• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.558-565
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• 2017

최근 발사체 시장에 민간주도의 경향이 두드러지게 나타나며, 시장이 포화되어감에 따라 발사비용을 줄이기 위한 노력이 지속되고 있다. 우주탐사 선진국에서는 유인 장거리 우주탐사계획이 추진되고 있다. 산소-메탄의 조합은 기존의 추진제에 비해 효율이 높고 경제적, 친환경적이며 외계행성에서 현지조달이 가능하기 때문에 이러한 경향에 부응하기 위한 가장 적합한 차세대 추진제로서 주목을 받고 있다. 현재 국제정세의 변화와 기업환경 변동에 따라 메탄엔진 개발이 더욱 본격화 가속화되고 있다. 우리나라도 이러한 세계적 흐름에 편승하고 향후 발사체 시장에서 뒤처지지 않기 위해서는 메탄엔진 개발이 필요하다고 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.213-217
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• 2017

액체로켓엔진 고장에서 시동과정이 30% 이상을 차지하며 특히, 우주왕복선 주 엔진(Space Shuttel Main Engine, SSME)은 2%의 밸브위치 오차 또는 0.1초의 시간오차와 같은 작은 변화에도 급격하게 변화하는 매우 민감한 시스템으로 시동과정의 모델링이 중요하다. 하지만, 시동과정에서 비선형 질량 유량과 열전달 특성 때문에 많은 어려움이 발생한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 부분적인 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics, CFD) 방법을 사용하였으며 본 논문에서는 구성품의 모델링을 수행하여 정상상태에서 확인을 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권10호
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• pp.862-871
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• 2012

96% 과산화수소와 케로신을 추진제로 사용하는 500 N 급 로켓엔진에 대하여 추진제의 분무, 기화, 혼합, 연소를 포함하는 수치해석을 수행하였다. 1/6 조각의 연소실을 격자로 생성하였으며, 세 가지 종류의 액체상 추진제(케로신, 과산화수소, 물)가 속이 빈 콘 형태로 공급되는 분무를 모사하였고, Rosin-Rammler 함수에 따른 액적크기 분포를 가정하였으며, 연소 해석에는 와류소산모델을 사용하였다. 본 계산에서는 작은 연소실 크기, 그리고 과산화수소 및 물의 큰 잠열 및 비열로 인하여 평균 액적 크기 변화에 따라 큰 성능의 차이를 나타냈으며, 평균 액적 크기가 30 micron인 경우 가장 좋은 추진성능을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.1-13
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• 2021

추력이 최적화된 노즐의 초음속 유동장에 대한 노즐벽면각도의 영향이 수치해석적으로 조사되었다. 30톤급 로켓엔진의 연소기와 작동조건이 최적노즐형상을 조사하기 위하여 선택되었다. 연소생성물의 노즐유동은 케로신-액체산소의 이동평형계산에 의해서 구현되었다. 노즐벽면 각도의 변화는 내부충격파 및 2차 충격파의 발달형태를 다르게 유도하였다. 내부충격파가 노즐출구에서 특정위치에 있을 때 최적노즐이 얻어졌다. 최적노즐에 대한 노즐벽면 각도들은 충격파를 고려하지 않고 얻어진 최적노즐 형상과 매우 유사하게 얻어졌다.

• 한국분무공학회지
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• 제7권1호
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• pp.21-28
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• 2002

The mixing of propellant and its mass distribution of unlike-doublet impinging injector, which is known to affect the combustion efficiency significantly, have been studied using PLIF(Planar Laser Induced Fluorescence). The results show that fuel jet penetrates considerably into the oxidizer jet at impinging point as variation of momentum ratio. and then stream flows inclined because of variation of momentum ratio. Consequently, the mixing efficiency shows that maximum efficiency is at MR=3. after MR=3, mining efficiency decreases slightly.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.407-412
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• 2008

