• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.47-53
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• 2015

이론성능해석을 통하여 메탄/산소 이원추진제 소형로켓엔진의 형상설계에 필요한 설계인자들을 도출하였다. 로켓엔진의 이론성능 분석을 위해 CEA를 이용하였고, 추력실 내부의 화학반응을 화학평형 상태로 가정하여 엔진의 형상설계에 필요한 최적의 추진제 혼합비, 특성길이, 최적 팽창비 등을 도출하였다. 인젝터의 경우, 미립화 성능이 우수하고, 다른 인젝터 형상에 비해 연소효율이 높은 스월 동축 인젝터를 설계하였다. 노즐형상은 80%의 길이를 갖는 벨형 노즐을 설계하였고, 추력실 내부압력 1.72 MPa, 총 추진제 질량유량 0.18 kg/s, O/F ratio 2.7일 때의 지상연소시험용 로켓엔진의 형상설계 결과를 제시한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.457-460
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• 2012

본 연구는 7톤급 연소기용 분사기 검증을 위한 축소형 연소기의 설계 및 제작에 관한 것이다. 7톤급 연소기의 헤드부는 90개의 동축 와류형 분사기로 구성되며, 연소실은 케로신 재생냉각 일체형 연소기이다. 7톤급 연소기에 적용할 분사기로 차압 및 리세스 수를 달리한 분사기를 설계하였다. 설계된 분사기를 실물형 연소기에 적용하기 전 축소형 연소기에 먼저 적용하여 분사기 작동성 및 성능검증을 하고자 한다. 축소형 연소기는 분사기 19개로 구성되며, 연소압력 70 bar, 총 추진제 유량은 4.3 kg/s, 혼합비는 2.45이다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.85-90
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• 2018

본 논문에서는 점화 위치 및 시간에 따른 점화 지연 및 연소 불안정에 미치는 영향을 관찰하는 것이 목표이다. 산화제는 기체 산소를 사용하였고 연료는 액체 케로신을 사용하였다. 점화 지연 및 연소 불안정 정도를 관찰하기 위해 압력 트랜스듀서를 이용하여 정압을 측정하였다. 모든 경우의 점화기 작동시기를 제외한 점화 시퀀스는 동일하게 설정하였고 점화 시간은 25 ms 간격으로 설정하였다. 점화 시간이 늦어질수록 초기 압력 피크값과 점화 지연 시간이 증가하는 경향을 보였다. 점화 위치가 분사기로부터 멀어질수록 초기 압력 피크 이후 불안정한 화염 발달 구간이 존재하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.9-15
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• 2005

고성능 연소기에서 주로 채택되는 기체-액체형 동축 분사기의 음향감쇠 효과를 선형 음향해석을 통해 조사하였다. 그러한 형태의 분사기는 반파장 공명기 역할을 수행할 수 있으므로 반파장 공명기와 1/4파장 공명기의 음향감쇠 특성을 비교/조사하였다. 공명기의 음향 감쇠 효과에 있어서 경계흡수계수의 영향과 공명기 길이 효과를 알아보았고, 연소실과 공명기내 유체의 음속 변화를 통해 반파장 공명기의 음향 감쇠 특성을 조사하였다. 계산 결과, 공명기의 최적 동조 길이가 짧고, 공명기내 유체의 음속이 낮은 조건에서 큰 감쇠효과가 나타남을 알 수 있었다. 또한, 경계흡수계수의 감소는 공명기의 동조 길이 범위를 좁게 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.150-155
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• 2010

액체로켓 분사기는 추진 성능과 연소 안정성, 그리고 열유속 특성을 지배하는 가장 중요한 요소이다. 그러나 분사기 근방에서 일어나는 고압 연소 현상에 대한 근본적인 이해의 부족으로 분사기의 개발 과정은 대부분 경험적 설계방법과 고비용의 연소시험에 의존해 왔다. 본 연구는 액체로켓 연소 모델링과 관련된 최근 연구 동향들을 토대로 시작되었다. 층류화염편 기반의 난류연소모델을 초임계 압력 조건에서 나타나는 실제유체 거동을 고려할 수 있도록 확장하였으며, 극저온 질소분사, 상압 조건하의 난류제트화염, 그리고 고압의 기체수소/액체산소 동축 분사기에 적용하여 해석모델의 효용성을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.61-65
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• 2010

