• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.117-121
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• 2012

고공 환경 하에서 작동하는 우주발사체 상단 추진기관의 경우 지상에서 실제 작동 환경에 가까운 조건에서 연소시험을 수행하여 그 성능을 검증하게 된다. KSLV-I 상단 추진기관의 경우 원통형 디퓨저를 이용하여 고공환경 모사시험을 수행하였으며, 디퓨저의 설계 검증 및 시동특성을 확인하기 위해 축소형 디퓨저에 대한 비반응 유동시험 및 연소시험을 수행하였다. 본 논문에서는 축소형과 실물형 디퓨저에 대한 시험 결과를 제시하고 시동특성에 대해 분석하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.119-122
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• 2002

In general, Liquid Injection Thrust Vector Control(LITVC) is accomplished by injecting a liquid into the supersonic exhaust flow through holes in the wall of the propulsion nozzle. This injection flow field is highly complicated and detailed flow physics associated with the secondary flow injection should be known far the practical design and use of the LITVC system. The present study aims at understanding the LTTVC flow field and obtaining fundamental design parameters for LITVC. The experimentations were performed in a supersonic blow-down wind tunnel. Compressed, dry air was used for both the main exhaust and injection flows but the pressures of these two flows were controlled independently. The location of the injection holes was changed and the pressures of the two streams were also changed between 2.0 and 15.0 bar. The effectiveness of LITVC was discussed in details using the results of the pressure measurements and flow visualizations

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.65-78
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• 2004

본 연구는 램제트 엔진 성능시험기의 설계기술 습득을 위하여 진행된 연구의 일부분으로 자유제트 형식 시험기의 설계기술을 연구한 결과를 정리한 것이다. 연구의 대상은 램제트 엔진 성능시험기의 범용 설비인 오염공기 방식 가열기(Vitiated Air Heater), 시험부, 디퓨저, 이젝터 등으로 설계기법 및 설치기법들을 중점으로 연구하였다. 램제트 엔진 성능시험기 시험부는 기본 성능시험기의 작동 영역(마하2~5, 고도0~25km)을 토대로 10개의 작동점으로 재구성하여 각 작동점에서의 마하수, 고도에 따른 시험장치의 초음속 노즐, 디퓨저, 이젝터 등 주요 구성요소들의 물성치(온도, 압력 등)를 계산하였으며, 성능시험기의 구동 방법 등에 대한 내용을 기술하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.53-63
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• 2024

액체 로켓 엔진의 작동 신뢰성 확보를 위하여 높은 효율과 점화 성능을 가진 점화기가 필수적이다. 본 연구에서는 450 N급 메탄-산소 액체 로켓 엔진에 사용할 수 있는 스파크 토치 방식의 점화기를 개발하였으며, 이를 위해 수치해석, 제작 및 검증을 수행하였다. 구체적으로, 점화 성능 확보를 위해 점화기 출구에서의 엔탈피를 최대화하도록 질량 유량, 노즐 면적비, 연료-산화제 혼합비 및 세장비를 설계변수로 설정하고 파라메트릭 해석을 수행하였으며, 3차원 반응 유동 수치해석을 통해 출구 열량을 산출하였다. 나아가, 도출된 설계를 바탕으로 점화기를 제작하여 연소 실험을 수행하였으며, 안전을 고려하여 설정한 최대 압력 이내에서 수치해석 결과에 부합하는 점화 성능 확보가 가능한 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 설계 및 제작한 점화기는 차후 소형 우주발사체 상단 엔진 등 실제 추진 시스템 구성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.52-60
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• 2015

최근 군 전력 개편에 따라 1개 군단이 담당해야할 작전 영역이 확대됨에 따라 155 mm 화포체계의 사거리 연장은 중요한 이슈가 되었다. 80 km 이상 155 mm 화포 체계의 사거리를 연장하기 위해 새로 운 시도가 필요하다. 램제트 기관은 공기흡입식 기관으로 고체 연료 로켓에 비해 몇 배 이상 높은 비추력을 제공할 수 있어 같은 연료 무게로 더 멀리 포탄을 투사하는 것을 가능하게 한다. 램제트 기관을 포로 발사할 경우 포구 초속이 약 Mach 3 이므로 추가적인 부스터가 필요치 않다. 특히 고체 연료 램제트 (Solid Fuel Ram Jet, SFRJ)는 어떠한 구동기관이 없어 발사 시 높은 충격을 받는 포탄에 적용하기에 적합하다. 본 연구에서는 155 mm 화포체계를 위한 포발사 램제트 추진탄을 설계하기 위해 비점성 유동을 가정하여 공기 흡입구, 연소실, 노즐을 설계하였다. 설계 변수를 변화시키며 80 km 이상 사거리를 가지며, 고폭탄 탑재 용적을 최대화 할 수 있도록 설계하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.45-52
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• 2002