"KAGUYA"(SELENE) is a Japanese Lunar Explorer launched by H-IIA rocket from Tanegashima Space Center on 14 September 2007. The dual-mode bipropellant propulsion subsystem of KAGUYA includes two fuel tanks, an oxidizer tank, propellant and pressurant control components, twelve monopropellant 20N thrusters, eight monopropellant 1N thrusters, and a bipropellant 500N Orbit Maneuver Engine(OME). Once the KAGUYA separated from the rocket, it circled the Earth twice and traveled to the Moon, where it entered lunar orbit. All maneuvers were performed through multiple 500N OME/20N thruster firings. This paper describes the in-space performance of KAGUYA Lunar Explorer bipropellant propulsion subsystem.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.26-32
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• 2020

본 연구에서는 액체로켓 연소기의 연소 불안정 모사를 위해 극저온 유체인 액체질소를 공급하는 설비를 구축하였다. 가압 및 공급 성능을 예측하였으며 실험을 통하여 검증하였다. 액체질소 공급 시스템은 가압식 공급 시스템으로 구성하였으며, 가압제 압력 조정은 돔 레귤레이터를 사용하였다. 액체질소 공급 유량 제어는 캐비테이션 벤추리를 사용하였으며, 액체 질소 공급 조건은 초당 유량 2.55 kg/s, 벤추리 입구 압력은 100 bar 이상이다. 초기 실험 결과 예측된 가압제의 양이 충분히 공급되지 못하여, 탱크압력 강하가 발생해 목표 유량을 공급하지 못하였다. 구축된 설비의 변경 및 보완을 통하여, 최종적으로 목표 유량 공급에 성공하여 극저온 액체질소 공급 설비를 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.56-60
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• 2006

액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 O/F ratio에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 액체산소/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 O/F ratio 변화에 따른 연소 생성 가스의 온도를 계측하였다. 또한 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 연소 가스의 열역학적 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 화학평형코드 결과를 통해 구한 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 경향 및 유사한 값을 가지는 것으로 밝혀졌으며 이는 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 결과를 확인하였다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제5권1호
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• pp.1-9
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• 2012

In the turbopump inducer of a liquid propellant rocket engine, cavitation is affected by acceleration that occurs during an actual launch sequence. Since cavitation instabilities such as rotating cavitations and cavitation surges are suppressed during launch, it is difficult to obtain data on the influence of acceleration on cavitation instabilities. Therefore, as a fundamental investigation, in the present study, a three-blade cyclic cascade is simulated numerically in order to investigate the influence of acceleration on time-averaged and unsteady characteristics of cavitation that arise in cascade. Several cases of acceleration in the axial direction of the cascade, including accelerations in the upstream and downstream directions, are considered. The numerical results reveal that cavity volume is suppressed in low cavitation number condition and cavitation performance increases as a result of high acceleration in the axial-downstream direction, also, the inverse tendency is observed in the axial-upstream acceleration. Then, the regions in which the individual cavitation instabilities occur shift slightly to a low-cavitation-number region as the acceleration increases downstream. In addition, in a downstream acceleration field, neither sub-synchronous rotating cavitation nor rotating-stall cavitation are observed. On the other hand, rotating-stall cavitation occurs in a relatively higher-cavitation-number region in an upstream acceleration field. Then, acceleration downstream is robust against cavitation instabilities, whereas cavitation instabilities easily occur in the case of acceleration upstream. Additionally, comparison with the Froude number under the actual launch conditions of a Japanese liquid propellant rocket reveals that the cavitation performance will not be affected by the acceleration under the current launch conditions.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.99-103
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• 2017

한국형발사체 1단 엔진 개발을 위한 엔진시스템 시험으로 액체산소-케로신을 추진제로 하는 75 톤급 액체로켓엔진의 연소 시험이 수행되었다. 한국형발사체 1단용 75 톤급 엔진시스템을 이용한 개발 연소시험 현황을 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 파이로 구성품 및 공급계 부품을 포함하는 엔진시스템 연소 시험 결과를 포함하여 소개한다. 액체산소-케로신 추진제 엔진시스템의 시동 및 점화, 정상 구간 작동, 종료가 안정적으로 수행되었으며, 엔진 연소 시험 중 엔진 추력 제어 시스템의 검증 시험도 성공적으로 수행되었다. 75 톤급 엔진 연소시험 결과는 한국형발사체 1단용 엔진시스템 설계 검증 및 성능 평가에 활용될 예정이다.