• 제목/요약/키워드: Solid Composite Propellant

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초소형 고체 추진제 추력기의 내탄도 성능연구 (Internal Ballistic Analysis of Solid Propellant Micro-Thruster)

  • 양준서;이종광;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.215-218
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    • 2007
  • 고체추진제를 사용한 초소형 추력기의 내탄도 모델링과 성능예측에 관하여 기술하였으며, 특히 초소형화 되면서 고려해야하는 연소실 내의 열손실을 고려하였다. 추진제는 일반 HTPB-AP계열을 선택하였으며, 계산 모델은 간단한 1차원 축대칭 end-burner 모델로 정하였다. 연소실내의 화염에 노출되는 표면과 체적에 대한 비율을 변화시키면서 연소실 가스 온도, 압력, 추력을 계산하여 본 논문의 경우 열손실효과로 약 3%의 총역적 감소가 있음을 확인하였다.

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고체추진제 연소 중 알루미늄 응집 모델 연구 (Study of Aluminum Agglomeration Model During Solid Propellant Combustion)

  • 윤지상;이국진;김대유;박남호;고승원;윤웅섭
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.78-86
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    • 2019
  • 복합 고체추진제에 포함된 금속 연료인 알루미늄은 산화피막에 의해 연소 표면에서 점화, 연소되지 못하고 일부분 녹아 주위 알루미늄 입자들과 응집한다. 추진제 성능 평가 및 설계를 위해 응집된 입자의 크기 및 분포를 예측하기 위해 모델링을 수행하였으며 직접 실험을 통해 응집된 입자의 크기 및 분포를 비교 및 검증하였다. 예측값은 실험과 동일하게 압력에 따라 평균직경이 감소하는 경향을 나타내었으나 압력이 증가할수록 오차가 증가하였다. 응집 입자 분포그래프는 최고점에서의 직경이 일치했지만 체적 분률에서 차이가 나타났다.

Preparation and Thermal Performance of Fullerene-Based Lead Salt

  • Guan, Hui-Juan;Peng, Ru-Fang;Jin, Bo;Liang, Hua;Zhao, Feng-Qi;Bu, Xing-Bing;Han, Wen-Jing;Chu, Shi-Jin
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권8호
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    • pp.2257-2262
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    • 2014
  • $C_{60}$ is widely investigated because of its unique structure. But its applications in solid propellant seem to be relatively neglected. $C_{60}$ has more outstanding features than carbon black which is widely used as a catalyst ingredient of solid propellant. To combine the advantages of fullerene and lead salts, another good composite in propellant catalysts, we synthesized a kind of fullerene phenylalanine lead salt (FPL) and explored its thermal performances by differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetry analysis (TGA). The results show it undergoes four exothermic processes started from 408 K. Combined TGA and X-ray diffractometer (XRD), the decomposition mechanism of FPL was derived by TG-IR and comparing IR spectra of FPL and its residues after burned to $327^{\circ}C$, $376^{\circ}C$ and $424^{\circ}C$, respectively. Effect of FPL on the decomposition characteristic of hexogen (RDX), a type of explosive in propellant, has been investigated using DTA at different heating rate, which shows the decomposition temperatures of the explosive are all reduced by more than 20 K. The corresponding activation energy ($E_a$) is decreased by $30kJ{\cdot}mol^{-1}$. So FPL has potential application as a combustion catalyst in solid propellant.

광학특성을 이용한 고체추진제 점화특성 연구 (The study of ignition characteristics of solid propellant using Arc Image Furnace)

  • 유지창;김인철;정정용;이경주
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.225-228
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    • 2007
  • 본 연구는 로켓 모타의 추진제 점화 특성을 살펴보는 데 그 목적이 있으며 아크 이미지 고온 오븐을 사용하여 혼합형, 복기 그리고 니트라민 추진제를 대상으로 압력 변화에 따라서 점화지연시간을 측정하였다. 추진제 표면의 반사에너지를 측정하기 위해 광섬유 표면 반사계를 사용하였다. 추진제 점화성은 복기 추진제 > 혼합형 추진제 > 니트라민 추진제 순이었으며, 니트라민 추진제 점화에 가장 큰 점화 에너지가 필요했으나 압력이 $75{\sim}400$ psia 범위로 상승함에 따라 점화 지연 시간은 급격히 감소하였다. 소량의 오페시화이어를 첨가함으로써 흡수도를 증가시킬 수 있었다.

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초음파를 이용한 Double Base형 고체추진제의 연소속도 측정 (Burning Rate Testing of Double Base Solid Propellants using Ultrasound)

  • 송성진;고선필;김학준;오현택;김인철;유지창;정정용
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.247-250
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    • 2006
  • 기존 연구를 통해 고체추진제 연소속도 측정을 위한 초음파 측정 시스템 및 연소속도 산정 기법을 개발하였으며, 개발 시스템을 적용하여 composite 추진제의 연소속도를 측정하였다. 본 연구에서는 연소 압력 증가에 따라 연소속도가 비선형적으로 변하는 double base형 고체 추진제 인 N-5와 AA-2 고체추진제의 연소속도를 개발 시스템을 이용하여 측정하였으며, 스트랜드버너법으로 측정된 값과의 비교를 통해 측정결과의 신뢰성을 평가하였다.

