• 제목/요약/키워드: micro-propulsion

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소형 및 초소형위성 활용을 위한 200 W 이하 저전력 홀 전기추력기 랩모델 연구개발 (Development of Sub-200 W Laboratory Model Hall Thrusters for Small and Micro Satellites)

  • 이동호;김호락;도근태;김영호;박재홍;이재준;최원호
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.40-46
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    • 2022
  • 홀추력기는 이온을 가속하여 추력을 얻는 전기추력기의 일종으로, 높은 비추력을 보유하여 다양한 우주임무에 활용되고 있다. 특히, 최근 다양한 우주임무 내 100 kg 내외의 소형 및 초소형위성의 활용이 가파르게 증가하면서, 이를 위한 저전력 전기추력기 연구개발의 중요성 역시 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 양극전력 200 W 미만의 홀추력기 랩모델 두 기를 설계 및 제작하고, 운전변수에 따른 추력성능 혹은 방전특성을 분석하였다. 결과적으로, 양극전력 50-175 W에서 2.5-9.0 mN 수준의 추력과 600-1,150 s의 비추력, 15-28% 양극효율을 확보하였다.

초음속 마이크로제트 유동특성에 관한 연구 (A Study on the Flow Characteristics of Supersonic Microjets)

  • 신춘식;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.492-495
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    • 2009
  • Supersonic microjets acquire considerable research interest from a fundamental fluid dynamics perspective, in part because the combination of highly compressible flow at low-to-moderate Reynolds number is not very common, and in part due to the complex nature of the flow itself. In addition, microjets have a great variety engineering applications such as micro-propulsion, MEMS (Micro-Electro Mechanical Systems) components, microjet actuators and fine particle deposition and removal. Numerical simulations have been carried out at moderate nozzle pressure ratios and for different nozzle exit diameters to investigate and to understand in-depth of aerodynamic characteristics of supersonic microjets.

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MEMS를 이용한 추진기관 점화안전장치 (Ignition Safe-Arm-Unit Using Micro-Electromechanical Systems)

  • 장승교;이상헌;장현기
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.282-285
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    • 2009
  • MEMS를 적용한 추진기관용 점화안전장치를 설계하고 제작하였다. MEMS는 일반적인 기계요소 설계 방식을 따라 설계하였다. 제작된 시료에 대한 검사 결과와 설계 데이터를 비교해 본 결과 스프링의 비선형 요소에 의한 영향과 가공오차 등으로 인하여 설계된 성능 값과 근사한 차이를 나타냈다. MEMS가 결합된 점화안전장치의 성능 시험을 실시함으로써 MEMS 적용 가능성을 입증하였다.

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Micro Shock Tube에서 발생하는 충격파 실험 (Experimental Study of the Shock Wave Dynamics in Micro Shock Tube)

  • 박진욱;김규완;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.54-59
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    • 2013
  • 현재 Micro Shock Tube는 다양한 공학응용분야에 적용되고 있으며, 특히 우주항공 및 연소기술 그리고 약물전달 등의 분야에서 광범위한 잠재력을 가진 장치 중 하나이다. 그러나 Micro Shock Tube에서의 유동 특성은 작은 직경으로 인해 형성되는 매우 낮은 Reynolds Number와 높은 Knudsen Number의 영향으로 일반적으로 잘 알려진 Macro Shock Tube의 유동 특성과 상이하게 나타난다. 본 연구에서는 이러한 Micro Shock Tube의 유동 특성을 상세히 연구하기 위해 직경이 다른 두 가지 Micro Shock Tube의 실험을 수행하였다. 충격파 전파를 측정하기 위해 고압관의 파막압력 그리고 저압관의 세 지점에 센서를 설치하여 압력을 측정하고 분석하였다. 본 연구로부터, 동일한 파막압력에서 Micro Shock Tube 직경의 증가에 따라 충격파 전파속도가 증가하였고, 반사파의 영향도 더 크게 받았다.

