• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.54-58
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• 2017

연소불안정은 로켓엔진과 가스터빈을 포함하는 연소장치의 개발에 있어서 가장 심각한 문제 중의 하나이다. 특히, 연소실에서의 연소와 음향섭동과의 공진에 의해 야기되는 고주파 연소불안정은 하드웨어에 심각한 손상을 초래한다. 왜냐하면 고주파 연소불안정은 높은 압력섭동과 연소실 벽면으로의 과도한 열유속을 동반하기 때문이다. 따라서 연소불안정은 액체로켓엔진 개발에 있어서 반드시 해결되어야 하는 문제 중의 하나이다. 본 논문에서는 액체추진과학로켓(KSR-III) 및 한국형발사체(KSLV-II) 엔진 연소기 개발에 있어서 연소불안정의 경험 사례를 소개한다.

• 한국음향학회지
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• 제33권3호
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• pp.153-162
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• 2014

경험적 음향하중 예측 방법은 우주 발사체 상단 페어링에 가해지는 음향하중을 예측하는 방법으로 상사성 원리를 기반으로 한 제트 실험 데이터를 기반으로 한다. 대표적인 경험적 예측기법인 DSM-II(Distributed Source Method-II)는 제트 화염 축을 따라 소음원을 배치하는 방법이다. 그러나 이러한 경험적 예측 모델은 자유제트 실험 결과를 기반으로 하였기 때문에 실제 상황에 존재하는 충돌 소음원을 고려하기 어렵다는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 기존 예측 방법에 충돌 소음원을 추가 배치함으로써 충돌 제트 효과를 반영하는 예측 방법을 제안하였다. 이를 위하여 소음원의 위치, 스펙트럼, 세기, 방향성 특징을 고려하였으며 KSR-III(Korean Sounding Rocket-III) 로켓에 대한 음향 하중 예측 결과를 기존 예측 방법 및 실험 결과와 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.466-475
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• 2011

본 논문에서는 관측 장치와 송신기를 탑재하여 발사되는 관측로켓의 국내외 개발 현황에 대해 서술하였다. 국외 연구의 경우, 미국은 NASA에서 가장 활발히 진행되며 탑재량 38~680 kg을 고도 88~1500 km까지 올릴 수 있고, 현재에도 매년 20-30기의 로켓을 발사하고 있다. 유럽은 ESA을 중심으로 연구 중이고 매년 4-5기의 로켓을 발사하고 있다. 국내 연구의 경우, 고체 추진기관 KSR-I,II와 액체 추진기관 KSR-III를 성공적으로 발사하였으나, 우주발사체 개발 기술은 타 산업에 비해 낙후 되어 있는 것이 현실이며 이러한 발사체 개발 분야는 적극적인 지원 및 선진 기술 습득을 통하여 활성화 시켜야할 것이다. 따라서 본 연구를 통하여 한국형 관측로켓 개발에 대한 필요성 및 발전방향을 제시하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.70-79
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• 2011

본 논문에서는 관측 장치와 송신기를 탑재하여 발사되는 관측로켓의 국내외 개발 현황에 대해 서술하였다. 국외의 경우, 미국은 NASA에서 가장 활발히 진행되며 탑재량 38~680 kg을 고도 88~1500 km 까지 올릴 수 있고, 현재에도 매년 20-30기의 로켓을 발사하고 있다. 유럽은 ESA를 중심으로 연구 중이고 매년 4-5기의 로켓을 발사하고 있다. 국내 연구의 경우, 고체 추진기관 KSR-I,II와 액체 추진기관 KSR-III를 성공적으로 발사하였으나, 우주발사체 개발 기술은 타 산업에 비해 낙후 되어 있는 것이 현실이며 이러한 발사체 개발 분야는 적극적인 지원 및 선진 기술 습득을 통하여 활성화 시켜야할 것이다. 따라서 본 연구를 통하여 한국형 관측로켓 개발에 대한 필요성 및 발전방향을 제시하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권4호
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• pp.55-65
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• 2020

본 논문에는 75톤급 액체로켓엔진 가스발생기의 개발시험과 수락시험 결과가 기술되어 있다. 현재까지 44기의 가스발생기 모델을 이용하여 330회 이상, 누적 연소시간 7,000 초 이상의 가스발생기 단독 시험이 수행되었다. 시험을 통해 75톤급 가스발생기가 연소압력, 연소효율, 압력손실, 연소안정성, 연소가스 온도 등에서 신뢰성과 재현성이 높은 특성을 보여준다는 것이 확인되었다. 한국형발사체용 75톤급 가스발생기의 마지막 시리즈에 해당하는 5기는 2019년 말까지 제작 완료되어 2020년 상반기에 수락시험이 수행될 계획이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권10호
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• pp.855-862
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• 2017

인공위성의 경량화 및 소형화로 인하여 대형발사체보다는 발사 비용이 저렴한 저비용 발사체에 대한 관심이 증가되고 있다. 저비용 발사체의 비용 절감 중 가장 대표적인 방식이 발사체의 재사용이다. 저비용 발사체를 개발하고 있는 대부분의 기업들 역시 발사체 재사용 방식을 채택하고 있다. 이러한 재사용 목적과 더불어 친환경 우주 발사체에 대한 요구가 증가되면서 저비용 발사체에 사용되는 연료의 선택 역시 매우 중요해졌다. 친환경적이면서 발사체의 재사용이 가능하게 하는 연료 중 에너지 밀도 등 다른 요인을 고려했을 때 가장 적합한 것이 메탄이며, 메탄에 수소를 첨가하여 에너지 밀도를 높게 만든 HCNG(hydrogen-enriched compressed natural gas) 역시 적합하다고 판단되었다. 본 연구는 한국형 발사체 개발 이후 국내 우주 개발 방향 설정의 참고자료로써 전 세계 저비용 발사체 동향 및 로켓 연료의 특성에 대해 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1069-1075
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• 2017

