케로신을 연료로 하는 10톤급 액체로켓엔진의 막 냉각에 관한 해석적 연구

Numerical analysis on curtain cooling in Liquid Rocket Engine of 10tf-thrust Level using Kerosene as a Fuel

우주발사체의 2단용 엔진으로 10톤급 케로신 재생 냉각 방식의 액체로켓엔진에 대한 보조 냉각 기구로서, 막냉각을 고려한 냉각특성에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 연소기내에서 연소가스의 유동이 축방향으로 층류화되어 있다는 개념하에, 엔진 단면을 서로 독립적인 중심부와 외곽부로 나누며, 외곽부에는 여분의 연료를 분무시킴으로써 연소가스 온도를 낮추어 냉각채널로 전달되는 열유속량과 벽면 온도를 감소시킬 수 있었으며, 엔진의 열적 안정성을 향상시킬 수 있었다.

The cooling mechanism for a regenerative cooling liquid rocket engine of 10tf-thrust using kerosene as a fuel was studied from the viewpoint of curtain cooling. Based on the concept of a highly-stratified gas flow in the combustion chamber, the cross section of the combustion chamber was spilt into 2 independent parts, core and exterior part. Additional fuel is injected into the exterior section and gas temperature can be reduced in the exterior section. Consequently, the heat flux into the coolant and wall temperature are reduced and the thermal stability of a liquid rocket engine could be improved.