• Title/Summary/Keyword: Thrust Nozzle

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3단형 발사체 TVC 자세제어 설계 및 분석 (Attitude Control Design and Analysis for Thrust Vector Control System of 3-Staged Launch Vehicle)

  • 선병찬;박용규;최형돈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.67-74
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    • 2005
  • 본 논문에서는 3단형 발사체의 TVC 자세제어설계 및 벤딩필터 설계 결과를 제시하였다. TVC 자세제어기로 사용된 비례미분 제어기의 이득을 안정성 여유 조건을 토대로 제어루프의 고유주파수의 함수 형태로 결정되도록 하였으며, 유연모드 안정화를 위한 벤딩필터의 계수는 파라미터 최적화 기법을 이용해서 주어진 안정성 구속조건을 만족시키도록 결정하였다. 설계된 TVC 제어기와 벤딩필터의 타당성 및 성능에 대한 최종적인 분석은 비선형 6자유도 시뮬레이션을 통하여 수행되었다.

연료 막냉각을 적용한 액체로켓 연소기의 연소/냉각 성능 간 Trade-off 해석 (A Trade-off Analysis between Combustion and Cooling Performance of a Liquid Rocket Combustor with Fuel Film Cooling Scheme)

  • 조미옥;김성구;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.16-22
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    • 2012
  • 액체로켓 추력실의 성능 예측 및 초음속 노즐부 형상 설계에 활용 중인 in-house 해석 도구를 이용하여 재생냉각 연소기에 대한 성능/냉각 통합해석을 수행하였으며, 막냉각 유량 및 외곽 분사기열의 혼합비 변화에 따른 연소 성능과 냉각 성능 간 trade-off 경향을 고찰하였다. 향후 막냉각 및 주요 설계 인자의 최적화 도구로 활용될 수 있도록 개발 연소기에 대한 시험 결과와의 비교 등을 통하여 수치해석 도구를 검증/개선해나갈 계획이다.

Investigation on the Powering Performance Prediction for Azimuth Thrusters

  • Van, Suak-Ho;Yoon, Hyun-Se
    • Journal of Ship and Ocean Technology
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    • 제6권1호
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    • pp.27-33
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    • 2002
  • Recently, the application of the electric propulsion system becomes popular because of its advantage over conventional propulsion. However, the complicated flow mechanism and interaction around the azimuth thruster are not fully understood yet, and the studies on the powering performance characteristics with azimuth/pod thrusters are now in progress. The experimental method developed in KRISO(Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering) is introduced and the results of the powering performance tests, consisting of resistance, self-propulsion and propeller open water tests for a cable layer with two azimuth thrusters are presented. For the analysis of powering performance with azimuth thrusters, it is necessary to evaluate the thrust/drag for components of a thruster unit, Extrapolation results could differ according to the various definitions of the propulsion unit; that is the pod, thruster leg and/or nozzle can be treated as hull appendages or as part of propulsion unit, The powering performances based on several definitions are investigated for this vessel. The results of the measurements for the 3-dimensional velocity distribution on the propeller plane are presented to understand the basis of the difference in propulsion characteristics due to the propeller rotational directions.

고체 추진기관 선진국 기술 동향에 관한 연구 (A Study on the Advanced Technology of Solid Rocket Propulsion)

  • 김형원;박종승
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.221-224
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    • 2010
  • 최근에 인공위성을 궤도에 올리는데 막대한 비용이 들어가므로, 소형이면서 좀 더 신뢰도가 높은 인공위성이 요구되어 왔다. 추진제의 새로운 바인더(HTPB, GAP)와 산화재(CL20, ADN)의 발명은 로켓의 추력을 다양하게 하는데 많은 기여를 했다. 제조 공정을 획기적으로 변화시키는 낮은 온도에서 녹는 열가소성 추진제는 비용을 상당히 절감시켰다. 인공위성을 궤도에 정확하게 안착시키는데 어려움이 있었던 고체 연료 로켓은 액체추진제를 사용하는 PBS를 상단에 추가 설치함으로 정확도를 증진시켰다. 이 논문에서 또한 선진화된 노즐재료와 연소관에 대해서도 방향을 제시한다.

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재생냉각식 액체로켓엔진의 연소기 형상 결정을 위한 예비 설계 방안 (Preliminary Design Plan for Determining Combustor Configuration of Regenerative-cooled Liquid Rocket Engine)

  • 손민;서민교;구자예;조원국;설우석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.37-42
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    • 2010
  • 재생냉각식 액체로켓엔진의 예비 설계 단계에서 연소기 형상을 결정하기 위한 설계 방안을 제안하였다. CEA에서 예측된 연소 후 가스 물성치를 이용하여 로켓의 성능 및 재생냉각 성능을 계산하였다. 요구 추력, 연소실 압력, 주위 압력, 추진제 혼합비에 대해 1차원 관계식과 경험식으로 최적 유량과 연소기 성능을 예측하고, Rao 노즐 설계 기법을 활용하여 최종적으로 연소기 형상을 결정할 수 있는 방안을 제시하였다.