최근 우주 기술이 발달함에 따라 전 세계적으로 위성 시장, 특히 소형 위성 시장이 크게 성장하고 있다. 이러한 위성 시장의 성장세 속에서 발사체 시장 역시 성장세를 보이고 있으며 이에 따라 저비용 발사에 대한 수요가 점점 증가하고 있다. 저비용 발사를 위한 방안에는 저비용 추진제를 사용하는 엔진 개발, 제품 생산 및 운송비용 절감 등 다양한 방법이 존재하지만, 발사 비용을 가장 크게 줄이는 방법은 바로 사용한 발사체를 다시 사용하는 것이다. 재사용 발사체의 시작은 유인 우주선으로 유명한 미국의 Space Shuttle이라 할 수 있다. 하지만 Space Shuttle의 경우 재사용이라고 불리기는 하지만 재사용 할 수 있는 부분이 한정되어 있고, 발사 효율이 떨어져 재사용 발사체 임에도 불구하고 상당히 고비용이었다. 최근에는 미국의 SpaceX와 Blue Origin을 중심으로 상업적 목적의 재사용 발사체가 개발 되고 있고 재착륙 시험에 성공하였다. 뿐만 아니라, SpaceX의 경우 이전 재착륙을 성공한 1단 발사체를 정비하여 다시 발사하는데 까지 성공하기도 하였다. 이러한 추세에 따라 유럽, 인도와 같은 국가에서도 현재 재사용 발사체 연구에 심혈을 기울이고 있다. 그리고 Blue Origin을 포함한 미국의 Virgin Galactic, XCOR 등은 민간 유인 우주여행과 같은 재사용 기술을 이용한 상품화도 시도하고 있다. 재사용 기술이 확립되면 세계 발사체 시장의 판도가 바뀔 수 있기에 재사용 기술 동향의 정기적인 확인은 필수적이라 할 수 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.441-447
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• 2002

KSR-III(Korea Sounding Rocket - III), which is being developed by Space Technology R&D Division of KARI(Korea Aerospace Research Institute) will be launched in late 2002. It is a three-stage, liquid propellant rocket which can reach 250 km altitude and will carry out observation of ozone layer and scientific experiments, such as microgravity experiment, and atmospheric measurement. KSR-III is believed to be an intermediate to the launch vehicle capable of carrying a satellite to its orbit. Space Test Department of KARI performed GVT(Ground Vibration Test) fer KSR-III EM at Rocket Test Building of KARI. GVT is very important for predicting the behavior of rocket in its operation, developing flight control program and performing aerodynamic analysis. This paper gives an introduction of rocket GVT configuration and information on test procedures, techniques and results of It. In this test. to simulate free-free condition, test object hung in the air laterally by 4 bungee cords specially devised. For the excitation of test object, pure random signal by two electromagnetic shakers was used and total 22 frequency response functions were achieved. Polyreference parameter estimation was performed to identify the modal parameters with MIMO(Multi-Input-Multi-Output) method. As the result of the test, low frequency mode shapes and modal parameters below 60Hz were identified

• 한국항공우주학회지
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• 제44권4호
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• pp.333-342
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• 2016

액체로켓 추진시스템은 액체 추진제와 액체 산화제의 화학반응을 통해 추력을 발생하는 방식으로써 우주발사체 및 인공위성을 포함한 우주비행체에 광범위하게 적용되고 있다. 일반적으로 사용되는 액체로켓 추진제로는 모노메틸하이드라진/사산화이질소, 액체수소/액체산소 및 RP-1/액체산소 조합 등이 있다. 본 연구의 목적은 액체로켓 추진제의 열화학적 반응을 수치적으로 분석함으로써, 이를 통해 궁극적으로 액체로켓엔진의 설계와 성능에 필요한 유용한 정보를 예측하고자 하는 데 있다. 이를 위해 앞서 언급한 3가지 조합의 연료와 산화제에 대하여 연소반응 후 화학평형상태에 도달했을 때 주요 요소평형반응들의 평형상수 값들을 이용해 최종 생성물의 성분과 화학조성을 계산하였고 그 결과를 이용해 단열화염온도와 로켓성능변수인 비추력을 예측하는 연구를 진행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권5호
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• pp.101-106
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• 2019

액체산소/케로신 가스발생기 사이클 엔진의 터빈 노즐목 수트(soot) 침착 특성을 파악하기 위한 변수를 정의하고 한국형발사체 1단 엔진 시험결과에 적용하였다. 터빈 가스의 물성치를 이용한 노즐목의 분출 계수 정의를 하는 방법이 있고 터빈 노즐목 전단과 터빈 배기 노즐목 전단의 압력비와 온도비를 이용하여 분출계수를 정의할 수 있다. 한국형발사체 1단 엔진 시험 결과를 분석한 결과 터빈 노즐목의 분출계수(discharge coefficient)는 시간에 따라 감소하며 동일 엔진에 대한 누적 연소시간에 대해서도 감소하는 경향을 보인다. 누적 시험 초기에는 터빈 노즐목 감소가 그 다음 시험과 연계되지만 일정 시간 이후에는 일정 범위에서 등락을 거듭하는 듯한 특성을 보인다.