• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.283-292
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• 2008

The foremost criterion in the design of a Satellite Launch Vehicle(SLV) is its performance capability to boost the designated payload to the desired mission orbit; it starts from focusing on the SLV configuration to achieve the velocity requirements($}\Delta}V$) for the mission. In this paper we review an analytical approach which is suitable enough for preliminary conceptual design and is used previously to optimize stage configurations for Two Stage to Orbit SLV for Low Earth Orbit(LEO) Missions; we have extended this approach to Three Stage to Orbit SLV and compared different propellant options for the mission. The objective is to minimize the Gross Lift off Weight(GLOW). The primary performance figures of merit were the total inert weight of the SLV and the payload weight that the SLV could lift into LEO, given candidate propulsion systems. The optimization is achieved by configuring the $}\Delta}V$ between stages. A comparison of configurations of single-stage and multi-stage SLVs is made for different propellants. Based upon the optimized stage configurations a comparative performance analysis is made between Liquid and Solid fueled SLV. A 3 degree of freedom trajectory-analysis program is modeled in SIMULINK and used to conduct the performance analysis. Furthermore, a cost analysis is performed on our stage optimized SLVs. The cost estimation relationships(CER) used give us a comparison of development and fabrication costs for the Liquid vs. Solid fueled SLV in man years. The pros and cons of the production, operation ability, performance, responsiveness, logistics, price, shelf life, storage etc of both Solid and Liquid fueled SLVs are discussed. The statistics and data are used from existing or historical(real) SLV stages.

• 한국음향학회지
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• 제39권4호
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• pp.371-377
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• 2020

종횡비(Length/Diameter, L/D)가 크고, 실린더-슬롯형 그레인을 적용한 고체로켓모터의 연소시험에서 연소불안정 현상이 발생하였다. 압력섭동을 스펙트럼 분석한 결과 중심축 길이방향 주파수가 지배적임이 확인되어, 음향노드와의 일치를 해소하기 위해 실린더 파트의 길이를 증가시켰다. 또한 고체로켓모터에서 발생하는 유동 구조에 의한 불안정성 발생 원인을 분석하기 위하여 음향모드해석과 유동해석을 수행하였다. 설계 변경 전후 그레인 형상을 이용하여 연소실 내 압력 진동 크기 및 주파수에 대해 정량적 비교를 통해 연소불안정이 저감됨을 확인하였다. 최종적으로 연소시험을 수행하여 해석결과와 같이 연소불안정 현상이 사라짐을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권5호
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• pp.35-43
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• 2022

본 연구에서는 고체추진제를 사용하는 closed bomb test(CBT)의 연소에 대한 정밀 모델링 및 해석을 수행하였다. 기상과 고상을 동시에 해석하기 위해 fluid structure interaction(FSI) 기법을 사용하였으며 기체상과 그레인의 연소해석은 Eulerian 방법을, 그레인의 이동은 Lagrangian 방법을 적용하였다. 고체상의 그레인과 연소가스의 상호 작용은 소스텀을 통해 완전 결합(fully coupled) 되도록 하였다. 그레인의 연소거리와 연소면의 이동을 모사하기 위하여 volume of fluid(VOF) 방법을 사용하였고, 그레인에 작용하는 힘은 그레인 연소면에 작용하는 압력과 중력을 고려하고, VOF의 속도항에 그레인 연소속도와 그레인 이동속도를 고려하였다. 개발한 수치모델을 바탕으로 1개와 3개 그레인에 대한 연소해석을 수행하여 실험결과와 비교 검증하였다. 연소시에 나타나는 압력 섭동에 대한 음향장을 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.47-52
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• 2005

이 논문은 열폭발 실험에서의 열적, 화학적, 기계적 행동의 결과에 대한 3차원 모델 결과를 나타낸다. 폭발이 관찰되기 전까지 제한된 고 폭발물은 시간당 $1^{\circ}C$의 비율로 가열된다. 임의의 Lagrangian-Euler 코드를 사용하여 모델링된 가열, 점화 그리고, deflagration 단계는 구조적에서 동적인 hydro 시간단계까지 변하는 넓은 범위의 시간 영역에서 다루어 질수 있다. Johnson-Cook Failure Model (JCFM)에 실험적 고장분포를 더하여 폭발기기의 균열방향과 fragment의 크기를 예측할 수 있는 모델을 개발한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.91-97
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• 2002

