• 제목/요약/키워드: liquid thruster

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이온성 액체 추진제 추력기 설계 및 성능 평가 (Design and Performance Evaluation of Ionic Liquid Propellant Thruster)

  • 강신재;이정섭;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.645-648
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    • 2011
  • 단일 추진제로써 널리 사용되는 하이드라진은 높은 성능을 가지나 그 맹독성으로 인해 하이드라진을 대체할 새로운 친환경 추진제가 연구되고 있다. 친환경 추진제의 후보군들 중 이온성 액체 추진제는 하이드라진에 비해 낮은 독성과 더불어 높은 비추력, 밀도를 가진다. 이온성 액체 추진제중 하나인 Hydroxylamine Nitrate (HAN)을 사용한 추력기를 설계하기 위해서는 주어진 추진제 유량을 충분히 분해시킬 수 있는 촉매 베드 크기를 구할 필요가 있다. 본 연구에서는 HAN 추진제를 사용한 소형 추력기를 설계하고 추력기의 추진제 분해성능을 특성속도 효율 등으로 평가함으로써 HAN 추력기 설계에 있어 기준점을 제시하고자 한다.

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MEMS 공정을 이용한 마이크로 액체 추력기 배열체 제작 (Fabrication of a liquid microthruster array by MEMS manufacturing process)

  • 허정무;권세진
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.13-18
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    • 2015
  • Micro planar type liquid propellant thruster was fabricated by MEMS manufacturing process for micro/nano satellites applications. 90 wt.% hydrogen peroxide was used as propellant and for propellant decomposition, Pt/Al2O3 was used as catalyst. Micro thruster structure was made by 5 photosensitive glasses patterned with thruster component profiles. Objective thrust was 50 mN and required hydrogen peroxide mass flow was 2.1 ml/min, which was supplied by syringe pump and teflon tube in experimental test. Performance test said that average steady thrust was approximately 30 mN, around 60% of objective thrust, and transient time was about 5 sec. It is estimated that extended response time was due to high thermal energy loss of micro scale thruster and low enthalpy input by propellant mass flow.

액체추진제 추력기 인젝터 분무액적의 2차원 공간분포 (Two-Dimensional Distribution of Spray Droplets Emanating from an Injector of Liquid-Propellant Thruster)

  • 정훈;김진석;김정수;김성초;박정;장기원;서혁
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.135-138
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    • 2007
  • 액체추진제 추력기에 사용되는 인젝터 분무액적의 2차원 공간분포 특성을 이중모드 위상도플러속도계(dual-mode phase Doppler anemometry, DPDA) 기법을 적용하여 고찰하였다. 분무액적의 속도, 난류강도, Sauter 평균직경(Sauter mean diameter, SMD), 수밀도, 그리고 체적플럭스 등의 분무분열특성 매개변수 변이를 정량화 하여 인젝터 분무의 거시적 거동을 규명한다. 본 연구는 추력기의 성능특성 이해는 물론 새로운 추력기의 설계기반 구축에 기여할 수 있을 것이다.

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소형 추진기의 성능 개선을 위한 액체 추진제 주입기의 전산유체해석 (A CFD ANALYSIS OF LIQUID PROPELLANT INJECTOR FOR PERFORMANCE ENHANCEMENT OF SMALL THRUSTER)

  • 이세민;박수형;김성균;변도영;유명종
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.130-134
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    • 2009
  • CFD analysis of the fuel injection pattern and the flow field surrounding the liquid propellant injector of a small thruster is performed. A good agreement is shown with PIV test data for the initial configuration. Analysis on various injector shapes is performed to observe the effect of injector shape on the trajectories of liquid droplet. A various shapes of injector is investigated to enhance spray pattern of the small injector.

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액체 추력기용 내열합금 소재에 대한 용접 특성 연구 (Welding Properties of Heat-resistant Alloys for Liquid Thruster)

  • 유상현;이제훈;김정오;김정훈;이재원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.177-183
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    • 2005
  • 본 연구에서는 액체 추력기에 적용될 내열합금 소재인 Inconel 600, Inconel 625, Haynes 230에 대해 Nd:YAG 레이저 용접 및 전자빔 비드 온 플레이트 용접을 수행하였다. 레이저 용접과 전자빔 용접 시 각각의 변수가 용접비드 형상에 미치는 영향을 분석하였으며 용접 조건들이 용접성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 조직, 미세경도 및 인장강도 등의 실험을 하였다. 또한, 레이저와 전자빔 용접 실험 결과를 분석하여 최적의 용접방법과 조건을 도출하였다.

