액체로켓엔진 액체산소 고압 배관부 기본설계

Basic Design of High Pressure LOx Lines for a Liquid Rocket Engine

터보펌프방식 액체로켓엔진 개발의 일환으로 터보펌프 출구로부터 연소기와 가스발생기의 산화제 밸브에 이르는 액체산소 고압 배관부 기술개발모델(TDM)에 대한 기본설계를 수행하였다. 액체산소 고압 배관부는 직관, 곡관, 벨로우즈, 분기구, 오리피스, 플랜지 및 단열재로 구성되어 있다. 작동 환경, 무게, 제작성을 고려하여 소재를 선정하였다. 요구 유량과 차압 조건을 고려하여 유동해석을 통해 각 구성품의 크기와 위치를 선정하였다. 작동 온도와 최대 예상 작동 압력을 고려하여 각 구성품에 대한 기본 설계를 수행하였으며 구조해석을 통해 안전율을 평가하였다.

A basic design for a Technical Development Model (TDM) of liquid oxygen lines from the turbopump exit to the oxidizer valves of the combustion chamber and the gas generator was conducted to develop a turbopump-fed liquid rocket engine. The TDM is composed of straight lines, elbows, bellows, a branch, an orifice, flanges and a heat insulator. Materials were determined by consideration of operation conditions, weight constraint and manufacturing procedures. The size and the location of each component were determined by flow analysis of the required flowrate and the pressure loss. Basic designs of the components were conducted by consideration of the operating temperature and the maximum expectation operating pressure. The safety factors were evaluated by structural analysis of design of each component.