• 한국항공우주학회지
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• 제50권11호
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• pp.783-789
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• 2022

최근 연구에 의하면 하이브리드 로켓의 후연소실로 유입되는 연소유동은 고주파수 와류흘림을 포함하고 있으며, 노즐 벽면과 충돌하여 대향류가 형성되며 점화지연을 동반한 추가적인 연소가 발생하는 것이 확인되었다. 본 연구는 대향류 발생에 의한 점화지연이 연소압력 맥놀이가 나타나는 원인임을 확인하려 한다. 이를 위하여 Culick이 제안한 기존의 열음향 불안정 발생에 대한 에너지 킥 모델에 점화지연 발생을 반영한 수정 모델을 제안하였고 수치계산을 통하여 점화지연의 크기 변화가 열음향 결합에 의한 연소압력 맥놀이 발생을 결정하는 중요한 인자임을 확인하였다. 또한 후연소실 길이가 증가함에 따라 실험에서 관찰된 점화지연 감소는 에너지 킥과 압력의 위상 차의 증가를 가져와 맥놀이현상인 주기적인 압력증폭이 전혀 나타나지 않는 것도 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.323-326
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• 2005

본 연구에서는 연료 따른 End-Burning 하이브리드 추진 시스템의 연소 특성을 파악하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연료로는 PMMA, PE를 사용하였으며 산화제는 기체 산소를 사용하였다. 연료의 후퇴율은 산화제 유량뿐만 아니라 연료의 열역학적 성질의 함수이다. 본 실험을 통하여 연료의 후퇴율이 산화제 유량과 물질전달계수인 B number로 표현된 경험식을 얻었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.479-483
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• 2010

본 연구는 하이브리드 로켓 연소에서 원통형 멀티 포트 그레인과 스월 인젝터 적용 시 각각 후퇴율 증가의 장점을 취합하고자 수행하였으며, 연료 포트 수와 스월 인젝터의 배치에 따른 후퇴율 변화에 대한 실험을 수행 하였다. 실험 결과 멀티 포트 그레인에 샤워 헤드 형태의 인젝터를 적용한 것보다 스월 인젝터를 적용한 경우의 후퇴율이 증가되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.246-250
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• 2006

일반적인 하이브리드 추진의 연소특성은 산화제 질량유량에만 의존하는 후퇴율로 표현하지만, 이러한 실험식은 하이브리드 고체연료의 열 화학적 특성에 따른 영향을 잘 나타내지 못한다. 따라서 본 연구에서는 여러종류의 연료를 사용하여 연소특성을 후퇴율 대신 고체연료의 물질전달 수(B number)로 고찰하였다. 본 실험에서는 연료로 PMMA, PP, PE를 사용하였고, 산화제로 가스 산소를 사용하였다. 가스 산소의 유량은 직경이 다른 여러개의 쵸킹 오리피스로 제어했고, 산화제 공급 범위는 $3.66\sim45.3g/sec$ 이었다. 결과적으로 고체연료의 질량유속에 대한 실험식은 물질전달 수와 산화제의 질량유속으로 얻어지며, 실험식은 다음과 같다; $\dot{m}^{"}_f\;=\;0.0175G^{0.55}B^{0.4}$.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.243-246
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• 2008

하이브리드 연소에서 연소실 압력에 따른 고체 연료의 연소 특성을 실험적으로 연구하였다. 본 연구는 낮은 산화제 평균 질량 유속구간에서 고체 연료 후퇴율이 산화제 유속 뿐만 아니라 연소실 압력에 영향이 있는지 실험적으로 확인하였다. 연료로 Poly-Ethylene과 산화제로 GOX를 이용하였으며, 동일 산화제 유속에서 연소실 압력 변화는 6mm,9mm의 노즐 목 직경으로 사용하였다. 낮은 산화제 질량유속구간에서 고체연료 후퇴율이 산화제 유속뿐만 아니라 압력에 의한 영향이 있고, 동일 산화제 유속에서 압력이 증가 할수록 후퇴율이 증가함을 확인 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.797-802
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• 2017

본 연구에서는 하이브리드 추진기관 설계에 중요한 변수인 스케일에 따른 연소특성을 분석하였다. Blow-down 시스템을 사용하는 $LN_2O$/PE 추진제 조합에 대하여 분석을 수행하였으며 현존하는 스케일 관계식을 이용한 스케일 변화에 따른 평균 후퇴율의 변화는 크지 않음을 확인하였다. 특성배기속도 효율은 스케일이 커짐에 따라 증가함을 확인하였다. 그러나 특성배기속도 효율은 후방연소실의 형상 등 복잡한 변수가 포함되어 있어 단순한 스케일의 변화에 따른 영향이라고 단정할 수 없다고 판단된다. 이에 특성속도효율 및 국부적인 후퇴율 예측에 관한 하이브리드 로켓 스케일 관계식에 관해서는 확정적인 결론을 도출하기 어려울 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1142-1143
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• 2017

본 연구에서는 하이브리드 로켓을 적용한 SWASH형 수중 운동체의 수중 추진 시험을 수행하였다. 연소실 내부로 물이 들어오지 않게 수밀구조를 적용하였으며, 이에 따른 점화 시퀀스를 설정하여 제어로직을 구성하였다. 시험 결과, 수중에서 안정적으로 점화가 일어난 것을 확인하였으며 구성된 제어 시퀀스를 따라 시스템이 잘 작동하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.237-240
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• 2009

일반적으로 하이브리드 연소를 모델링 할 경우 고체 연료의 표면 온도를 이용하여 후퇴율을 계산하기 때문에 정확하게 고체연료의 표면온도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구는 하이브리드 고체 연료에 열전대를 삽입한 후, 연소실험을 통해 연료의 표면 온도를 측정하였고, 본 연구에서의 산화제 유속 범위에서의 고체 연료 표면 온도 변화를 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권12호
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• pp.1108-1114
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• 2007

end-burning 연소실의 주요 설계인자들을 구축하기 위해 기존에 수행되었던 인젝터 배열 및 포트 직경 변화, O/F비 변화 외에 산화제 분사각 변화에 따른 연소 특성을 해석하였다. 연료면과 평행한 분사각(Case 1), 연료면을 향해 기울여진 분사각(Case 2)과 노즐을 향해 기울여진 분사각(Case 3)을 설정하여 모델을 구성하였다. 연료면을 향한 분사각의 경우 상류에서 가장 효율적인 혼합특성을 보였으나 상당량의 미연가스가 노즐 밖으로 배출됨을 알 수 있었다. 반면 Case 1과 Case 3은 낮은 혼합특성을 보였으나 연소효율은 연료면을 향한 경우보다 월등한 것으로 판명되었다. Case 1, Case 3 모두 유사한 경향을 나타내었으나 노즐을 향한 Case 3은 짧은 체류시간으로 인해 연료면과 평행한 Case 1에 비해 낮은 연소성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.71-77
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• 2010

As a hybrid model of continuum motion description which combines the advantages of classical kinematical descriptions i.e. Lagrangian and Eulerian description, the ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) description is adopted for the simulation of a fluid-structure interaction of solid propellant rocket interior. The fluid-structure interaction phenomenon with the deformation of solid domain during the simulation. The developed solver is applied flow and propellant structure. The computed results show complex flow physics in the combustion chamber and the behavior of a solid propellant deformation.