• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.271-275
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• 2010

연소기 재생냉각 챔버 노즐확장부의 외피구조물 제작을 위한 성형치구 설계에 대한 연구를 수행하였다. 연소기 챔버에서 두께가 얇은 외피구조물은 판재의 성형을 이용하여 제작한다. 노즐확장부 외피구조물의 성형에서 노즐확장부와 동일한 형상의 치구로 성형하면 성형 후 구조물의 형상이 노즐확장부와 일치하지 않고 탄성복원에 의하여 그 형상이 변화한다. 따라서 노즐확장부 형상과 동일한 형상으로 성형을 완성하기 위해서는 탄성복원을 고려한 성형치구의 설계가 필요하다. 본 연구에서는 초기 성형 후 탄성복원에 의한 노즐형상과 실제 구조물의 형상과의 오차를 없애기 위하여 오차를 보상한 새로운 성형치구용 형상을 생성하였다. 구조해석 결과 설계 수정된 성형치구로 성형하면 노즐 형상과 성형된 구조물과의 형상 오차가 매우 작게 감소함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.428-432
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• 2010

연소기 챔버 노즐확장부 외피구조물의 성형특성에 대한 연구를 수행하였다. 노즐확장부 외피구조물의 제작에 사용되는 냉간압연 판재가 갖는 이방성 특성을 확인하기 위하여 세 가지 방향의 시편을 제작하여 인장시험을 수행하였으며, 그 결과를 이용하여 Lankford 값을 얻어 구조해석에 적용하였다. 실물형 연소기에 사용될 노즐확장부 외피구조물의 제작 및 성형공정을 통하여 외피구조물의 성형특성을 확인하였으며, 성형으로 얻은 변형률들을 구조해석 결과들과 비교하였다. 본 연구에서 얻은 결과들은 확대비가 더 큰 노즐확장부 제작을 위한 치구 및 성형공정의 설계에 활용될 예정이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.291-295
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• 2011

복사냉각 방식의 연소기 노즐확장부의 열/구조적인 안정성을 평가하기 위하여 열/구조해석을 수행하였다. 노즐확장부에 적용된 재료는 초내열합금인 니오븀 합금을 사용하였다. 노즐확장부는 확대노즐부에 비하여 팽창비가 크기 때문에 구조물의 사이즈가 연소실이나 확대노즐부에 비하여 상대적으로 크다. 이러한 이유 때문에 노즐확장부의 두께를 최소화 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 구조물의 두께를 1.0 mm에서 0.4 mm까지 감소시켜 두께의 변화에 따른 열/구조적인 안정성을 평가하였다. 구조해석결과 0.4 mm 두께의 노즐확장부도 열/구조적으로 안정하게 작동할 수 있음을 보여주었다. 실제 연소기가 작동할 때 발생되는 진동에 의한 영향은 추후에 추가적으로 고려할 예정이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권10호
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• pp.1264-1270
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• 2004

In this paper research on micro solid propellant thruster is reported. Micro solid propellant thruster has four basic components; micro combustion chamber, micro nozzle, solid propellant and micro igniter. In this research igniter, solid propellant and combustion chamber are focused. Micro igniter was fabricated through typical micromachining and the effect of geometry was evaluated. The characteristic of solid propellant was investigated to observe burning characteristic and to obtain burning velocity. Change of thrust force and the amount of energy loss following scale down at micro combustion chamber were estimated by numerical simulation based on empirical data and through the calculation normalized specific impulses were compared to figure out the efficiency of combustion chamber.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권3호
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• pp.107-113
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• 2005

고성능 로켓엔진 연소기의 벽면 열유속 측정을 위하여 추력 2톤급 칼로리미터를 개발하였으며 고온에서 전열특성과 강도특성이 뛰어난 크롬동합금을 연소실 내벽 소재로 적용하였다. 전체적인 냉각성능은 경험식을 기반으로 하는 1차원 해석으로 확인하였으며 국부적인 냉각성능은 3차원 CFD 해석으로 검증하였다. 연소압 53 bar 조건에서 노즐목에서의 열유속은 43 $MW/m^{2}$ 으로 예측되었다. 연소실의 구조적인 안전성은 150 bar에서 2차원 해석과 시편에 대한 변형실험으로 확인하였다. 최종적으로 상온 150 bar에 대한 가압실험으로 안전성을 검증하였고 개발된 칼로리미터와 동일한 냉각성능을 갖는 시험용 노즐을 사용하여 예비시험을 수행하였다. 노즐목에서 측정된 열유속이 설계값에 비하여 10% 높았음에도 연소실 내벽에 열손상은 발생하지 않았다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.22-31
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• 2018

