• Title/Summary/Keyword: Rocket combustion

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한국형발사체 액체로켓엔진 연소기 연구 개발 현황 (Research and Development Status of Combustion Chamber of Liquid Rocket Engine for KSLV-II)

  • 한영민;이광진;김종규
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.291-294
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    • 2012
  • The research and development status of combustion chamber of liquid rocjet engine for Korea Space Launch Vehicle(KSLV-II) are briefly described. The cold and hot firing tests of uni-element injector, the performance/heat flux measurement/hot firing tests of subscale combustion chamber and the performance/stability rating/regenerative cooling/hot fire tests of 30ton-class combustion chamber were successfully performed. Based on these results, the research and development of combustion chamber for 75ton-class liquid rocket engine are underway.

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액체로켓엔진 연소기 개발에서의 연소불안정 경험 사례 (Experience Cases of Combustion Instability in Development of Thrust Chamber for Liquid Rocket Engine)

  • 김종규;김현준;김성구;최환석
    • 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.

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예조건 알고리즘을 적용시킨 고체로켓의 2D/3D 연소해석 (Modeling of 2D/3D Solid Rocket Combustion Using Preconditioning Method)

  • 이성남;백승욱
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.547-550
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    • 2008
  • A solid rocket motor has quite complex physical condition such exothermal chemical reaction in subsonic area and supersonic ex pansion in a converging-diverging nozzle. To introduce a simulation tool for compressible flow in supersonic range as well as incompressible chemical reaction zone in a whole rocket nozzle is a essential demand. Since the flow vary subsonic to super sonic, the convergence in computation becomes very low and unstable in a whole domain of rocket motor. This paper reports the 2-D Axisymmetric and simple 3-D solid propellant combustion and flow of gases in rocket motor by using a precondi tioning, shear stress turbulence modeling, AUSM(p). To simulate the simplified combustion process, Double base solid propellant is used to calculate reaction of solid propellant.

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하이브리드 로켓의 연소특성 해석 (Analysis for Combustion Characteristics of Hybrid Rocket Motor)

  • 김후중;김용모;윤명원
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.21-29
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    • 2002
  • 하이브리드 연소 시스템은 안정된 작동조건이나 안전성 면에서 많은 장점을 가지고 있는 반면 기존의 하이브리드 모터는 고체 추진 로켓모터보다 낮은 연료 regression율과 연소효율은 갖는 단점이 있다. 따라서 최근의 연구들은 하이브리드 로켓모터의 연소실 체적의 제한과 연료의 regression율을 향상시키는데 그 초점을 맞추고 있다. 본 연구는 하이브리드 로켓 엔진의 연소과정을 수치적으로 해석하였다. 난류연소는 eddy breakup 모델을 이용하였으며 soot의 생성 및 산화를 다루기 위하여 Hiroyasu와 Nagle and Strickland-Constable 모델을 적용하였다. 복사열전달은 유한체적법을 이용하여 계산하였으며 고체 연료 벽면에서의 분출 효과로 야기되는 대류열전달의 불확실성을 줄이기 위하여 낮은 레이놀즈 수 $\kappa-\varepsilon$ 난류모델을 적용하였다. 계산된 수치결과를 토대로 선회 유동을 가지는 하이브리드 로켓 엔진의 난류연소과정에 대하여 상세히 기술하였다.

액체로켓엔진에서 연소압이 비추력에 미치는 영향 (Effect of Combustion Chamber Pressure to Specific Impulse of Liquid Rocket Engine)

  • 조원국;박순영;설우석
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.3154-3158
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    • 2008
  • A liquid rocket engine performance has been analyzed as a function of combustion pressure with LOx/RP-1R. The present method is verified by comparing the specific impulse for various combustion pressure with given pump head model. The optimal combustion pressure is between 150 bar and 200 bar for given efficiencies. Both the optimal combustion pressure and the specific impulse increase for increased turbine efficiency. The optimal combustion pressure decreases and the specific impulse increases for increased combustion efficiency. The pump efficiency and the turbine inlet temperature have the same qualitative effect as the turbine efficiency.

