• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권5호
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• pp.6-12
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• 2017

본 논문은 75톤급 개방형(Open-cycle) 액체로켓엔진(Liquid Propellant Rocket Engine, LPRE)의 수학적 모델링 및 정상상태(Steady state)에서의 시뮬레이션을 수행한 내용을 다룬다. 액체로켓엔진의 각 구성품들은 열역학 및 동역학적 특성을 이용하여 크게 7개로 분류할 수 있으나, 본 논문의 액체로켓엔진 시뮬레이션 모델을 간단화하기 위해 열전달 모델링을 생략하여 4개의 지배방정식(Govern equation)을 이용하였다. 정상상태에서의 실험 데이터와 시뮬레이션 데이터의 오차율을 통해 모델링을 확인하였으며 공칭 작동점에서의 선형화 모델을 이용하여 안정성을 판단하였다. 또한, 시뮬레이션 모델링을 검증하기 위해 실험 데이터의 과도응답을 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.47-59
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• 2022

비추력이 가장 높은 액체수소/액체산소 엔진은 발사체의 성능을 극대화하기 위하여 1950년대 부터 개발되어 현재까지 이용되고 있다. 최근 국내에도 수소 경제의 대두에 따라 세계 수준의 액체수소 생산, 운송 등 인프라 구축이 진행되고 있고, 이는 발사체 성능을 향상시킬 수 있는 절호의 기회다. 본 논문에서는 액체수소 엔진 개발을 위한 전반적인 측면을 살펴보았다. 추진제로서의 액체수소 적용의 타당성을 고찰하고, 국내의 액체수소 인프라 현황, 액체수소 엔진 개발을 위한 소요기술, 수소를 안전하게 다루기 위한 운용적 측면을 검토하고, 액체수소 엔진 개발을 위한 시험설비를 검토하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.33-41
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• 2015

로켓 기반 복합 사이클 엔진의 구성 요소로서 큰 후향 계단을 가진 이중 모드 램젯 엔진의 축소 모델을 설계하였다. 로켓 기반 복합 사이클 엔진에 적용하기 위해 설계 단계에서 고려하여야 하는 인자를 도출하였고 이 설계 인자에 대한 설계 방법을 정립하였다. 이러한 방법을 통하여 설계한 모델에 대하여 전산유체해석과 공력 시험을 수행함으로써 설계 검증을 일부 수행하고 큰 후향 계단을 가진 이중 모드 램젯 엔진의 유동 특성을 파악하였으며 이 연구에서 정립한 주요 설계 인자에 대한 설계 방법이 타당함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.120-125
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• 2020

한국형발사체 액체로켓엔진의 개발을 위해 나로우주센터에 구축/개발된 엔진 연소 시험설비에서 75톤급 액체 로켓엔진의 연소시험을 수행하였다. 연료온도 271 K 의 탈설계점 연소시험 중 터보펌프 연료입구압력 저하가 발생하여 시험을 중지하였다. 연료의 수분함유량분석, 연료 런탱크 냉각설비를 이용한 냉각시험, 탈수시험을 수행한 결과 해당 현상이 발생한 원인이 연료 내 수분이었다고 결론을 내렸다. 향후 본 논문의 연구에서 도출된 결과를 적용하여 케로신 연료의 수분관리를 하여 액체 로켓엔진 개발시험을 수행할 예정이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.170-173
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• 2007

본 연구에서는 액체로켓엔진 내부에 라이너를 설치하고 기체 질소를 이용한 막냉각 방법을 사용하여, 라이너의 막냉각 특성을 살펴보았다. 고온 가스는 액체로켓 연소가스와 액체질소를 혼합하여 사용하였다. 기존의 액체로켓엔진 시험 설비에 추가적으로 라이너 냉각 기체를 공급 설비를 구축하였으며, 라이너 및 냉각 기체 공급부를 제작하였다. 10초 연소 실험을 통해 라이너 내부 고온 가스의 온도와 라이너 외부 벽면 온도를 측정하였으며, 기체 질소에 의한 라이너 냉각 특성을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권4호
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• pp.529-536
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• 2015

