gas. During microgravity condition, the inside of the liquid tank becomes near-isothermal condition within 1 K difference indicated by 6 silicon diode sensors vertically distributed in the middle of the liquid tank. Helium injection with higher mass flow rate after 10 seconds of the waiting time results in successful measurements of helium partial pressure in the tank. Average liquid volume measurement error is within 11% of the whole liquid tank volume and standard deviation of errors is 11.9. As a result, the applicability of PVT gauging method to liquid propellant stored in space is proven with good measurement accuracy.