• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.43-48
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• 2023

Polymer composites, especially glass fiber reinforced polymer (GFRP) are finding ever-increasing applications in areas such as superconductivity, space technology, cryogenic rocket engines, and cryogenic storage vessels. Various components made of polymer composites are much lighter than their metallic counterparts but have equivalent strength for ultra-low temperature applications. In this paper, we have investigated the tensile properties of an indigenously prepared unidirectional cylindrical hollow composite tube for its use as a neck of the cryogenic vessel. XRD and SEM of the tube are completed before cryogenic conditioning to ascertain the fiber and resin distribution in the matrix. The result shows that for composites, after 15, 30, 45, and 60 minutes of cryogenic conditioning at 77K in a liquid nitrogen bath, the strength and modulus increase significantly with the increase of strain rate and reach the optimum value for 45 minutes of conditioning. The results are encouraging as they will be helpful in assessing the suitability of GFRP in the structural design of epoxy-based components for cryogenic applications.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.99-103
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• 2017

한국형발사체 1단 엔진 개발을 위한 엔진시스템 시험으로 액체산소-케로신을 추진제로 하는 75 톤급 액체로켓엔진의 연소 시험이 수행되었다. 한국형발사체 1단용 75 톤급 엔진시스템을 이용한 개발 연소시험 현황을 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 파이로 구성품 및 공급계 부품을 포함하는 엔진시스템 연소 시험 결과를 포함하여 소개한다. 액체산소-케로신 추진제 엔진시스템의 시동 및 점화, 정상 구간 작동, 종료가 안정적으로 수행되었으며, 엔진 연소 시험 중 엔진 추력 제어 시스템의 검증 시험도 성공적으로 수행되었다. 75 톤급 엔진 연소시험 결과는 한국형발사체 1단용 엔진시스템 설계 검증 및 성능 평가에 활용될 예정이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.738-746
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• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제7권2호
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• pp.68-75
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• 2009

통신을 비롯한 각종 수요로 위성에 대한 수요가 급증하고 있는 가운데 미국, 러시아, 유럽, 일본, 중국 등 우주기술 분야 선진국에서는 대형 위성을 원하는 궤도에 올릴 수 있는 발사체 기술을 확보하고 있다. 대형 위성 발사체 추진기관 관련 기술은 장거리 미사일을 등 군사적인 목적으로 이용될 가능성과 첨단 기술 유출의 기피와 같은 문제점으로 기술 도입이 어려운 실정이다. 이를 위해 밸브 국산화 설계 및 시제품 제작을 통한 기술 축적은 추진기관시스템 밸브 국산화에 기여할 것이며 국내 밸브 설계 및 개발 수준 향상에 크게 기여할 것이다. 본 논문에서는 해외에서 개발된 밸브들과 국내에서 개발된 밸브들의 현황을 소개한다. 밸브 개발 기술은 KSLV-II 엔진시스템 및 추진기관의 안정적인 운용에 필요한 엔진 제어 시스템 구성에 기초가 될 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.64-70
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• 2005

본 논문에서는 충돌형 분사기를 장착한 연료 과잉 가스발생기에서 수행한 설계점 및 탈설계점 연소시험의 전반적인 결과에 대하여 논하였다. 가스발생기는 충돌형 분사기와 추진제 공급 메니폴드로 구성된 분사기 헤드, 물냉각 채널을 가진 연소실, 혼합을 증가시키는 turbulence ring, 온도 및 압력을 측정하는 링, 그리고 노즐로 구성되었다. 여러 운영조건에서 연소시험은 성공적이었으며 가스발생기 손상은 발생하지 않았다. 체류시간 4～6msec 정도에는 출구온도변화가 거의 없었지만 압력변동에 따라 출구온도는 변하였다. 측정되는 압력, 유량 그리고 노즐목 크기로 계산한 연소효율는 출구에서 측정한 온도의 제곱근에 비례하는 관계식을 저 혼합비 가스발생기에서도 갖고 있었다. 가스발생기의 O/F 비 변화에 가장 민감하게 출구온도가 변화하였으며 이에 대한 관계식을 도출하여 향후 설계 기초 자료로 활용되게 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.346-350
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• 2005

연소압 50bar 이상의 연소조건에서 반복 사용이 가능하도록 제작된 물냉각형 칼로리미터에서 막냉각량 및 작동점의 변화 시 열유속의 특성을 알아보았다. 분사기 헤드와 칼로리미터 사이에 12개의 오리피스를 갖는 막냉각 링이 삽입된다. 칼로리미터는 연소실부와 노즐부로 구성되어 있으며, 총 19개의 냉각 채널로 구성되어 있다. 설계점 연소시험 시 막냉각량이 주 연료의 10.5% 유량일 때, 막냉각량이 없는 경우보다 노즐목에서의 최대 열유속은 약 30% 감소되었고, 막냉각량이 없는 경우, 탈설계점(OD3)이 설계점에 비해 노즐목에서의 최대 열유속이 약 31% 증가 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.85-93
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• 2015