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준 일차원 다상 반응유동 기법을 이용한 케로신/과산화수소 액체 핀틀 추력기 성능해석 연구: Part II 추력기 성능 특성 (Performance Analysis of Liquid Pintle Thruster Using Quasi-one-dimensional Multi-phase Reaction Flow: Part II. Thruster Performance Characteristics)

  • 강정석;복장한;성홍계;권민찬;허준영
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.78-84
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    • 2020
  • 본 논문에서는 Part I에 소개된 요소모델들을 통합하여 핀틀 추력기 성능 특성을 분석하였다. 성능해석 모델 검증을 위하여 케로신/과산화수소 액체 핀틀 추력기의 실험결과와 비교 분석하였다. 검증한 결과를 바탕으로 핀틀 추력기 내부의 비정상 열유동장의 물리적 특성을 분석하였으며 필름효과를 확인하였다. 또한 추력기의 형상인자와 작동인자가 성능특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 OAT 방법과 scatter plot 방법을 이용해 민감도 분석을 수행하였다. 액적직경, 필름유량, O/F비, 노즐목 직경의 4가지 인자를 이용해 특성속도, 연소실 압력, 비추력의 변화에 대한 영향을 관찰하였다.

Observation of Discharge Plasma of Liquid Propellant PPT

  • Koizumi, Hiroyuki;Ruruta, Yohei;Watanabe, Keiko;Komurasaki, Kimiya;Sasoh, Akihiro;Arakawa, Yoshihiro
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.335-340
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    • 2004
  • On a liquid propellant PPT, the discharge processes that discharge was initiated and plasma was accelerated was observed by using a ultra high speed camera. Liquid propellant PPT is a pulsed plasma thruster using liquid as propellant. Our past study showed the successful operation of liquid propellant PPT and the thruster showed high specific impulse. However, its acceleration mechanism has not been clarified. In this study we observed the plasma acceleration processes in order to deepen our understanding of the acceleration mechanism.

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인공위성 추진기관 설계변수 도출을 위한 Hydrazine 액체 추진제의 비정상 유동해석 (Unsteady Flow Analysis of Liquid Hydrazine Propellant for the Design Parameter Derivation of Satellite Propulsion System)

  • 최진철;김정수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.497-501
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    • 2000
  • One of the way to derive design parameters of the fuel feeding system in satellite is to analyze unsteady flow of liquid propellant (hydrazine) in the propulsion system. During steady thruster firing the flow rate is constant: if a thruster valve is abruptly shut down among a sets of thrusters, pressure spikes much higher than the initial tank pressure occur. This renders the fuel flow unsteady, and the fluid pressure and flow rate to oscillate. If the pressure spikes are high enough, there are possibilities that propellant explosively decomposes, thruster valves are damaged, and adiabatic detonation of the hydrazine propellant is potentially incurred. Reflected shockwaves could also affect the calibration and operation of the pressure transducers. These necessitate the analysis of unsteady flow in the propulsion system design, and the calculation results obtained through some governing parameter variation are presented in this work.

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준 3차원 공간분포 계측에 의한 액체 추력기 인젝터의 분무거동 해석 (An Analysis on Spray Behavior of Liquid-thruster Injector through Pseudo-3D Distribution Measurement)

  • 김진석;정훈;김정수;김성초
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.141-144
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    • 2008
  • 액체추진제 추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 미립화 특성과 공간 분포를 파악하기 위해 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)를 사용한다. 평균속도, Sauter 평균직경, 그리고 속도섭동과 같은 분무특성 인자들을 다양한 분무축 및 반경방향 위치에서 계측한다. 이러한 데이터를 반경축상에 정량화하고 직경과 난류강도와의 상관관계를 밝히는데 사용한다. 분무 동적거동의 가시적 이해를 돕기위해, 노즐 오리피스의 기하학적 축과 반경방향이 이루는 좌표에 분무입자들의 속도벡터를 도식화한다.

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준3차원적 공간분포 계측에 의한 액체추력기 인젝터 연료분무의 분열 및 확산 거동에 관한 연구 (A Study on the Disintegration and Spreading Behavior of Fuel-spray Emanating from a Liquid-thruster Injector by Pseudo-3D Spatial Distribution Measurement)

  • 김진석;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.9-17
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    • 2008
  • 액체추진제 추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 분열과 확산거동을 파악하기 위해 이중모드 위상 도플러속도계(DPDA)를 사용하여 분무액적의 준3차원적 공간분포를 계측하고 도시한다. 분무는 27.6 bar의 분사압력 조건에서 길이-직경비가 1.67인 노즐 오리피스로부터 지면에 수직으로 분사된다. 분무 액적의 수직 및 수평방향 평균속도, SMD, 그리고 체적유속은 분무의 상류/중심에서 하류/외곽으로 이동함에 따라 분무분열에 의해 그 크기가 감소한다. 분무특성 인자들의 대칭적 분포 경향에도 불구하고 그들의 절대값은 노즐 오리피스 중심축을 기준으로 대칭이 아니다.