• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.197-201
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• 2010

정확한 산화제 유량조절은 하이브리드 로켓의 추력제어에 매우 중요하다. 산화제 유량제어를 위해 스텝모터와 니들밸브를 결합하여 장치하고 Labview 프로그램으로 제어하는 산화제 유량제어 장치를 설계하였다. 하이브리드 로켓 연소실험에 사용한 산화제는 기체산소를 사용하였고, 추진제로는 PolyCarbonate, PolyEthylene PMMA를 사용하였다. 본 연구에서는 초기 추력제어 실험에서 발생한 추력 섭동(Oscillation)을 감쇠시키기 위한 연구로 추력제어 실험에서 공급되는 산화제 배관 유속의 변화를 통해 발생되는 추력 섭동의 원인을 분석하였으며, 추진제 종류에 따라 달라지는 안정적인 제어 조건을 찾기 위한 연구를 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.25-31
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• 2005

카본-페놀릭 복합재로 제작된 로켓 방화벽이 운전조건 하에서 열-화학적 분해되는 것을 해석하기 위해 (1)의 논문에 기술된 열 및 기체확산을 수반하는 다공 탄성 복합재료의 거동이론을 적용하였다. 해석 대상의 구조 부재는 카울 링이며, 재료 내의 압력, 온도 및 층간 응력이 제시되었다. 특정 조건의 복합재 구조에 대한 해석의 결과는 재료 내의 발생하는 인장응력에 의해 플라이리프트를 나타내는 충간파손을 나타낸다. 해석 결과는 실제 구조의 파손과 모양 및 위치가 일치한다. 이 방법은 플라이리프트와 같은 파손을 피하기 위한 설계에 적용될 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권12호
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• pp.1166-1173
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• 2011

고체 로켓 추진기관에 적용 가능한 전기-기계식 점화안전장치를 설계하고 제작하였다. 본 전기-기계식 점화안전장치는 로터리 솔레노이드를 이용하여 장전되고 내장된 전기식 착화기를 발화하여 점화 에너지를 발생시킨다. 점화안전장치의 점화 성능을 검증하기 위한 방법으로 10-cc 밀폐용기 시험(Closed Bomb Test)을 실시하였고 점화안전장치 작동시 발생되는 고온, 고압의 가스로 인하여 밀폐용기 내부에 형성되는 압력을 계측하였다. 10-cc 밀폐용기 내부에 형성되는 압력과 점화가스 유로가 열리는 시간 등을 이상기체 방정식과 질량 및 에너지 보존 법칙을 적용한 1차원 가스 동력학 모델을 통하여 계산하였다. 모델링 예측과 CBT 시험 데이터를 비교한 결과 점화안전장치에서 발생되는 가스에 의해 밀폐용기에 형성되는 압력은 약 34%의 효율을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.257-260
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• 2010

고체 추진기관 연소관 내열재의 숯 및 삭마 두께를 예측하기 위한 방법을 제시하였다. 내열재 두께를 계산하기 위해서는 열 및 구조 경계조건을 정확히 알아야 한다. 제안된 방법은 연소관에서 복사, 대류 및 $Al_2O_3$ 조건에서 내열 고무의 열분해 현상을 규명하는데 매우 유용하다. 간단하고 빠르게 고무계 내열재를 초기에 설계하기 위하여 단순화된 수식 과 실험이 사용되었다. 연소관 후방 돔 부위의 숯 및 삭마 두께를 예측하는데 이용이 가능하며 실제 연소 시험을 통하여 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권3호
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• pp.61-67
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• 2017

본 연구에서는 VOF 기법을 이용하여 3D 그레인 형상의 연소표면적을 계산하는 프로그램을 개발하고 연소표면적 결과를 이용하여 내탄도 성능해석을 수행하였다. 연소표면적 계산 수행 시 격자 크기, 난류화염속도, 단위 계산시간을 기초로 한 매개변수의 의존성을 확인하고, 상용 3D 모델링 소프트웨어를 이용하여 산출한 면적 결과와 비교하였다. 개발 프로그램으로 산출한 연소표면적 결과를 바탕으로 고체로켓모터의 내탄도 해석을 수행하였다. 임의의 추진제 조성으로 화학평형을 계산하고 시간에 따른 연소표면적 및 모터 내부 압력을 예측하였다. 웹(web) 연소 동안 평균 압력은 5.34 MPa 으로 기존 연구 결과와 약 20%의 차이를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.9-18
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• 2016

본 논문에서는 고체 로켓 모터의 유동-구조 연성 해석을 위해서 추진제 침식 연소 모델링 및 영향인자에 대한 분석을 수행하였다. Lenoir & Robillard 모델식을 적용해 침식연소 현상을 예측하기 위해서 침식연소에 영향을 줄 수 있는 인자를 고려하여 침식연소 모사모터의 제작, 시험 및 분석을 수행하였다. 시험 결과 침식연소가 이루어짐을 확인하였으며, 이를 바탕으로 알루미늄 입자의 포함 여부, 특성 길이에 따른 침식연소 상수의 연관성, 추진제 초기 온도 영향성 등을 고려하여 침식연소 모델과 영향인자에 대해 분석하였다. 확보한 침식연소 모델을 적용하여 유동-구조 연성 해석을 수행하였으며, 시험 결과와 유사함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.226-234
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• 2008

