• 한국분무공학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.159-168
• /
• 2018

Thrust throttling in a liquid rocket engine can be implemented via several ways such as high pressure drop injector, dual manifold, multiple chamber, pintle injector, and gas injection. Thrust throttling using gas injection controls thrust by usually injecting inert gas into propellant through an aerator to reduce the propellant's bulk density. In this study, the outside-in aerator was used in the propellant line to create two phase flow. Closed-type, open-type, and screw-type bi-swirl coaxial injectors were utilized for investigating throttling characteristics such as pressure drop, mixture density, and discharge coefficient according to gas-liquid mass ratio.

• 한국추진공학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.87-95
• /
• 2016

본 논문에서는 E-D 노즐을 설계하여 고도 보정에 대한 효과와 Throttling에 대한 가능성 연구를 수행하였다. 고도 보정에 대한 효과를 확인하기 위하여 연소실 압력을 일정하게 유지하며, 총 3가지(해수면, 고도 10 km, 고도 16 km)의 외부 대기환경 조건을 이용하여 해석적 연구를 수행하였다. 그 결과 고도가 상승할수록 유효 노즐 출구 면적 역시 점점 증가하였으며 이로 인하여 추력도 증가하였다. 또한 Throttling에 대한 가능성을 파악하기 위하여 핀틀의 위치를 연소실 쪽으로 후진시켜 노즐 목 면적을 작게 모델링하여 해석적 연구를 수행하였다. 일반적인 핀틀 추력기와 동일하게 노즐 목 면적이 줄어들수록 연소실 압력이 상승하며 추력 역시 증가하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.1-12
• /
• 2019

액체로켓엔진에서의 추력조절을 위해 기체주입식 가변추력 방법에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 기체주입식 가변추력은 간단한 구조로 추력을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 밀도 감소에 비례하여 증가된 분사차압에 의해 미립화 성능 증가라는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 기체주입식 와류형 분사기를 이용하여 액체 질량유량과 기체주입량의 변화에 따른 분무 불안정, 분무형상, 분무각, 분열 길이와 같은 분무특성을 살펴보았다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.144-154
• /
• 2022

Gas injection is a technique applied to improve throttling in liquid rocket engines and atomization in effervescent injectors. When a gas is injected into a liquid, it creates a two-phase flow inside the injector. The changes (bubbly flow, slug flow, annular flow, etc.) in the two-phase flow affect the injector's spray characteristics. In this study, cold-flow tests were performed by using three injectors with different orifice diameters and four aerators with different gas injection hole diameters. The experiments were done by changing the thrust ratio (liquid mass flow rate ratio) and gas-liquid mass flow rate ratio. Two-phase flow transition, breakup length, and discharge coefficient according to the injector/aerator design and flow conditions were investigated in detail.

• 한국항공운항학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.93-98
• /
• 2014

In this study, control of oxidizer mass flow rate and verification of control system were performed for hybrid rocket thrust control application. Oxidizer flow control system consists of ball valve and stepping motor where gaseous oxygen was used for oxidizer at feeding pressure of 10, 20 and 30 bar. According to experimental results, the oxidizer mass flow rate showed a relatively linear increment as ball valve open angle increases regardless of feeding pressure. In addition, the level of the oxidizer flow rate was kept almost constant at each sequence of flow control with ball valve during the 20 seconds of operation.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권8호
• /
• pp.790-796
• /
• 2008

고체 추진기관은 고정된 추진제 그레인 형상과 노즐목 때문에 정해진 단순 추력을 가지게 된다. 핀틀 노즐은 기존의 고체 추진기관의 장점을 가지면서도 추력 조절이 불가능한 단점을 보완하기 위해 제안된 방법이다. 본 연구에서는 핀틀 형상이 노즐 성능에 미치는 영향을 실험과 수치해석 방법으로 평가하였다. 핀틀 형상은 단순성의 원리에 근거하여 변경하였으며 각각의 형상에 대한 내부 유동장은 난류모델을 적용하여 Fluent로 해석하였다. 본 연구로부터 핀틀 형상이 노즐내의 충격파 구조 및 유동박리 영향을 주어 노즐 추력 및 핀틀 하중에 영향을 미침과 최적의 노즐 성능을 발휘할 수 있는 핀틀 형상이 존재함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제46권6호
• /
• pp.487-495
• /
• 2018

환형 갭과 핀틀갭의 면적을 동시에 제어할 수 있는 가변 슬리브 인젝터의 분무특성을 실험적으로 분석하고, 넓은 추력범위에서 일정한 성능으로 제어할 수 있는 방안을 연구하였다. 슬리브의 개도에 관계없이 일정한 차압을 설정한 경우 설계유량을 만족하지 못하는 것을 확인하였다. 이를 개선하기 위해 개도에 따라 환형 갭과 핀틀 갭에서의 차압을 개도에 따라 다르게 적용하였다. 운용범위 내에서 설계 유량을 만족하였고, 선형적인 슬리브 면적으로 25%에서 100%까지 선형적으로 추력제어가 가능한 것을 확인하였다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.126-131
• /
• 2020

Throttleable rocket engines are in high demand due to the diversification of space missions. Pintle injector is known to be suitable for throttleable rocket engines, because of its high efficiency in overall thrust zone. In this study, the relationship between spray angle of a throttleable pintle injector and total momentum ratio based on hot fire test conditions was investigated. As a result, the spray angle in 100% and 60% throttling level is higher than the spray angle obtained by the case which considers only propellant mass flow rate, owing to higher total momentum ratio (TMR). The results of this study may be useful for predicting spray angle in hot fire test.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권10호
• /
• pp.868-874
• /
• 2015

가변추력은 대기가 없는 행성에 착륙하거나, 우주공간에서의 도킹에 필수적인 것으로 알려져 있다. 추력을 조절하기 위해 질유량 조절이 가능한 분사기를 사용하는 방법이 대표적으로 알려져 있다. 이에 따라 본 연구에서는 추력조절을 위하여 이중매니폴드 분사기를 사용하여 질유량을 조절하였다. 이중매니폴드 분사기의 주요 변수 중 하나로 판단되는 접선방향 유입구의 개수의 변화에 따른 분사특성을 확인하기 위하여 분무각, 분무패턴을 포함하는 외부유동을 측정하였으며 내부유동 특성 파악을 위한 film thickness를 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.144-147
• /
• 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.