• 한국항공우주학회지
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• 제33권12호
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• pp.109-116
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• 2005

재생냉각형 액체로켓 연소기의 냉각채널 설계에 대한 탄-소성 구조설계를 수행하였다. 구조해석에 필요한 데이터를 얻기 위하여 여러 가지 온도에서 재생냉각 챔버 제작에 사용하는 구리합금의 단축인장시험을 수행하였다. 재료시험 결과 구리합금은 브레이징 공정 후에 연화되어 강도 값이 매우 저하되며 온도가 증가함에 따라 유동 응력 값이 더 작게 나타났다. 재료시험 데이터를 이용하여 냉각채널의 구조해석을 수행한 결과 채널 내부 냉각유체에 의한 내부압력보다 고온의 연소가스에 의한 열 하중에 의하여 채널의 변형이 심하게 발생함을 확인하였다. 따라서 기계적인 하중을 견딜 수 있는 한도 내에서 냉각채널의 두께를 감소시켜 열 하중을 최소화함으로서 연소기의 무게 감소, 냉각성능 향상, 그리고 구조적인 안정성을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권3호
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• pp.78-85
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• 2005

본 연구는 재생냉각 시스템 설계를 위한 설계절차를 확립하고, 프로그램을 개발하는 것이다. 재생냉각 시스템 개발을 위한 설계변수를 도출하기 위해서 물을 냉각제로 하는 냉각 시스템을 설계절차에 맞추어 설계하였다. 물을 냉각제로 하는 $250kg_{f}$급 엔진을 이용한 연소시험을 통해서 제안된 예측결과와 실험결과를 비교하였고, 비교적 일치함을 보였다. 이와 같이 검증된 설계 프로그램이 케로신을 냉각제로 하는 재생냉각 시스템에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구를 통해 얻은 기초 자료와 관계식은 실제 액체로켓엔진 설계에 직접 사용 가능할 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.305-308
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• 2005

본 논문은 30ton급 액체로켓엔진 연소기의 연소시험 검증용 제작에 관한 것이다. 기본설계와 상세설계를 통해 도면을 작성하고, 이에 따라 제작하였다. 연소기는 크게 헤드부와 챔버부로 구성되며, 챔버는 KSR-III에 적용되었던 내열재 챔버와 재생 냉각 방식의 챔버를 제작하였다. 연소기 헤드는 저온 특성이 좋은 SUS316L 재료를 사용하였다. 내열재 챔버는 내부는 silica/phenolic 재료를 사용하였고, 외부케이스는 SUS316L을 적용하였고, 재생 냉각 챔버는 C18200과 SUS316L 재료를 사용하였다. 선반 가공, 일반 밀링 가공, MCT 가공등의 기계적 가공을 한 후 전해 연마를 통해 이물질을 제거 하였다. 분사기와 분사기 플레이트의 접합과 재생 냉각 챔버 등 일부 부품의 접합은 구조적인 특성으로 인해 브레이징 기법을 적용하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.133-137
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• 2008

추력 30톤급 액체로켓엔진 재생냉각 연소기에서 수행했던 연소시험의 결과에 대해 기술하였다. 연소기의 연소압력은 60 bar, 추진제 유량은 약 89 kg/s 그리고 노즐 팽창비는 12이다. 연소기는 분사기 헤드, 배플분사기 그리고 재생냉각 연소실 등으로 구성하였다. 연소시험은 설계점뿐만 아니라 탈설계점 등 다양한 조건에서 이루어졌다. 연소특성속도는 약 1738부터 1751 m/sec이며, 비추력은 약 253에서 270 sec 정도의 값을 얻었다. 재생냉각 연소기의 최대 연소특성속도는 혼합비 2.35에서 나타났으며 최대 비추력은 혼합비 2.5에서 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.31-34
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• 2011

75톤급 일체형 재생냉각 연소기 기술검증용 시제의 설계 및 제작에 대하여 기술하였다. 기술검증용 연소기의 설계 연소압력은 60 bar, 추진제 유량은 243.6 kg/s, 그리고 노즐 팽창비는 12이다. 헤드부와 추력실부가 용접되는 일체형 재생냉각형 연소기이다. 본 기술검증용 시제품을 통해 확립된 설계 및 제작 기술들은 비행용 모델 개발에 활용될 것이다.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.90-97
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• 2010