초저온 추진제를 사용하는 액체로켓용 인젝터의 개발을 위해서는 단일 인젝터의 수류/연소시험을 통해 인젝터의 수력학적 특성 및 혼합, 미립화 등의 분무특성에 대한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 대학실험실 급에서 운용할 수 있는 범위의 가압식 초저온 추진제 공급장치 및 LabVIEW를 이용한 Cyclogram 제어 및 데이터 수집장치 등을 구축하였다. 제작된 시험장치를 이용하여 스월-동축인젝터의 $LN_2-GN_2$ 초저온 수류시험 및 분무 가시화를 수행하였다. 또한 LOX-$GCH_4$ 추진제 조합의 연소시험을 위한 연소기와 추력대를 설계 및 제작하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.57-60
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• 2011

GCSC 분사기의 리세스 길이와 기체/액체의 운동량 플럭스 비(MFR) 변화에 따른 분무 특성을 고압 챔버를 이용한 고압수류시험을 통해 알아보았다. 물과 질소를 사용하였고, back-lit strobe imaging 기법을 이용하여 분무형상을 촬영하였다. 시험결과 MFR이 작을 때(액체 유속 고정)는 분무각이 큰 hollow cone 형상을 보이고, MFR이 증가함에 따라 분무각이 작은 solid cone 형상의 분무를 보였다. 또한 리세스가 짧은 분사기일수록 더 큰 MFR에서 solid cone 형상의 분무를 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.103-108
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• 2011

초임계환경에서 작동하는 케로신/액체산소 동축와류형 분사기의 혼합특성을 수치적으로 연구하였다. 케로신 물성치를 계산하기 위하여 써로게이트 모델이 적용되었다. 난류모델은 LES를 기반으로 하였고, 초임계영역의 상태량을 계산하기위해 SRK 상태방정식, 점성계수와 열전도도에 대하여 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식, 확산계수에 대하여 Fuller 이론에 Takahashi가 제안한 고압상태의 특징을 고려한 식을 적용하였다. 연소실 압력변화에 따른 분사기와 연소실에서의 열역학적 물성치와 혼합특성을 관찰하였다. 또한 분사기의 압력섭동 스펙트럼밀도를 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권3호
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• pp.222-229
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• 2012

점화 시의 분사기의 냉각은 분사순간의 초저온액체상태의 산화제 분무의 증기압에 영향을 미치고, 이는 연소반응에 따른 연소실 압력상승 과도단계에서 분무의 상(phase) 천이 시점을 결정하는 인자 중 하나이다. 분무의 상변화는 액체로켓 연소기의 점화특성에 큰 영향을 미치며, 액체산소/메탄 추진제를 사용하는 연료과잉 폐쇄형사이클 액체로켓엔진의 주연소기용 분사기로 사용될 수 있는 액체-기체 동축형 스월분사기에 대하여 점화초기 분사기 냉각온도에 따른 점화시험을 수행하였다. 초기 냉각온도에 따라 점화 시 산화제 분무의 액상으로의 천이시기가 달라지며, 충분한 냉각을 통해 산화제 분무의 증기압을 낮춘 경우 산화제 분무의 상 천이 시기를 나타내는 화염 quenching 현상이 일찍 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.141-145
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• 2004

The objective of the present study is to conduct model combustion tests for various injectors to identify their combustion stability characteristics. Three different double swirl coaxial injectors with variation of a recess length have been tested for the comparative study of CH flame structure and dynamic characteristics. Gaseous oxygen and mixture of gaseous methane and propane have been employed for simulating actual propellants used for a full-scale thrust chamber. Upon test results, the direct comparison between various types of injectors can be realized for the selection of the best design among prospective injectors.