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대기압 이하에서 고체 추진제의 점화 특성 향상 연구 (Ignition of Solid Propellants at Subatmospheric Pressures)

  • 김인철;류백능;정정용
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.383-386
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    • 2006
  • HTPB/AP 혼합형 추진제(A형)와 니트라민계 산화제가 소량 함유된 추진제의 진공 점화 특성을 고찰하였다. A형 추진제의 임계 점화 압력은 4psia로 판단되었고, AP의 일부를 HMX와 HNIW로 $5\sim15%$ 치환한 니트라민계 혼합형 추진제(B형)에서는 임계 압력은 0.4psia, 점화지연시간은 50% 이상 향상되었다. 이러한 이유는 HMX나 HNIW 성분이 AP에 비해 낮은 온도$(\sim220^{\circ}C)$에서 발열 분해되는 특성에 기인되는 것으로 보인다. 점화도움물질인 $B/KNO_3$를 추진제 표면에 코팅한 결과, 15% 정도 점화성이 개선되는 효과를 보였다. $B/KNO_3$ 점화제에 2차 결합제로 NC를 소량 사용하고, 이를 추진제 그레인의 점화도움물질로 적용하였다.

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대기압 이하에서 고체 추진제의 점화 특성 향상 연구 (Ignition of Solid Propellants at Subatmospheric Pressures)

  • 김인철;류백능;정정용
    • 한국추진공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.67-72
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    • 2006
  • HTPB/AP 혼합형 추진제(A형)와 니트라민계 산화제가 소량 함유된 추진제의 진공 점화 특성을 고찰하였다. 추진제의 임계 점화 압력은 4 psia로 판단되었고, AP의 일부를 HMX와 HNIW로 $5{\sim}l5%$ 치환한 니트라민계 혼합형 추진제(B형)에서 임계 압력은 0.4 psia, 점화지연시간은 50% 이상 향상되었다. 이는 HMX나 HNIW가 AP에 비해 낮은 온도(${\sim}220^{\circ}C$)에서 발열 분해되는 특성에 기인되는 것으로 보인다. 점화도움물질인 $B/KNO_3$를 추진제 표면에 코팅한 결과,15% 정도 점화성이 개선되었다. $B/KNO_3$에 2차 결합제로 NC를 소량 사용하고, 이를 추진제 그레인의 점화도움물질로 적응하였다.

AP 입자가 HTPB/AP 추진제의 물리적 특성에 미치는 효과 (Effect of AP Particle Size on the Physical Properties of HTPB/AP Propellant)

  • 임유진;박은지;권태하;최성한
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.14-19
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    • 2016
  • HTPB/AP계 혼합형 고체 추진제의 점도와 기계적 특성은 산화제인 AP의 입자 크기에 크게 영향을 받는다. $190{\mu}m$의 크기의 AP와 $7{\mu}m$ 크기의 AP를 사용한 HTPB/AP 추진제에서 큰 입자/작은 입자의 비율이 70/30~60/40 범위인 조성의 추진제가 매우 낮은 점도를 나타났는데, 이것은 고체입자의 충전율이 높은 상태이기 때문이다. 추진제의 인장강도 시험에서 Toughness는 큰 입자의 함량이 많아질수록 증가하는 것으로 나타났다. 낮은 점도와 좋은 인장강도를 동시에 고려할 때, AP 큰 입자와 작은 입자를 70/30으로 사용하는 것이 가장 효과적인 것으로 분석되었다.

HTPB/AP계열의 고체 추진제의 Step 경화 방법을 통한 경화일(기간) 단축 (The Study of Curing Day Reduction by Step Curing of HTPB/AP Propellant)

  • 김가희;박정호;최성한
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.101-107
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    • 2020
  • 본 논문에서는 HTPB/AP 계열의 추진제의 경화 온도를 변화시키는 Step 경화 방법으로 경화일 단축 연구를 진행하였다. 이 연구는 HTPB/AP 계열의 추진기관 제작 시 생산성 향상(제작기간 단축 및 치구회수율 증대)을 목적으로 한다. 정상 경화 대비 추진제의 기계적 물성을 비교하여 정상 경화 시 60℃ 5일 소요되는 경화일을 Step 경화로 4일(60℃ 1일 / 65℃ 3일)로 설정하였다. 경화일 단축을 적용 시 추진제 노화 특성을 알아보기 위해 Step 경화 후 후경화(Post-cure) 시험을 진행하였다. 이를 통해 기계적 물성 및 열팽창 계수를 측정하여 추진제의 후경화 특성을 분석하였다. 또한, Step 경화 후 가속 노화 시험을 진행하여 12주차 경과 후 인장시험을 수행하였다. 그 결과, Sm(bar)은 8 bar 이상, Em(%)은 40%이상으로 요구되는 우수한 기계적 물성을 가지는 것을 알 수 있었다.

고체 로켓 모타의 탄환 충격 시험 (Bullet Impact Tests for Solid Rocket Motor)

  • 윤현걸;최창선
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.30-38
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    • 2002
  • 복합재 연소관에 기계적 물성을 향상시킨 추진제를 충전한 모타와 복합재 연소관에 기존의 내탄도 성능을 어느 정도 유지하며 연소속도의 조절로 추진제의 둔감화를 시도한 추진제를 충전한 로켓모타에 대하여 탄환충격시험을 실시하여 그 반응을 비교·분석하였다.