응축영역 에너지 방정식과 기체 영역에 관한 화염모델을 사용하여 연소실 압력 강하에 반응하는 고체 추진제의 동적 소화 특성을 살펴보았다. 화염모델에서는 기체가 반응영역을 통과하는데 걸리는 시간(잔존시간, r,)이 동적 소화 특성을 결정하는 중요한 인자임을 확인하였다. 본 논문에서는 r,을 확산과 화학반응 시간의 다양한 조합으로 가정하였으며 이를 이용하여 동적 소화 특성을 살펴보았다. 또한 연소실 부피의 유한함에 따른 압력변화와 이에 대한 연소의 동적 반응도 살펴보았다. 동적 소화는 화학반응 시간보다는 확산 시간에 의하여 커다란 영향을 받는 현상임을 확인하였다. 그리고 연소실 부피가 유한한 경우가 무한한 경우보다 복잡한 동적 소화 특성을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.790-796
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• 2008

고체 추진기관은 고정된 추진제 그레인 형상과 노즐목 때문에 정해진 단순 추력을 가지게 된다. 핀틀 노즐은 기존의 고체 추진기관의 장점을 가지면서도 추력 조절이 불가능한 단점을 보완하기 위해 제안된 방법이다. 본 연구에서는 핀틀 형상이 노즐 성능에 미치는 영향을 실험과 수치해석 방법으로 평가하였다. 핀틀 형상은 단순성의 원리에 근거하여 변경하였으며 각각의 형상에 대한 내부 유동장은 난류모델을 적용하여 Fluent로 해석하였다. 본 연구로부터 핀틀 형상이 노즐내의 충격파 구조 및 유동박리 영향을 주어 노즐 추력 및 핀틀 하중에 영향을 미침과 최적의 노즐 성능을 발휘할 수 있는 핀틀 형상이 존재함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.79-85
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• 2008

일반적으로 고체 추진기관은 안전성, 설계/제작의 용이성 그리고 구조가 간단하다는 장점이 있으나 추진제의 그레인 형상과 노즐목 크기가 결정되면 추력 크기를 임의로 조절하는 것이 불가능하기 때문에 최근 들어 고체 추진기관의 추력을 조절할 수 있는 방법들이 활발하게 연구되고 있다. 본 논문에서는 연소관 압력과 노즐목 크기 변화에 따른 고체 추진기관의 추력 및 주요 내탄도 성능 변화를 선형 근사화로 예측하였으며 내탄도 분석 전용 프로그램(SPP)의 분석 결과와 상호 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.352-358
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• 2011

본 논문은 우발적 화재에 노출되면 이상 온도를 감지하고, 자동으로 반응하여 추진제를 연소시킴으로써, 고체 추진기관의 위험 정도를 완화시키는 둔감 점화 장치의 반응을 연구한 결과이다. Kissinger 식으로 구한 둔감 점화 장치 신호 화약의 자동 점화 온도는 $165.5^{\circ}C$이었지만, 추진기관에 장착하고 MIL-STD-2105D의 규정에 따라 수행한 완속 가열 시험에서는 약 $140^{\circ}C$에서 연소 반응을 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권6호
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• pp.12-20
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• 2008

강내탄도 전산해석 코드 개발을 위한 효율적인 방안과 수치 기법에 관해 연구하였다. 탄자이동에 의한 이동경계면에 대한 수치 해석 기법은 자유 피스톤 운동 문제를 통해서 비교 검증하였다. 강내탄도의 초기 연소를 수치적으로 계산하여 고체추진제의 연소와 기공률 효과에 의한 압력구배를 예측할 수 있었다. 본 연구를 통해서 강내탄도 전산 해석 코드 개발에 관한 방안과 기초 기법에 대한 전산화 기술을 확보하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.85-91
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• 2012

본 논문은 우발적 화재에 노출된 고체 추진기관의 화재 위협이나 폭발을 파이로 센서가 자동적으로 감지하여 추진기관이 안전하게 연소되게 하는 둔감 점화 장치의 반응을 연구한 결과다. 완속 가열 시험은 HTPB 추진제가 충전된 로켓 모터에 열감지형 점화기를 장착하여 MIL-STD-2105D 규정에 따라 수행하였다. 얻어진 점화 온도는 약 $140^{\circ}C$였으며, 이는 "연소 반응" 등급에 해당되었다. Kissinger 식으로 구한 둔감 점화 장치 신호 화약의 자동 점화 온도는 $165.5^{\circ}C$였다.