• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.1027-1037
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• 2009

우주발사체용 30톤급 액체로켓엔진 재생냉각 연소기 개발과정에 관하여 기술하였다. 이중추진제 동축 와류형 분사기 개발에서부터 시작하여 축소형 연소기를 통해 요소기술을 검증하고 개발된 기술을 실물형 연소기에 적용하였다. 총 5기의 실물형 연소기 개발시제를 사용하여 점화성능, 연소안정성, 연소성능, 냉각성능, 내구성 등의 검증을 수행하였다. 이 과정에서 총 46회의 실물형 연소기 연소시험을 실시하였고 이 중 23회는 기폭장치를 이용한 연소안정성 평가시험을 병행하였다. 시험 결과 30톤급 재생냉각 연소기는 연소 성능 및 연소안정성 요구사항을 모두 만족시켜 단품 개발이 성공적으로 완료된 것으로 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권10호
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• pp.1412-1419
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• 2003

Heat regenerator occupied by regenerative materials improves thermal efficiency of combustion system through the recovery of sensible heat of exhaust gases. By using one-dimensional two-phase fluid dynamics model, the unsteady thermal flow of regenerator with spherical particles, was numerically analyzed to evaluate the heat transfer and pressure losses and to derive the design parameter for heat regenerator. It is confirmed that the computational results, such as air preheat temperature, exhausted gases outlet temperature, and pressure losses, agreed well with the experimental data. The thermal flow in heat regenerator varies with porosity, configuration of regenerator and diameter of regenerative particle. As the gas velocity increases with decreasing the cross-sectional area of the regenerator, the heat transfer between gas and particle enhances and pressure losses decrease. As particle diameter decreases, the air is preheated higher and the exhaust gases are cooled lower with the increase of pressure losses. Assuming a given exhaust gases temperature at the regenerator outlet, the regenerator need to be linearly lengthened with inlet Reynolds number of exhaust gases, which is defined as a regenerator design parameter.

• 한국추진공학회지
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• 제8권3호
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• pp.1-9
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• 2004

냉각장치가 있는 실험용액체로켓엔진으로 연소실험을 수행하였다. 냉각제의 온도변화를 측정하여 추력실에서 발생하는 열 유속을 계산하였고, 이 결과를 기 개발된 수치해석 방법에 의해 예측한 열유속과 비교하였다. 그 결과 9%이내의 오차를 보이므로 개발된 수치해석 방법은 실제 로켓엔진의 설계 및 제작에 이용 가능하며, 연소압 및 혼합비가 열 유속에 일정한 비례관계를 가지고 영향을 미치고 있음을 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.232-235
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• 2017

초음속 스크램제트 연소기는 약 2000K 이상의 고온과 빠른 유속을 가지는 연소 환경에 노출되며 현재 inconel 등의 고온 금속 소재를 적용하고 있다. 이러한 금속소재는 1000K 이상의 고온 환경에서 물성 저하 현상이 크게 나타나 장시간 및 재사용이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 차세대 고온 내열 소재로 주목 받는 섬유강화 세라믹 복합소재를 스크램제트 연소기에 적용하기 위한 연구를 수행 하였으며, 연소효율 향상을 위해 고온의 연료를 분사할 수 있는 재생냉각형 연소기 제조를 위한 기초 기술을 개발 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.69-73
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• 2009

75톤급 액체로켓엔진 연소기의 1/2.5-scale 연소기의 시험 결과를 기술하였다. 연소기의 연소압력은 60 bar, 추진제 유량은 약 89 kg/s 그리고 노즐 팽창비는 12이다. 연소성능 및 재생냉각 성능, 연소기의 내구성 확인을 위한 수회의 설계점 연소시험과 저압조건에서의 작동성 및 연소성능을 검증하기 위한 시험이 수행되었다. 모든 연소시험은 하드웨어의 손상 없이 성공적으로 수행되었다. 본 시험결과는 향후 75톤급 연소기의 저압 연소 조건에서의 시험 가능성을 제시하고, 설계점 조건에서의 연소성능을 예측하는 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.71-75
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• 2009