본 연구에서는 연소실 경계조건 변화에 따른 핀틀 노즐의 동특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 핀틀의 움직임을 모사하기 위해 노즐과 핀틀의 영역을 분리하여 격자를 생성하고 중첩격자기법을 사용하였다. 연소실의 경계조건은 일정질량유량과 추진제 연소속도 조건을 적용하여 결과를 비교하였다. 일정질량유량조건은 입구에 유입되는 질량유량을 정량적으로 변화시켜 연소실의 압력과 추력 특성을 파악하였다. 추진제 연소속도 조건은 연소실 압력에 의한 연소속도 식을 고려하였다. 추진제 연소속도 조건은 일정질량유량조건과는 다른 비선형적 유량변화를 나타내며, 작은 유량으로도 큰 연소실 압력변화를 가져온다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권6호
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• pp.500-507
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• 2014

This study aimed at conducting a flow analysis of the pressure distribution, discharge flow rate, and consequent thrust force according to the rotational speed of a three-dimensional screw propeller, and then investigating the effect of the rotational speed on the characteristics of the screw propeller by varying the relevant speed (3200, 2400, 1600, 800 rpm). In particular, the computational domain was considered by the analysis in the blades and outlet chamber, using boundary conditions. The difference between the minimum and maximum pressures was 5.5 MPa under the given conditions. The discharge flow rate at this pressure difference was on the level of 1956.67 kg/s, as a thrust force of 47083.7 T(N) was obtained. This study showed that the discharge flow rate linearly increased with the rotational speed, proportional to the RPM, while the thrust force was gradually and steadily increased with the relevant speed. In addition, it was proved that the occurrence of cavitation under the given conditions was closely related to the decrease in the durability of the screw propeller because the thrust force depends on the speed.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.744-749
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• 2011

본 논문에서는 핀틀 로켓의 초기 최적 노즐 팽창비를 결정하는 방법에 대해서 제시하였다. 초기 최적 노즐 팽창비는 최대/최소 압력의 추력 계수로부터 계산되는 질량 가중 추력 계수를 최대화시켜 결정하였으며 이는 주어진 임무를 수행함에 있어 소요되는 추진제무게가 최소화되는 조건과 일치한다. 초기 최적 노즐 팽창비 결정에 영향을 주는 인자는 최대 압력, 추력조절비 그리고 총추력비이며 이중에서 총추력비가 가장 큰 영향을 준다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권3호
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• pp.47-58
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• 2020

본 연구에서는 Whitmore와 Chandler의 모델을 기반으로 아산화질소를 사용하는 blow-down 방식의 하이브리드 로켓의 유량제어를 통한 추력제어 및 내탄도 해석에 대한 연구를 수행하였다. 유량제어가 포함된 아산화질소의 탱크 내 거동에 대한 예측을 수행하였으며, 해석결과와 실험결과의 일치도가 상당히 높음을 확인하였다. 또한, 추력제어 내탄도 해석의 검증을 위하여 500 N급 하이브리드 로켓을 이용한 지상연소시험을 수행하였으며, 연소실 압력 및 추력 모두 실험결과와 해석결과가 상당히 일치함을 확인하여 추력제어 성능을 예측할 수 있는 모델링 기법을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.913-914
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• 2017

액체로켓엔진 개발 과정에서 중량을 절감하고 구조 신뢰성을 증가시키기 위해서는 엔진 시스템에 대한 구조 해석이 필요하다. 발사체는 비행 중 자세제어를 위해 엔진의 TVC (thrust vector control) 구동기의 변위를 변화시켜 연소기를 회전하여 추력의 방향을 제어한다. 본 연구에서는 연소기 김발을 하는 75톤급 액체 로켓 엔진에 대하여 TVC 구동 전/후의 정적 구조 해석을 수행하고 비교하였다.