Grain design has always been a vital and integral part of Solid Rocket Motor(SRM) design. Basing on the design objectives set by the system designer, the SRM designer has many options available for selecting the Grain configuration. Many of the available configurations may fulfill the required parameters of volumetric loading fraction, web fraction & Length to diameter ratios and produce internal ballistic results that may be in accordance to the design objectives. However, for any given set of design objectives, it is deemed necessary that best possible configuration be selected, designed and optimized. Hence optimal results of all applicable configurations are vital to be attained in order to compare and finalize the design that will produce most efficient performance. Generally the engineers pay attention and have skills on a specific grain configuration. The designing methodologies and computer codes available usually focus on single grain configuration may it be Star, Wagon Wheel or slotted tube. Hardly one can find a software or a design methodology where all such configurations can be worked on jointly and not only adequate designs be found but optimal solutions reached by applying an optimization method to find final design best suited for any design objective. In the present work design requirements have been set, grain configurations have been selected and their designing has been conducted. The internal ballistic parameters have been calculated and after finding the preliminary design solutions, the optimal solutions have been found. In doing so, software has been developed comprising of computer programs for designing the 2D grains including Star, Wagon Wheel and Slotted Tube configurations. The optimization toolbox of Matlab Fmincon has been used for getting optimal solutions. The affects of all the independent geometric design variables on the optimized solutions have been analyzed. Based on results attained from Optimization Method, an in depth comparison of Grain Configurations and analysis of performance prediction outputs have been conducted to come to conclusion as to which grain configuration is ideal for the current design requirement under study.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.635-642
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• 2014

본 연구에서는 고체로켓의 임무 수행 중 연소실 내압으로 인해 발생하는 고체로켓 케이스의 3가지 고장(응력파괴, 균열파괴, 볼트 체결 부 파손) 확률을 효과적으로 예측하는 기법을 개발하였다. 전체적인 확률계산 과정은 다음과 같다: 1) 고체로켓 모터의 고장모드에 영향을 주는 설계 변수선정 및 확률분포 부여, 2) 연소해석을 통한 로켓의 최대작동압력(maximum expected operating pressure, MEOP)의 확률분포 계산, 3) 케이스의 응력과 변형 형상을 구하기 위한 유한요소해석, 4) 3가지 고장함수에 대한 신뢰도예측의 수행, 계산의 편의를 위해 유한요소모델은 축대칭으로 가정하였고 볼트 체결 부의 접촉을 고려하였다. 효율적인 신뢰도예측을 위해 FORM(first-order reliability method) 기법을 통해 MPP(most probable failure point)를 탐색한 후, LHS(latin hypercube sampling)와 반응표면기법을 적용하여 고장모드를 다항식으로 근사화하며, 중요도 추출법을 적용하여 고장확률을 계산하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.10-17
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• 2013

로켓의 노즐 외부에서 형성되는 플룸으로 인하여 발사 위치나 비행궤적이 노출 될 수 있는데, 본 논문에서는 플룸을 감소시킬 수 있는 고체 추진제의 후연소 반응 억제제에 대하여 연구 결과를 제시하였다. 후연소 방지제가 무연계 고체추진제의 내탄도 성능과 일차 연기에 미치는 영향을 분석하였으며, 후연소 반응 방지제로 $K_2SO_4$를 1.1% 적용하여 후연소 반응이 크게 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 $K_2SO_4$의 함량이 증가하면 압력지수가 미세하게 증가하며, 1차 연기의 발생량도 증가하므로 1.1% 이하를 사용해야 AGARD 기준으로 1차 연기 A등급에 부합되는 것으로 분석되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.70-77
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• 2014

본 논문은 한국형 2.75 인치 로켓 추진기관의 독자 모델 개발에 관하여 기술하였다. 개발된 한국형 2.75 인치 로켓 추진기관은 추진제 그레인의 형상변경을 통하여 화염안정성을 증대시켰으며, 점화장치에 EMI 필터를 장착하여 우발점화 방지기능을 추가하였다. 그리고 노즐 형상 변경 및 날개 수 증가를 통하여 비행안정성의 향상을 가질 수 있었다. 지상연소시험 및 온도충격시험을 통해 추진제의 성능을 검증하였으며, 약 210 발의 비행시험을 통해 기 배치된 추진기관과 비행성능이 동일함을 입증하였다. 성능개량과 더불어 한국형 독자모델 개발로 인한 지적재산권 문제 극복에 기여할 수 있는 근간을 마련했다는데 그 의의가 있다.