• 한국추진공학회지
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• 제11권6호
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• pp.1-8
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• 2007

본 연구에서는 로켓 모타의 추진제 점화 특성을 살펴보기 위하여 혼합형, 복기 및 니트라민 추진제를 대상으로 압력 변화에 따른 점화지연시간을 아크 이미지를 이용하여 측정하였다. 추진제 표면의 반사에너지를 측정하기 위하여 광섬유 표면반사계를 사용하였다. 추진제 점화성은 복기 추진제 > 혼합형 추진제 > 니트라민 추진제 순으로 나타났으며, 니트라민 추진제 점화에 가장 큰 점화 에너지가 필요했으나 압력이 $75{\sim}400$ psia 범위로 상승함에 따라 니트라민 추진제의 점화 지연 시간은 급격히 감소하였다. 카본 블랙, ZrC 및 WC 등의 소량의 오페시화이어를 첨가함으로써 추진제 표면의 흡수도를 증가시킬 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.26-36
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• 2007

슬랏이 있는 튜브형 그레인 형상의 알루미늄 함유 PCP계 또는 HTPB계 추진제를 충전한 고체 추진기관에 대해 노즐 내열재의 열반응 특성을 분석하였다. 노즐 내열재에서 채취한 산화알루미늄 입자의 SEM 사진을 통해 상대적으로 크기가 작고 저 함량의 산화제를 포함한 PCP계 추진제는 HTPB계 추진제보다 알루미늄 분말들이 응집될 가능성이 크다는 것을 확인할 수 있었다. PCP계 추진제를 적용한 경우에는 그레인 슬랏과 일치하는 노즐 축소부 내열재의 원주방향 4개 영역에서 큰 입자의 산화알루미늄 충돌로 인해 국부적으로 삭마가 많았지만 HTPB계 추진제는 연소가스내 $H_2O$ 및 $CO_2$의 몰분율이 상대적으로 많음으로 인해 노즐 토출관, 목삽입재 및 확대부 내열재에서 화학반응으로 인한 삭마가 많았다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.29-34
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• 2014

입자강화 복합재는 단단한 입자들과 고분자 매트릭스로 구성되어 있다. 현재 이 재료는 자동차, 건설 및 항공우주 산업까지 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이 재료의 안전한 사용을 위해서 균열 저항 거동을 평가하는 것은 중요한 일이다. 특히 항공우주 산업에서 이 재료가 고체 로켓 연료로 사용될 때 균열은 심각한 문제를 야기할 수도 있다. 그렇기 때문에 균열 전파의 특성을 평가하는 것은 불가피한 일이다. 본 연구에서는 입자강화 복합재를 사용하여 균열 전파 시험을 수행하였다. 또한 디지털 이미지 상관법을 사용하여 시편 표면의 변형률 분포도를 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.12-19
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• 2022

금속선이 삽입된 추진제 그레인은 높은 충전율을 유지하면서 연소속도를 증가시키기 위해 사용되어왔다. 금속선이 삽입된 추진제 그레인을 사용하는 추진기관의 성능설계를 위해서는 금속선의 위치, 개수, 배치각도, 금속선에서의 추진제 연소속도 증가비에 따른 burn-back 해석이 요구된다. 본 연구에서는 금속선이 삽입된 추진제 그레인의 설계변경에 대응하여 신속하게 연소면적을 계산할 수 있는 수치적 방법이 개발되었다. 개발된 방법과 CAD 프로그램으로부터 도출된 연소면적 결과를 비교하였으며, 격자의 반경방향 크기가 줄어들수록 오차율이 줄어드는 것을 확인 했다. 금속선의 개수 및 위치변경에 따른 영향성 분석이 수행되었으며, 금속선의 개수가 증가하면 연소초기 및 말기 구간이 짧아지고 정상상태구간이 길어지는 것이 확인되었다. 금속선을 배치할 때, 서로 다른 반경에 금속선을 배치하는 경우에서 동일한 반경에 금속선을 배치하는 경우보다 연소초기 영역에서의 연소면적이 급증하고 연소말기에서 연소면적이 급감하는 것이 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.275-278
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• 2006

[ $CH_4-He/Air$ ] 대향류 확산화염의 저 화염 신장율에서 진동 불안정성에 관하여 실험적으로 연구하였다. 저 화염 신장율에서 진동 불안정은 Le가 1보다 클 때 소화한계 부근에서 발행하고 측면방향 열손실이 중요한 역할을 한다. 화염이 진동할 때 화염의 형태는 전진하거나 후퇴하는 edge flame이고 진동의 동적거동은 성장, 조화 그리고 감쇠 진동 모드 세 가지로 나타났다. 전체 화염 신장율이 감소하면 진동의 진폭은 커지게 되는데 이는 화염의 크기가 감소하게 되어 측면 열손실이 증가하였기 때문이다. 저 화염 신장율에서 edge flame의 진동 불안정성은 Le 뿐만 아니라 복사와 측면 열손실도 밀접한 관계가 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.536-542
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• 2017