30톤급 액체로켓엔진 재생냉각 연소기에서 넓은 영역에서의 연소기 작동성 및 연소성능 등을 확인하기 위한 저압 및 설계/탈설계점 연소시험 결과에 대해 기술하였다. 연소기의 연소압력은 60 bar, 추진제 유량은 약 89 kg/s 그리고 노즐 팽창비는 12이다. 연소특성속도에 대한 압력의 영향은 혼합비에 따라 크게 나타났다. 연소기의 비추력은 혼합비에 크게 영향을 받지 않았고 압력에 비례함을 알 수 있었다. 본 결과는 향후 대형 연소기에서 저압 연소시험의 가능성을 제시할 뿐만 아니라 대형 연소기의 고압 연소압력에서의 연소성능을 예측하는 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.73-82
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• 2017

재사용 발사체용으로 개발되는 엔진은 반복 사용 조건에 따른 저사이클 열피로 문제를 고려해야 한다. 본 연구는 연소기 재생냉각채널에 사용되는 구리합금의 피로수명을 인장시험 데이터로부터 예측하기 위하여 기존의 연구자들이 제안하였던 수명예측식을 다양한 종류의 구리합금의 경우에 적용하여 비교하였다. 제안된 수명예측식 중 공통경사법은 구리합금의 수명 예측에서 가장 좋은 결과를 보여 주었으며, 수정 Mitchell 방법은 OFHC 구리의 수명 예측에서 가장 좋은 결과를 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.81-88
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• 2013

케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소방식 액체엔진용 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 설계점에서 연소시험을 수행하였다. 설계된 산화제 과잉 예연소기는 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 재생냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20 MPa, 혼합비 60에서 작동한다. 혼합헤드에는 단일 와류형 분사기를 벌집형태로 배열하였으며 가스 온도 균일성 향상과 연소 안정성 향상을 위한 혼합링과 터빈까지의 배관을 고려한 노즐을 장착하였다. 설계점 연소시험에서 산화제 과잉 예연소기는 높은 연소 안정성과 생성가스의 균일한 온도분포를 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.299-304
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• 2005

본 논문에서는 연소실 압력 53bara, 추진제 유량 90kg/s, 연소효율 $94\%$, 지상 비추력 253sec을 갖는 액체로켓엔진 실물형 연소기의 설계 전반에 대해 기술하였다. 연소기의 성능에 미치는 연소가스의 물성치, 특성속도, 추력계수 그리고 비추력에 대해 알아보았고, 연소기의 기하학적인 형상에 대해서도 기술하였다. 연소기는 분사기를 장착한 연소기 헤드, 재생냉각 채널을 가지고 있는 연소실로 구성되어 있다. 지상연소시험을 위해 제작한 내열재 삭마 방식의 연소실, SUS 배플을 장착하고 실린더부와 노즐부가 분리된 연소기, 배플 분사기를 장착하고 제생냉각부가 일체형인 연소기에 대해 기술하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.163-168
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• 2006

본 논문에서는 추력 30톤급 액체로켓엔진의 실물형 연소기 물냉각 연소시험 성능결과에 대해 기술하였다. 연소기 연소압력은 53bara 그리고 추진제 유량은 90kg/s이다. 케로신을 이용한 첫 번째 시험인 관계로 설계유량보다 약 120%정도인 32kg/s을 공급하면서 시험을 수행하였다. 이후 설계 케로신 유량 25kg/s을 공급하면서 성공적으로 시험을 수행하였다. 각각의 연소시험 결과에 대해 기술하였으며, 채널 연소실에서 케로신 냉각 성능이 충분해 재생 냉각 연소시험이 가능하다는 것을 알 수 있었다.