• 한국추진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.54-61
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• 2007

액체로켓추진시스템에서 추진제 가압시스템은 추진제가 저장되어 있는 탱크의 얼리지 공간에 가압제인 가스를 제어된 압력으로 공급하는 것이다. 이러한 추진제 가압시스템의 가장 중요한 설계변수는 가압제를 저장하고 있는 탱크에서 토출되는 가압제의 온도이며, 기체상태인 가압제의 밀도는 토출되는 가압제의 온도에 따라 민감하게 변한다. 일반적으로 고추력을 요구하는 극저온 추진제가 적용되는 추진기관에서는 가압제를 고밀도 고압으로 저장하여 가압제 탱크의 무게를 줄이기 위하여 가압제 저장탱크를 극저온 추진제 탱크 내부에 설치하는 극저온 저장 가압시스템을 사용한다. 본 연구에서는 가압제가 가압제 저장탱크에서 토출 될 때 강하되는 온도 변화를 실험 및 해석을 통하여 고찰하였다. 본 연구에 적용된 유체는 외부유체로 공기와 액체산소 그리고 가압제로 $GN_2$와 GHe를 각각 사용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권12호
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• pp.1202-1208
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• 2010

추진제가 배출되는 동안 발사체 추진제탱크의 압력을 유지하기 위해 필요한 가압가스의 요구량을 예측하는 것은 가압시스템의 설계를 위해 반드시 필요하다. 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 온도는 가압가스의 요구량에 가장 큰 영향을 미치는 요소로서, 저장탱크의 무게, 열교환기의 크기 등 가압시스템의 개발에 있어 중요한 설계기준이 된다. 이에 극저온 추진제탱크 내에 저장된 추진제를 가압하여 배출하는 실험을 수행하였고, 가압가스 온도 조건에 따른 가압가스 요구량과 얼리지 온도분포를 측정하였다. 그 결과 가압가스의 온도가 높을수록 요구량 자체는 감소하였지만, 이상적인 가압가스 요구량 대비 실제 필요량의 비율은 증가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권3호
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• pp.279-284
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• 2008

액체로켓추진시스템에서 추진제 가압시스템은 추진제가 저장되어 있는 탱크의 얼리지 공간에 가압제인 가스를 제어된 압력으로 공급하는 것이다. 이러한 추진제 가압시스템의 가장 중요한 설계변수는 극저온 추진제 탱크 내에 설치된 가압제 탱크에서 토출되는 가압제의 온도이며, 기체 상태인 가압제의 밀도는 토출되는 가압제의 온도에 따라 민감하게 변한다. 이전 연구에서는 상온 가압제와 상온 외부유체 간의 온도 상관성에 대한 연구가 수행되었으며, 본 연구에서는 현재 개발 중인 액체로켓추진 발사체의 가압시스템과 동일한 조건인 극저온 가압제(GHe)와 극저온 외부유체(LOX)를 적용하여 가압제 탱크에서 가압제 토출 시 강하되는 온도 변화를 실험 및 해석을 통하여 고찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.58-64
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• 2007

액체로켓추진시스템에서 추진제 가압시스템은 추진제가 저장되어 있는 탱크의 얼리지 공간에 가압제인 가스를 제어된 압력으로 공급하는 것이다. 이러한 추진제 가압시스템의 가장 중요한 설계변수는 극저온 추진제 탱크 내에 설치된 가압제 탱크에서 토출되는 가압제의 온도이며, 기체 상태인 가압제의 밀도는 토출되는 가압제의 온도에 따라 민감하게 변한다. 이전 연구에서는 상온 가압제와 상온 외부유체 간의 온도 상관성에 대하여 수행되었으며, 본 연구에서는 현재 개발 중인 액체로켓추진 발사체의 가압시스템과 동일한 조건인 극저온 가압제(GHe)와 극저온 외부유체(LOX)를 적용하여 가압제 탱크에서 가압제 토출 시 강하되는 온도 변화를 실험 및 해석을 통하여 고찰하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.401-404
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• 2008

Pressurization system in a liquid-propellant launcher supplies the controlled gas into the ullage volume of propellant tanks to feed propellants to combustion chamber by pressurizing propellants stored in propellant tanks. The ullage part of propellant tank should be constantly pressurized to supply the propellants stored in propellant tanks to turbo-pump or combustion chamber by pressurant pressurization system. Pressurant used to pressurize propellants is generally stored in a series of tanks at cryogenic temperature and high preassure inside an oxidizer tank. The reason is to store the quantity of pressurant as much as possible and to make pressurant tanks as small as (i.e. as light as) possible. However for test convenience pressurant tank is located at STP (standard temperature and pressure) environment in this study. Orifices are widely adapted to several pressurization systems in liquid rocket propulsion systems. Discharge coefficients of orifices are essentially needed for the optimized design of pressurization system in liquid rocket propulsion system. For this study gaseous nitrogen was served as pressurant and rounded entry orifices were employed. The forty-two (42) rounded entry orifices (the radii of curvatures are 0.5 and 1.0) have been tested experimentally in the supersonic flow region. The discharge coefficients of rounded entry orifices with inside diameters ranging from about 1.4 to 5.0mm was measured with 0.95 ${\sim}$ 0.99.

• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.125-132
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• 2010

추진제가 배출되는 동안 추진제탱크를 적정 압력으로 유지하기 위해 필요한 가압가스의 질유량 및 총소모량을 파악하는 것은 가압제어시스템의 설계 및 가압제 저장탱크의 무게를 산출하는데 있어 매우 중요하다. 특히 극저온 추진제탱크의 경우 얼리지 내부의 가압가스는 외부와의 열전달에 의해 비체적이 감소하므로 더욱 많은 추진제탱크의 압력을 유지하기 위해 더 많은 가압가스를 필요로 한다. 이에 추진제탱크 얼리지 해석을 위한 기본모델을 만들어 얼리지 내부와 탱크벽면의 온도분포, 가압가스 소모량, 얼리지 내부에서 유입된 가압가스의 에너지 분포를 예측하였다. 현재 시험을 통한 프로그램의 수정보완이 진행되었으나, 본 자료에서는 기본적인 해석모델의 설명에 중점을 두었다.

• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.54-62
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• 2011

추진제탱크 가압가스 요구량 예측을 위해 개발된 수치해석 모델을 사용하여 운용조건에 따른 가압가스 요구량 변화를 살펴보았다. 한국형발사체 1단 산화제탱크의 개념설계 결과를 기준 모델로 정하였고, 산화제탱크로 유입되는 가압가스의 온도, 산화제의 체적유량, 산화제탱크 길이 대 직경의 비를 운용 변수로 선정하였다. 가압가스 요구량 및 질량유량, collapse factor, 얼리지 온도분포를 예측하였고, 그 결과 가압가스의 온도가 가압가스 요구량에 가장 큰 영향을 미침을 확인하였다. 또한 얼리지에 대한 에너지 분석을 통하여 추진제탱크의 가압효율을 계산하였고, 유입된 가압가스 에너지 중 추진제탱크 벽면을 통한 열손실이 가장 큼을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.723-725
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• 2010

추진제탱크의 가압에 소요되는 가압가스 요구량을 예측하기 위해 개발된 프로그램을 비행시험 데이터를 통해 검증하였다. 개발된 예측 프로그램은 이미 지상에서의 시험데이터를 통해 검증되었으나, 프로그램의 신뢰성을 높이기 위하여 2002년 발사된 3단형과학로켓(KSR-III)의 비행시험 데이터와 비교하였다. 비행시험에서는 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 온도를 측정하지 않았으므로 데이터 분석을 통하여 적절한 온도를 가정하였다. 수치해석 프로그램과 비행시험 데이터 비교 결과 가압가스 요구량에 있어 약 6%의 오차를 보여줌으로써 예측 프로그램의 유효성을 입증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.116-121
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• 2006

액체로켓 추진시스템에서 가압시스템은 발사체 추진제 탱크의 얼리지 공간에 제어된 가스를 공급하는 것이다 가압시스템에서 고온 가스 열교환기를 적용하는 데는 가압제의 비용적을 증가시켜 전체 발사체 시스템의 중량을 감소시키는 장점이 있다. 그러므로 가압시스템 성능에 있어서 주목할 만한 개선점은 특히 극저온 시스템에서 얻어질 수 있다. 본 연구에서는 외부 유체와 가압제로 공기와 $CN_2$를 각각 적용하였다. 가압제 토출 특성에 관한 수치 해석은 PTF에서 수행된 실험 결과와 비교되었다. 해석과 실험 결과의 오차는 약 ${\pm}15%$ 이내로 나타났다. 이러한 해석적 접근을 사용하면 액체산소에 잠겨진 극저온 가압제의 온도강하율을 예측할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1171-1175
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• 2017

한국형발사체(KSLV-II) PSD 시스템에 있는 DR 구형 용기의 산화제 가압을 위해서는 극저온 헬륨가스를 사용하고 추진제인 산화제로는 액체 산소를 사용한다. 가압제 용기는 산화제인 액체산소 탱크 내부에 설치되어 있어 가압제가 초저온 상태로 저장되고 산화제는 산화제 탱크에 저장된다. 본 연구에서는 한국형발사체에 적용되는 PSD 산화제 배출밸브에 대한 성능시험을 고찰하였다.