Water-Gel 모사 추진제의 충돌 분무 특성 연구

Spray Characteristics of Water-Gel Propellant by Impinging Injector

젤(gel) 추진제는 고체 및 액체 추진 시스템의 장점 중 높은 비추력, 저장성, 추력 제어, 비독성, 누설 방지와 같은 특성으로 고성능 추진 시스템에 활용되어 지능형 전략 미사일 또는 발사체의 부스터 및 여러 추진 시스템에 사용될 수 있다. 젤 모사 추진제는 물, Carbopol 941, NaOH 농축액을 혼합하여 제작되었으며, 물과 젤 모사 추진제를 충돌형 인젝터에서 분사시켜 분무 특성을 고찰하였다. 젤 모사 추진제의 충돌 분무에 의해 나타난 긴 액막(liquid sheet)은 강한 상호 분자력에 관련한 중합(polymeric)효과를 나타낸다. 물 분사와 비교했을 때 젤 모사 추진제의 미립화 억제와 난류 천이 지연에 관련된 높은 점도로 인하여 저조한 미립화 특성과 좁은 범위의 분무각을 나타내었다.

The implementation of gelled propellants systems offers high performance, thrust-control, energy management of propulsion, storability, and high density impulse of solid propulsion. Present study focused on the spray behavior of liquid sheets formed by impinging jets of non-Newtonian liquids which are mixed by Carbopol 941 0.5%wt. The results are then compared with experiments conducted on spray images formed by impinging jets concerning with air-blast effect at center orifice. When gel propellants are injected by doublet impinging jets at low pressure, closed rim pattern shape appeared. As increasing air mass flow rate(decreasing GLR), spray breakup and atomization phenomenon better improved and spray structure instabilities for the effect of air-blast are also increased.