Various R&D programs for rocket-based combined cycle (RBCC) engines have progressed worldwide for the space development and the defense applications. As a way toward indigenous domestic RBCC program, a preliminary design of flight test conditions was studied in this study for a sub-scale RBCC engine using a sounding rocket. Launch and flight profiles were calculated for several booster options and compared with that of HyShot II program. The result shows that the Korea Sounding Rocket-II (KSR-II) is a proper candidate to perform the flight test available in Korea. The recommend flight test conditions with KSR-II are Mach 6.0 with a test vehicle of 230 kg and Mach 7.4 with 50 kg. Present study will soon be followed by a design of sub-scale RBCC for a flight test using a sounding rocket.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.82-97
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• 2009

본 연구에서는 가스발생기 사이클 엔진시스템의 제어특성을 검토하고, 제어기를 구성하기 위한 해석의 일환으로 공칭 작동점 부근에서의 선형해석을 위한 Simulink 수학적 모델을 구성하여, 엔진 스로틀링 과정에 대한 해석을 수행하였다. 스로틀 밸브의 특성이 엔진동특성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 추력제어밸브와 가스발생기 혼합비 유지를 위한 압력균형기(pressure stabilizer)의 모델, 그리고 제어밸브 구동용 모터의 수학적 모델을 포함시켰다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.165-169
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• 2007

액체로켓엔진의 시스템 시험에서는 엔진의 개발 최종 단계로서 각 구성품의 성능과 조합된 상태에서의 시스템 성능을 확인하고 인증한다. 엔진의 성능 분산, 비행시 발생하는 입구 조건 변화에 따른 변동, 인증을 위한 추가 성능을 고려하여 시스템의 시험 영역을 결정하였다. 또한 터보펌프의 양정 곡선에 의해 변화되는 시험영역과 구성품의 작동점의 변화폭을 비교하였다. 그 결과 터보펌프 양정곡선의 기울기가 완만할수록 엔진 보정에서 발생하는 구성품 성능영역 변동이 감소되고 엔진 입구조건이나 내부 구성품 오차에 의한 변동은 증가 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.67-75
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• 2004

액체로켓 엔진시스템에 있어서 과도 해석은 시스템 시험 항목이나 시험 횟수의 선정과 개발 기간 등의 단축을 위해 반드시 필요한 항목이다. 본 연구에서는 터보펌프 공급식 로켓 엔진의 수학적 모델을 구성하였으며. 이를 이용하여 추력 제어 밸브의 개도 변화에 따른 엔진의 작동 모드 변화에 대한 과도해석을 수행하였다. 검증을 위하여 AnaSyn을 이용한 모드 해석 결과와 비교하여 2% 범위 내로 일치하는 것을 확인하였다. 또한 로켓 엔진 시스템의 과도해석 모델을 이용하여 엔진 구성품에 대한 시스템 차원의 설계 변수 결정이 가능함을 보였다. 압력안정기(pressure stabilizer)는 가스발생기 혼합비를 균일하게 유지시켜주는 장치로서, 이에 대한 감쇠 강제진동 모델을 세워 고유진동수와 감쇠비의 함수로 안정 영역을 구하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.207-210
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• 2006

액체로켓엔진을 설계할 때 가장 중요한 부품중의 하나가 인젝터이며, 이를 어떻게 배치하느냐에 따라 엔진의 성능이 크게 달라진다 본 연구에서는 swirl형 인젝터를 적용한 UDMH와 액체산소를 추진제로 사용하는 추력 170톤급 액체로켓 엔진의 인젝터 헤드를 1차 설계할 때, swirl 인젝터의 유량 분포 특성을 수식화한 식으로부터 단위면적당 유량 분포 관계를 계산하였다. 또한 연소실 중앙과 막냉각이 있는 벽면에 이 관계식을 적용함으로써, 연소실 원주방향의 연소특성을 예측하였다.