2차원 수중 초음속 제트의 구조 및 유동 불안정성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 제트의 구조 및 시간에 따른 변화를 관찰하기 위하여 고속 디지털 카메라 촬영과 정압을 측정하였다. 공기 유량의 변화에 따른 제트의 구조를 초고속 촬영하여 이로부터 얻어진 장면에서 확산각을 구했다. 일련의 제트의 주기적인 특성에 따른 구조를 관찰하였고 불안정성의 초당 주기 발생 횟수가 5-6회 정도로 측정되었다. 세 가지 특성 길이 $L_1$, $L_2$, $L_3$를 정의하였다. $L_1$은 불안정적 주기가 발생할 경우 최대제트의 폭 스케일, $L_2$는 2차적인 유동이 유입되는 곳의 제트의 폭 스케일, $L_3$는 노즐 출구로부터 2차적으로 유도된 유동이 유임되는 곳까지의 길이다. $L_1$/$L_2$는 전압 즉, 탱크 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향성을 가지고 있고 $L_3$는 전압이 증가함에 따라 증가하는 경향성을 띄었다. 시간에 따른 정압 변화를 측정하였으며 FFT결과를 통해서 불안정성으로 인해 발생하는 주파수와 유사한 값인 5Hz에서 고유진동이 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.248-250
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• 2017

Mar-M-247 합금은 고온에서의 우수한 강도로 Ni기 초내열합금 중 항공용 가스터빈 부품에 가장 널리 사용되는 소재 중 하나이다. Mar-M-247을 이용하여 터빈 노즐, 터빈 블레이드와 같이 Hot section 용으로 제작되는 부품은 복잡한 형상 등의 이유로 접합 공정을 적용하고 있다. 본 연구에서는 Mar-M-247 합금의 액상확산접합부에 대한 고온 특성 거동을 고찰하고자 하였다. 이에, $1,121^{\circ}C$에서 7분간 확산접합을 실시하여 고온 강도 변화를 관찰하였다. 시험 결과, 접합 시편은 $649^{\circ}C$에서 모재 대비 약 70%, $825^{\circ}C$에서 약 60%, $1,000^{\circ}C$에서 약 45%의 강도치를 나타내었다. 접합시간에 따른 강도 변화를 관찰한 결과, 720분 접합한 시편은 $649^{\circ}C$에서 모재와 유사한 강도치를 나타내었으며, 이는 One-body 부품에 가까운 일체형 확산 접합이 이루어진 것으로 판단된다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제7권2호
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• pp.76-84
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• 2009

본 논문에서는 우주비행체에 사용하는 세라믹 복합재료의 기술개발에 대한 외국의 현황을 검토하였다. 우주선진국에서는 세라믹 복합재료의 경량 및 우수한 고온 특성을 이용하기 위해 최첨단 엔진구조물에 적용하여 우주비행체의 성능을 향상시키기 위하여 많이 사용해왔다. 특히 내열성, 내산화성 그리고 고온에서의 높은 강도가 요구되는 우주비행체에 적합하여, 로켓엔진챔버, 노즐, 태양판, 레이더안테나, 우주반사경 구조물, 초음속비행체 선단부, 재진입비행체의 노즈팁, 그리고 우주비행체의 방열판등에 사용하고 있다. 이러한 부품을 제작하기 위한 공정기술과 현재의 응용사례를 제시되어 향후 국내의 우주개발사업에 적용될 수 있도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.126-133
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• 2004

현재 개발중인 다목적실용위성은 자세제어 등에 필요한 추력과 모멘트를 발생하기 위해 NASA의 1lbf급 표준 추력기인 MRE-1을 사용할 예정으로 신뢰도 향상을 위해 이중추력기 모듈의 형태로 장착된다. 열차폐막의 국산화를 위해 기존의 용접 대신 전기주형법을 적용 할 예정이다. 하지만 열차폐막 내경이 기존의 용접으로 제작된 형상보다 불가피하게 감소됨으로 인해 열차폐막 끝단과 추력기 노즐 사이에 간섭이 발생할 우려가 제기되었다. 따라서 본 논문에서는 두 가지 다른 공정으로 제작될 열차폐막에 대해 구조해석을 수행하여 위성의 발사환경에서 추력기와 열차폐막의 간섭 여부 및 구조적 거동을 해석 및 비교하였고, 그 결과를 토대로 새로운 형상의 열차폐막에 대한 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.114-123
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• 2002

케로신/액체산소 추진기관을 갖는 초음속 로켓의 플룸 유동장을 9 화학종 14 반응 모델과 연계된 레이놀즈 평균 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 유한속도 화학반응이 플룸 유동장에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 그 결과를 화학적 동결유동 해석 결과와 비교하였다. 계산은 상용 CFD 소프트웨어인 FLUENT 5를 이용하여 수행하였다. 반응 유동 해석 결과는 노즐 내부에서의 화학반응에 따른 연소가스의 온도 증가로 인해 전체적으로 동결유동에 비해 더 높은 온도장을 나타내었다. 플룸에서의 모든 화학반응은 전단류와 배럴 충격파 반사지점 후방의 고온 영역에 국한되어 일어났으며 본 해석의 경우 플룸내에서의 유한속도 화학반응이 유동에 미치는 영향은 미약한 것으로 나타났다. 그러나 본 연구에서 이루어진 유한속도 화학반응을 고려한 플룸 해석을 통하여 플룸에서의 주된 화학 반응 및 이들의 반응 메커니즘을 확인할 수 있었다.