액체로켓 연소기 재생냉각 챔버 내피에 사용되는 구리합금의 가동 수명을 예측하기 위해서 피로 수명에 대한 연구를 수행하였다. 재료의 기계적인 특징과 피로 수명을 얻기 위하여 인장 시험 및 저사이클 피로 시험이 상온 및 고온에서 수행되었다. 수명을 예측하기 위해서 일반적으로 많이 사용되는 주기울기법, 수정 주기울기법, Mitchell의 방법, Baumel과 Seeger의 방법, Ong의 방법들이 사용되었으며, 거의 모든 데이터가 현재 널리 사용되는 방법들로 예측이 잘 되지 않아 구리합금을 위한 새로운 수명식을 개발해야 할 필요성을 발견하게 되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.148-151
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• 2007

동축 스월 인젝터 중에서 연료 인젝터의 스월 챔버 유무에 따른 인젝터 페이스의 냉각 특성을 알아보기 위해서 연료의 스월 챔버의 유무 조건만 다르고 모든 설계 조건이 같은 두 개의 인젝터를 만들었으며, 장시간 연소가 가능하도록 물을 이용한 재생 냉각 채널을 인젝터 페이스에 설치하였다. 두 개의 인젝터를 이용하여 연소 실험을 수행한 후 인젝터 페이스의 냉각 특성을 비교하였고, O/F ratio 2.0일 때와 O/F ratio 1.7일 때의 연소 특성 및 인젝터 페이스의 냉각 특성을 살펴보았다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.85-92
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• 2006

액체로켓엔진의 막냉각 성능 예측을 위한 설계 프로그램을 개발하였다. 저혼합비 가스층이 가지는 열차단 효과를 CFD를 적용하여 해석하였다. CFD 해석 결과에 기반한 1차원 막냉각 모델을 기존의 재생냉각 프로그램에 적용하였다. 축소형 calorimetric 연소기와 실물형 연소실의 열유속 시험 데이터비교를 통하여, 비록 과다예측 특성을 보이기는 하지만 만족할만한 결과를 얻었다. 이로서 막냉각이 로켓엔진의 노즐목의 열하중 감소에 효과적임이 확인되었다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.621-626
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• 2006

Regenerative evaporative cooling is known as an environment-friendly and energy efficient cooling method. A regenerative evaporative cooler (REC) consisting of dry and wet channels is able to cool down the air stream below the inlet wet-bulb temperature. In the regenerative evaporative cooler, the cooling effect is achieved by redirecting a portion of the air flown out of the dry channel into the wet channel and spraying water onto the redirected air. In this study, a horizontal regenerative cooler is considered. In the horizontal regenerative cooler, the flow direction of evaporating water has a right angle to the flow direction of supply air. This difference was investigated with visualization technique and simplified 2-module performance test was done in a thermo-environment chamber. Optimum design configuration is changed due to the wet channel which are easily fully covered with evaporating water and block the air flow inside the channel. Applying the optimized fin configuration design with the highly wetting surface treatment, a regenerative evaporative cooler was fabricated and tested to Identify the cooling performance improvement and operation characteristics. From the experimental results at the intake condition of $32^{\circ}C$ and 50% RH, the supply temperature was measured to be around $23.4^{\circ}C$. The cooling effectiveness based on the inlet dewpoint temperature was evaluated 73% which is almost close to the design expectation.

• 한국추진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.25-35
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• 2002

본 연구에서는 액체로켓의 엔진조건에 부합하는 재생냉각 시스템을 설계하는 방법을 다루었다. 정상상태에서 로켓 추력실에서의 열전달 과정은 연소가스로부터 벽면으로 대류와 복사가 이루어지고, 다시 연소실 벽을 통해 전도된 후 마지막으로 냉각제로 대류열전달 된다. criterial method와 integral method를 이용하여 열전달량을 구하고, 이를 이용하여 냉각채널을 설계하였으며, 러시아 냉각 시스템 설계 코드의 결과와 비교하였다. 복잡한 설계과정을 정형화된 logic을 구현하여 냉각 시스템 설계를 용이하게 하였으며, 설계변수를 변화시켜 얻어진 계산결과를 통하여 각 인자의 영향을 정성적으로 살펴보았다.