연소 중 고온, 고압, 고속의 연소가스가 작용하는 노즐조립체(Nozzle Assembly)는 다양한 부품(노즐목/내열재/구조체)이 접촉(Contact)/접착(Bonding)의 형태로 조립되며, 유동(경계층 유동장)-열(기계/화학적 삭마, 숯 등 열반응, 열전달)-구조(마찰, 접촉, 접착, 동적거동 및 열응력)적 복합하중이 내부에 작용하며 복잡한 거동을 보이기 때문에 정확한 구조적 안전성을 계산하는데 한계가 있다. 본 연구는 연소시험 후 노즐목 깨짐 현상이 발생한 노즐조립체에 대해 연소시간 중 열-구조적 거동 분석을 해석적으로 수행하였다. 연소시간 중 시간별/위치별로 유동해석(Fluid Analysis)에서 계산된 내부압력과, 열반응/열해석(Thermal Surface Reaction&Ablation Analysis)에서 계산된 노즐 표면의 삭마량 및 대류열전달계수가 구조해석의 경계/하중조건으로 부여된 후 열변형 해석이 수행되는 연동해석(Co-simulation)기법을 사용하였다. 특히 구조해석 시 각 부품별 경계면의 접착/접촉/마찰조건을 달리하며 연소시험 시 계측된 변형률값과 비교하여 가장 유사한 연소 중 거동분석 조건을 도출하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.293-300
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• 2008

Efficient designing of SRM Grains in the field of Rocketry is still the main test for most of the nations of world for scientific studies, commercial and military applications. There is a strong need to enhance thrust, improve the effectiveness of SRM and reduce mass of motor and burning time so as to allow the general design to increase the weight of payload/on board electronics. Moreover burning time can be increased while keeping the weight of the propellant and thrust in desired range, so as to give the time to control / general design group in active phase for incorporating delayed cut off if required. A mathematical design, optimization & analysis technique for Slotted Tube Grain has been discussed in this paper. In order to avoid the uncertainties that whether the Slotted Tube grain configuration being designed is best suited for achieving the set design goals and optimal of all the available designs or not, an efficient technique for designing SRM Grain and then getting optimal solution is must. The research work proposed herein addresses and emphasizes a design methodology to design and optimize Slotted Tube Grain considering particular test cases for which the design objectives and constraints have been given. In depth study of the optimized solution have been conducted thereby affects of all the independent parametric design variables on optimal solution & design objectives have been examined and analyzed in detail. In doing so, the design objectives and constraints have been set, geometric parameters of slotted tube grain have been identified, performance prediction parameters have been calculated, thereafter preliminary designs completed and finally optimal design reached. A Software has been developed in MATLAB for designing and optimization of Slotted Tube grains.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.36-43
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• 2018

연소 중 고온, 고압, 고속의 연소가스가 작용하는 노즐조립체는 다양한 부품(목삽입재/내열재/구조체)이 접촉/접착의 형태로 조립되며, 유동(경계층 유동장)-열(기계/화학적 삭마, 숯 등 열반응, 열전달)-구조(마찰, 접촉, 접착, 동적거동 및 열응력)적 복합하중이 내부에 작용하며 복잡한 거동을 보이기 때문에 정확한 구조적 안전성을 계산하는데 한계가 있다. 본 연구는 연소시험 후 목삽입재 깨짐 현상이 발생한 노즐조립체에 대해 연소시간 중 열-구조적 거동분석을 해석적으로 수행하였다. 연소시간 중 시간별/위치별로 유동해석에서 계산된 내부압력과, 열반응을 고려한 열해석(Thermal Surface Reaction & Ablation Analysis)에서 계산된 노즐 표면의 삭마량 및 대류열전달계수가 구조해석의 경계/하중조건으로 부여된 후 열-변형 해석이 수행되는 연동해석(Co-simulation)기법을 사용하였다. 특히 구조해석 시각 부품별 경계면의 접착/접촉/마찰조건을 달리하며 연소시험 시 계측된 변형률값과 비교하여 가장 유사한 연소 중 거동분석 조건을 도출하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.51-57
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• 2019

HTPB 고체 추진제 기계적 물성의 후경화 효과에 대하여 시편 시험을 통하여 평가하였다. 후경화 반응 완료 후 시편 가속노화 시험을 실시하여 Arrhenius 식의 계수를 획득하였다. 확인을 위하여 원통형 모사 충전체를 설계, 제작하여 가속노화 시험을 수행하였으며, 시험 후 추진제 표면 부위, 중앙 부위, 접착 부위에 대하여 시편을 채취하여 노화 물성을 평가하였다. 측정된 결과에 대하여, 획득된 가속노화 식으로 예측하여 비교하였다. 그 결과 JANNAF 시편 시험을 통한 가속노화 식은 추진제 재료의 노화를 잘 예측하였으나 접착 부위에서는 실제 측정 결과와 차이를 나타내었다. 따라서 실기형 추진기관에서 노화 시료를 채취하는 경우 시험 목적에 부합하도록 시편 채취 부위를 선정해야 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.52-60
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• 2015

최근 군 전력 개편에 따라 1개 군단이 담당해야할 작전 영역이 확대됨에 따라 155 mm 화포체계의 사거리 연장은 중요한 이슈가 되었다. 80 km 이상 155 mm 화포 체계의 사거리를 연장하기 위해 새로 운 시도가 필요하다. 램제트 기관은 공기흡입식 기관으로 고체 연료 로켓에 비해 몇 배 이상 높은 비추력을 제공할 수 있어 같은 연료 무게로 더 멀리 포탄을 투사하는 것을 가능하게 한다. 램제트 기관을 포로 발사할 경우 포구 초속이 약 Mach 3 이므로 추가적인 부스터가 필요치 않다. 특히 고체 연료 램제트 (Solid Fuel Ram Jet, SFRJ)는 어떠한 구동기관이 없어 발사 시 높은 충격을 받는 포탄에 적용하기에 적합하다. 본 연구에서는 155 mm 화포체계를 위한 포발사 램제트 추진탄을 설계하기 위해 비점성 유동을 가정하여 공기 흡입구, 연소실, 노즐을 설계하였다. 설계 변수를 변화시키며 80 km 이상 사거리를 가지며, 고폭탄 탑재 용적을 최대화 할 수 있도록 설계하였다.