한국형발사체를 위한 액체로켓엔진은 터보펌프 추진제 공급방식의 시스템으로 이루어진다. 이 터보 펌프의 실추진제를 사용하는 실험적 성능검증을 위해 액체산소와 케로신을 토대로 한 터보펌프 실매질 시험설비가 구축되어 왔다. 산화제/케로신 공급 시스템과 알코올버너 시스템과 같은 주요 서브시스템에 대한 검증시험이 이루어 졌고, 터보펌프 개발모델을 이용한 인증시험을 통해 전체 시험설비에 대한 성능검증이 이루어 졌다. 설계점 및 탈설계점을 포함한 터보펌프의 모든 운용조건과 운용시간에 대한 실매질 성능검증시험을 본 시험설비를 이용하여 수행할 수 있는 것으로 확인되었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권4호
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• pp.327-338
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• 2003

본 논문은 인공위성에 탑재될 것을 감안한 극자외선 태양망원경의 제작을 통한 연구 결과를 기술한다. 극자외선은 지상에서는 관측되지 않는 영역으로 인공위성이나 로켓 등에 탑재되어 관측하게 된다. 본 연구의 극자외선 태양망원경(EUVT; Extreme-Ultra-Violet solar Telescope)의 설계는 '인공위성 탑재용 극자외선 태양망원경 공학모형 설계'(한정훈 등 2001)를 기반으로 인공위성에 탑재할 만한 크기와 위성 입력전압에 따른 전자부 설계 등 기본적인 요구사항에 맞추었으며, 특히 EVUT의 관측 파장대인 58.4㎚에서 62.9㎚의 검출 가능성에 중점을 두었다. 본 논문에서는 부경으로 인한 차폐율을 줄이기 위한 광학계 설계 변경과 공학모형(Engineering Model)을 제작하는데 사용된 검출기와 광학 기술에 대해 논의한다. 또한, EUVT의 검출기가 받는 태양 복사량을 산출하기 위한 검출효율 프로그램과 차후 관측 자료 처리에 대해 기술한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.395-402
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• 2010

배플 분사기는 연소실 안으로 돌출되어 횡 방향 모드로 발생하는 고주파 연소불안정을 억제하는 배플을 형성한다. 고온의 연소가스에 노출되기 때문에 배플 분사기는 케로신 유로를 통해 자체 냉각이 가능하도록 설계한다. 20개의 나선형 냉각 채널을 갖는 배플 분사기가 개발되어 30톤급 연소기에 성공적으로 적용되어 왔으며, 별도의 외부 냉각을 필요로 하는 내열재 배플이 갖던 성능 감소 문제를 해결하였다. 본 연구는 케로신 냉각유로의 설계를 개선함으로서, 냉각 성능을 만족하는 범위 내에서 제작성을 향상시켜 연소기 대형화로 인해 증가하는 배플 분사기의 제작 비용을 절감하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 배플 분사기에 대한 복합열전달 해석을 수행하였으며, 설계 수정된 배플 분사기는 75톤급 실물형 연소기에 적용하기 전에 축소형 연소기의 연소시험을 통해 열 내구성을 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.14-17
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• 2008

비교적 단순한 개폐작동을 통해 액체추진기관 연소기로의 극저온 액체산소 공급을 조절하는 산화제 개폐밸브로써, 공압으로 작동하는 포펫 타입의 밸브가 채택되어 관련 연구개발이 진행되고 있다. 일반적인 포펫 타입의 밸브들은 포펫과 피스톤이 연결되어 일체로 움직이면서 유로 개폐를 제어하지만, 개발 중인 산화제 개폐밸브는 밸브 설계의 유연성을 확보하기 위해 포펫과 피스톤 부분이 서로 접촉되어 있을 뿐 독립적으로 분리되어 있다. 포펫과 피스톤 부분이 분리되어 있는 포펫 타입의 밸브 개폐 시, 피스톤 부분이 밸브 몸체와 충돌할 수 있기 때문에 이와 같은 충돌을 피하기 위해 밸브가 닫히는 동안의 힘평형에 대한 분석이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 산화제 개폐밸브가 닫히는 동안의 힘평형에 대한 분석 내용을 소개하고, 결과적으로 안전한 밸브 작동을 확보할 수 있는 힘평형 조절을 위한 주요 설계 변수를 유도하기로 한다.