• Tribology and Lubricants
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• 제32권5호
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• pp.154-159
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• 2016

This paper presents an experimental study of the leakage performance and endurance performance of a mechanical face seal in the 7-ton-class turbopump of the Korea Space Launch Vehicle 2 third-stage engine. We install a mechanical face seal between the fuel pump and turbine to prevent the mixing of the fuel and turbine gas. We design and manufacture a prototype mechanical face seal, which has two parts, namely, a bellows seal assembly and mating ring. We set up a test facility to measure the leakage and endurance of the mechanical face seal. For the similarity tests, we use water under real operating conditions such as high rotational speed, high temperature, and high pressure. Through investigation of the leakage and carbon wear rate, it is possible to evaluate the performance of the mechanical face seal. The results of the leakage and endurance performance test demonstrate the absence of any leakage from the prototype mechanical face seal after a trial run and clarify that the acceptable wear rate fully satisfies the turbopump requirements. Finally, we install a qualified mechanical face seal in a 7-ton-class turbopump and perform a validation test in the turbopump real-propellant test facility in the Korea Aerospace Research Institute. The test results confirm that the mechanical face seal works well under real operating conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.360-366
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• 2016

한국형발사체 개발을 위한 추진시험설비가 구축되고 있으며, 일부 시험설비는 구축이 완료되어 추진기관시험을 실시하고 있다. 추진시험설비의 구성은 엔진 시험체 등의 시험을 실시하는 테스트 스탠드와 추진제로 사용되는 케로신(Jet A-1) 및 액체산소(LOX) 등을 저장하는 설비 등 다양한 서브시스템과 부품들이 연결되어 있다. 테스트 스탠드는 엔진개발모델이 장착되고 추진제가 혼합되어 실제 연소가 이루어지는 곳으로서 큰 에너지긴장도 상태에서 고압으로 작동되는 추진시험설비의 특성상 화재 폭발의 위험성이 존재한다. 본 논문에서는 추진시험설비의 사고피해영향분석 및 리스크 감소방안을 수립하기 위하여, 테스트 스텐드에서의 추진제 누설사고 시나리오를 가정하고, TNT당량모델 실험식을 적용하여 폭발과압에 대한 사고피해영향을 분석하였고, 추진시험설비의 안전성 확보를 위한 리스크 감소방안에 대하여 기술적, 제도적, 관리적 안전대책에 대하여 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.239-245
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• 2006

초음파를 이용한 추진기관의 비파괴검사는 X-ray 검사에 비하여 경제성이 우수하고, X-ray 검사시 취약한 dis-bond, damage 등의 결함 검출이 우수한 편이다. 그리고 전용시설의 필요없이 현장에서 실시간으로 검사가 가능하며 방사선 작업에 비하여 안전한 방법이다. 본 논문에서는 고체 추진제에 대한 초음파 특성을 분석하고, 추진제/라이너 미접착에 대한 내측과 외측 검사 방법 및 추진제 damage에 의한 미세 크랙검출에 대하여 실험 및 분석하였다. 실험 결과, 추진제에서의 초음파 감쇠는 $6\sim8db/cm$로 비교적 큰 감쇠를 보였으며 추진제/라이너 미접착에 대한 내 외측 검사에 있어서도 제한된 조건이지만 검출 가능성을 보였다. 그리고 damage에 의한 추진제 미세 크랙도 초음파의 감쇠특성을 이용하여 검출 가능함을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.17-21
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• 2007

초음파를 이용한 로켓 모타의 비파괴검사는 X-ray 검사에 비하여 경제성이 우수하고, 미접착 등의 결함 검출이 우수한 편이다. 그리고 전용 시설 없이 현장에서 실시간으로 검사가 가능하며 방사선 작업에 비하여 안전한 방법이다. 본 논문에서는 초음파 다중반사에 의한 추진제/라이너 미접착 검출 기법에 대하여 실험 및 이론적 모델링으로 분석하였다. 실험 결과, 추진제/라이너 미접착의 신호가 정상 접착과 구별되는 뚜렷한 신호 차이를 보였으며, 실험에서 측정한 신호와 이론적 모델링 신호가 대체적으로 일치하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권6호
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• pp.53-61
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• 2022