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STS 321 스테인리스강의 고온 변형 거동 (High-Temperature Deformation Behavior of a STS 321 Stainless Steel)

  • 이금오;유철성;허성찬;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.51-59
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    • 2016
  • STS 321 스테인리스강은 액체 로켓 엔진을 비롯한 고온 고압의 시스템의 재료로서 많이 사용된다. 321 스테인리스강의 고온에서의 변형 거동을 예측하기 위해 Kocks의 전위 장벽 모델을 근거로 유동응력에 대한 구성 방정식을 열적 응력 요소와 비열적 응력 요소를 사용하여 제안하였다. 제안한 모델은 321 스테인리스강의 상온부터 $500^{\circ}C$의 넓은 온도 영역에서 재료의 변형 거동들을 잘 예측하였다.

로켓엔진의 재생 냉각 열전달 해석 (A Numerical Simulation of Regenerative Cooling Heat Transfer for the Rocket Engine)

  • 전종국;박승오
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.127-130
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    • 2003
  • This paper presents the numerical thermal analysis for regeneratively cooled rocket thrust chambers. An integrated numerical model incorporates computational fluid dynamics for the hot-gas thermal environment, and thermal analysis for the liner and coolant channels. The flow and temperature fields in rocket thrust chambers is assumed to be axisymmetric steady state which is presumed to the combustion liner. The heat flux computed from nozzle flow is used to predict the temperature distribution of the combustion liner. As a result, we present the wall temperature of combustion liner and the temperature change of coolant.

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무연추진제 로켓모터에서의 연소불안정 해석 (Analysis of Combustion Instability in a Smokeless Propellant Rocket Motor)

  • 강경택;윤재건
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권11호
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    • pp.3032-3038
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    • 1994
  • The paper discusses a combustion instability phenomena encountered in recent solid rocket motor development efforts at ADD(Agency for Defense Development). It has happened to occur as an irregular burning in development of smokeless propellant rocket motor. Through investigating the spectral analysis of accelerometer and strain gage signals which are recorded in static firing tests and acoustic modal analysis of motor inside cavity with ANSYS, the instability is found to be the second tangential mode.

RATO(Rocket-Assisted Take Off) 시스템 적용을 위한 하이브리드 로켓 비단공형 연료 그레인 기초 연소특성 연구 (A Study on Combustion Characteristics of Non-Circular Grain in Hybrid Rocket for RATO (Rocket-Assisted Take Off) System)

  • 김수진;고수한;김설희;김경모;이성근;한예찬;문희장
    • 한국항공운항학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.184-190
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    • 2022
  • In an attempt to apply hybrid rocket to the RATO (Rocket-Assisted Take Off) system, combustion characteristics of the non-circular grain were figured out in this study. Having larger combustion area, it was reconfirmed that the non-circular grain has advantages over regression rate, characteristic velocity and chamber pressure in which all gave higher values. Experiments were performed to understand the effect of the non-circular grain geometry over time where local regression rates depending on grain location were analyzed. It was found that the regression rate of five distinct locations were different. Partial conclusion driven was that these differences are due to the heat transfer caused by dissimilar distances from the flame layer. Besides, as combustion duration increased, the fuel port became circular, and the regression rate converged to a single value over the whole grain.

하이브리드 로켓의 DC-shift 불안정 발생 특성 (DC-shift Instability in Hybrid rocket)

  • 강동훈;이창진;몬킨우
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.229-232
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    • 2009
  • 하이브리드 로켓의 연소 과정에서 DC-shift 현상을 관찰할 수 있다. 이와 같은 현상은 갑작스런 구조적 문제를 일으키거나 추력의 감소를 가져와 성능의 저하를 유발한다. DC-shift 현상에 대한 이해를 통해 하이브리드 로켓의 연소 안정의 조건을 알 수 있다. 이 논문에서는 음향모드와 와류유출주파수를 이용하여 DC-shift 현상을 유도하고 주파수의 변화에 따른 DC-shift 현상의 발생 조건과 세기에 대해서 알아보았다. DC-shift 현상에 대한 실험적 연구를 통하여 연소 안정의 조건을 정의하였다.

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