마이크로 고체 로켓의 성능 향상을 위한 연구 (A Study for Enhanced Performance of Micro Solid Rocket)

  • 정성철;이민재;김연호;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.393-397
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    • 2006
  • 본 논문에서는 소비톨과 질산칼륨을 이용한 고체추진제의 연소특성을 파악하였다. 여러 연소실험을 통하여 연소속도를 구하고 비추력과 특성배기속도를 이론값과 비교하였다. 추력 측정은 판스프링을 이용한 추력측정장치를 이용하였다. 추진제의 성분비를 변경하면서 실험을 하였으며, 실험값을 바탕으로한 고체추진제의 연소특성은 1mm 노즐의 마이크로 고체로켓의 설계 파라미터로 이용되었다.

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초소형 단일 추진제 추력기 성능평가 (Performance Evaluation of a Micro Monopropellant thruster)

  • 이정섭;안성용;권세진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.111-114
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    • 2008
  • 본 연구에서는 과산화수소 분해 반응을 이용한 초소형 추력기 성능평가를 실시하였다. 물리 화학적 안정성이 뛰어나고 분해 성능이 좋은 백금을 촉매로 사용하고 세라믹 폼을 지지체로 선정하였다. 실험에 사용된 단일 추진제는 90wt% 과산화수소로 질소 가스를 통한 직접 가압 방식으로 추력기에 공급된다. 추력기의 성능을 평가하기 위해서 특성 속도 효율을 구하고 압력곡선을 통해서 압력 상승 시간, 압력 하강 시간, 반응 지연 등을 종합적으로 살펴본다.

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왕복선 연료탱크 적용을 위한 탄소/고분자 복합재료의 극저온-고온 싸이클링 (CRYOGENIC AND ELEVATED TEMPERATURE CYCLING OF CARBON / POLYMER COMPOSITES FOR RESUABLE LAUNCH VEHICLE CRYOGENIC TANKS)

  • 예병한;원용구
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.151-155
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    • 2003
  • An apparatus was developed to repetitively apply a -196 $^{\circ}C$ thermal load to coupon-sized mechanical test specimens. Using this device, IM7/5250-4 (carbon / bismaleimide) cross-ply and quasi-isotropic laminates were submerged in liquid nitrogen (L$N_2$) 400 times. Ply-by-Ply micro-crack density, laminate modulus, and laminate strength were measured as a function of thermal cycles. Quasi-isotropic samples of IM7/977-3 (carbon / epoxy) composite were also manually cycled between liquid nitrogen and an oven set at 120 $^{\circ}C$ for 130 cycles to determine whether including elevated temperature in the thermal cycle significantly altered the degree or location of micro-cracking. In response to thermal cycling, both materials micro-cracked extensively in the surface plies followed by sparse cracking of the inner plies. The tensile modulus of the IM7/5250-4 specimens was unaffected by thermal cycling, but the tensile strength of two of the lay-ups decreased by as much as 8.5 %.

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일체형 노즐을 이용한 정전기 마이크로 추진 장치 (Electrostatic Micro Thrustor with Monolithic Nozzle)

  • 양지혜;김용재;이석한;한상준;고한서;변도영
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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    • pp.173-177
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    • 2004
  • 본 논문은 적층된 전극 구조의 노즐을 이용한 정전기 마이크로 추진 장치의 새로운 메카니즘을 제시하고 있다 실험과 시뮬레이션 결과를 비교해 볼 때 제안된 메커니즘은 pico-liter 부피를 가진 액적의 분출과 최소 100volt 이하의 요구 전압이 가능함을 보여주고 있다.

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Development of a Low Power Micro-Ion Engine Using Microwave Discharge

  • Koizumi, Hiroyuki;Kuninaka, Hitoshi
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.842-848
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    • 2008
  • In this study, we propose a novel micro-ion engine system. Single plasma source is used for both ion beam source and neutralizing electron source. By changing the electrical connection, either operation can be switched. This micro-ion engine system gives translation motion and attitude control to microspacecraft. The major objective of this study is verification of our concept. Small plasma source of 20 mm diameter was developed. Plasma was sustained by microwave power. Using this plasma source, ion beam extraction and electron emission was successively demonstrated.

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