본 연구에서는 CBT(Closed Bomb Test)시험을 통하여 고체추진제의 연소효율을 추정하는 방법을 제시하였다. CBT는 수백 기압에서 작동하므로 실기체의 영향을 고려하기 위해 Noble-Abel 상태방정식을 적용하였다. 또한 밀폐용기 벽면으로 발생하는 열손실을 고려하였다. 그레인의 연소로 인한 그레인의 체적 변화율 계산은 형상 함수(Form Function)를 적용하였으며, 총 8개의 다른 형태 그레인의 연소 효율을 도출하였다. 본 연구에서 제시한 이론모델의 적절성을 실험 결과인 압력-시간 선도와 비교하여 나타내었다. 그레인 형상과 추진제의 충진량에 따른 연소효율을 도출하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권1호
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• pp.19-28
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• 1996

본 연구에서는 X선 실시간 영상장치를 이용하여 고체 추진기관과 같은 이질재료 복합구조물의 비파괴시험 조건 최적화 및 관측 가능한 최소 결함의 크기에 대하여 연구하였다. 실험에 사용된 시험편은 모의결함이 다양한 크기와 형상으로 가공된 steel plate였으며, 방사선 등가 원리를 이용하여 추진기관의 고체 추진제, 내열 고무, 연소관을 steel 등가 두께로 환산하여 설치 실험하였다. 실험 결과, 시험 조건 인자인 확대율과 시험 재료의 등가 두께별 적용 에너지 및 조사선량률의 최적값을 구하였으며, 또한 관측 가능한 결함의 크기와 추진제 두께에 따른 결함의 깊이비와의 상관관계를 구하였다. 이와 같이 모사 시험편을 이용한 모의실험은 대상 시험물을 검사하기 전 수행되어야 할 예비 과정이며, 모든 이질재료 복합구조물의 비파괴시험에 적용할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.106-111
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• 2006

액체로켓엔진의 성능 및 냉각특성 연구를 위한 연소시험장치를 개발하였다. 본 시험장치는 액체산소와 kerosene을 추진제로 사용하는 추력 1.0 KN 이하의 액체로켓엔진의 성능 및 냉각 특성연구가 가능하며, 실제 연소시험을 통해 정상적인 작동을 확인하였다. 향후 액화천연가스와 천연가스를 사용하는 로켓엔진의 시험 및 재생냉각시험이 가능토록 설비 개량을 실시할 예정이다

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.1-8
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• 1999

$H_2$O/Kerosene을 사용하여 Unlike 충돌형 인젝터(FOOF형)에서 산화제와 연료의 운동량비 변화에 따른 혼합효율을 측정하였다. 모의 추진제의 운동량비 1.5(총혼합비 1.89)에서 혼합성능은 최대 값을 나타내었으며 모의 추진제의 실험결과는 실제 추진제인 LOX/Kerosene에 적용하여 혼합특성속도 효율을 예측하였다 연구 결과 혼합특성속도 효율은 운동량비 2.0에서 최대 값을 나타내었다. 이러한 예측은 실제 연소실험을 통하여 얻어진 연소효율과 약간의 차이는 있으나 초기설계자료로서 충분한 가치가 있는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.103-115
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• 2013

액체로켓 연소기에 사용되는 열차폐코팅(TBC)의 내구성 시험 기술동향을 조사하였다. 표면 접합력 측정을 위한 기계적 시험, 레이저나 가열로, 버너나 플라즈마 등을 이용한 열피로 시험, 분사기를 이용한 소형 연소시험, 열적 기계적 피로시험 등의 많은 내구성 시험들이 있었다. 연소기에 사용하기 위해 이러한 시편 수준의 시험을 통해 내구성이 확보된 TBC를 결정할 수 있으며, 실제 연소시험을 통해 내구성을 검증할 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.603-615
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• 2012

액체로켓 연소기에 사용되는 열차폐코팅(TBC)의 내구성 시험 기술동향을 조사하였다. 표면 접합력 측정을 위한 기계적 시험, 레이저나 가열로, 버너나 플라즈마 등을 이용한 열피로 시험, 분사기를 이용한 소형 연소시험, 열적 기계적 피로시험 등의 많은 내구성 시험들이 있었다. 연소기에 사용하기 위해 이러한 시편 수준의 시험을 통해 내구성이 확보된 TBC를 결정할 수 있으며, 실제 연소시험을 통해 내구성을 검증할 수 있다.