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Numerical Investigation of the Shock Interaction Effect on the Lateral Jet Controlled Missile

  • Min, Byung-Young;Lee, Jae-Woo;Byun, Yung-Hwan
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.357-364
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    • 2004
  • A computational study on the supersonic flow around the lateral jet controlled missile has been performed. Case studies have been performed by comparing the normal force coefficient and the moment coefficient of a missile body for several different jet flow conditions, angle of attacks, circumferential jet locations, and spouting jet angles. For the several different jet flow conditions, which include the jet pressure, the jet Mach number, and the corresponding jet mass flow rate, the results show that the normal force coefficient is almost proportional to the jet thrust but the moment coefficient is not. Distinctly different flow phenomena can be noticed as the pressure ratio and the jet Mach number increase. By investigating the angle of attack effect to the normal force and the pitching moment, it has been identified that the normal force and the pitching moment show nonlinearity with respect to the angle of attack. From the detailed flow field analyses with respect to the jet flow conditions and the angle of attacks, it is verified that most of the normal force loss and the pitching moment generation are taken place at the low-pressure region behind the jet nozzle. Furthermore, the normal force and the pitching moment characteristics of the missile have been identified by comparing different circumferential jet locations and spouting jet angles.

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수중 운용을 위한 하이브리드 로켓 연구 (A Study of Hybrid Rocket for Underwater Operation)

  • 우경진;민문기;이정현;주보경;이승환;김경민;김희주;김지만;황희성;유영준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.144-147
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    • 2017
  • 초고속 수상정의 추진 기관으로써 추력 조절 및 수중 운용이 가능한 하이브리드 추진 기관을 개발하였다. Ground Test Motor를 설계 및 제작하여 지상 시험을 통해 추진 기관의 성능을 검증하였으며, Underwater Woring Motor를 설계, 제작하여 지상 시험 및 수중 추진 시험을 수행하였다. 수중 운용을 위하여 2단계 점화 방식을 채택하였고, 점화 직전까지 수밀이 가능하도록 노즐 끝단에 파열판을 장착하였다. 최종 선정된 이중 파열판을 장착한 수중 추진 시험에서 성공적인 점화 및 추진이 이루어짐을 확인하였다.

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Spray Characteristics of the Rocket Oxidizer-rich Preburner Injection System

  • Yang, Joon-Ho;Choi, Seong-Man;Han, Young-Min
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.255-259
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    • 2008
  • This paper presents the spray characteristics of the oxidizer rich preburner injector which can be used in the high-thrust rocket system. We designed the basic shape of the liquid-liquid coaxial swirl injector for the rocket oxidizer rich preburner injection system. To understand the spray angle variation with the high pressure environment, the spray visualization in the high pressure chamber was preformed. Also we measured the droplet velocity, the Sauter Mean Diameter(SMD), the volume flux and the number density with the PDPA system by using water in atmospheric pressure. The results show that the spray angle is reduced by increasing ambient pressure and maximum droplet velocity is shown from a nozzle tip and then the droplet velocity decreases as a spray moves to the downstream. The SMD decreases on the axial distance from 20 mm to 50 mm but it increases over 50 mm. That is due to the increasing number of collision with each droplet and interaction with ambient air on going downstream direction.

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고공환경모사 시험설비 설계/개발 (Design and Development of High Altitude Test Facility for Kick Motor)

  • 류정헌;이준호;서혁;장기원;김용욱;오승협
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.403-404
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    • 2008
  • 국가 우주개발 중장기 계획에 따라 수행중인 한국형우주발사체(KSLV-1) 개발사업 중 2단에 사용할 Kick Motor(이하 KM)는 작동고도가 약 300km이므로 진공의 환경과 유사하다. 고고도에서 작동하는 로켓은 성능을 최대한 향상시키기 위해서 노즐의 팽창비를 상대적으로 크게 설계하며, 동일한 로켓으로 지상에서 연소시험 할 경우 노즐에서 박리가 발생하여 정확한 추력을 예측할 수가 없다. 본 논문에서는 고고도에서 KM 추력성능을 입증하기 위하여 수행한 시험설비의 설계/구축과정과 그 결과를 다루고 있다.

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연료 막냉각을 적용한 액체로켓 연소기의 연소/냉각 성능 간 trade-off 해석 (A Trade-off Analysis between Combustion and Cooling Performance of a Liquid Rocket Combustor with Fuel Film Cooling Scheme)

  • 조미옥;김성구;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.35-41
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    • 2012
  • 액체로켓 추력실의 성능 예측 및 초음속 노즐부 형상 설계에 활용 중인 in-house 해석 도구를 이용하여 재생냉각 연소기에 대한 성능/냉각 통합해석을 수행하였으며, 막냉각 유량 및 외곽 분사기열의 혼합비 변화에 따른 연소 성능과 냉각 성능 간 trade-off 경향을 고찰하였다. 향후 막냉각 및 주요 설계인자의 최적화 도구로 활용될 수 있도록 개발 연소기에 대한 시험 결과와의 비교 등을 통하여 수치해석 도구를 검증/개선해나갈 계획이다.

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