고속비행체 연료의 초임계조건에서 열분해반응 연구

Thermal Decomposition of High Speed Aircraft Fuel in Supercritical Phase

극초음속 항공기 기술의 발전은 비행체 속도를 증가시키기 위해 진행되어 왔다. 하지만 비행체의 속도가 증가할수록 엔진에서 발생되는 열과 공기와의 마찰열이 증가하게 된다. 이러한 열적부하 처리를 위해 탄화수소형 흡열연료를 이용한 비행체 냉각에 대한 연구가 미국, 프랑스, 러시아 등 선진국에서 이루어지고 있다. 흡열연료(Endothermic fuels)는 열분해 또는 촉매분해와 같은 흡열반응(Endothermic reaction)을 통해 열을 흡수하는 액체 탄화수소 비행체 연료이다. 본 연구에서는 흡열연료의 모델연료로써 methylcyclohexane, n-octane, n-dodecane을 선정하여 흡열특성 연구를 진행하였다. 실험조건은 흡열연료가 사용되는 각 연료의 초임계 조건이며 온도별 분해율 분석, 열분해 생성물분석, 흡열량 계산을 수행하였다. 본 연구의 목표는 모델연료의 흡열특성을 규명함으로써 실제 비행체에 널리 사용되는 케로신 연료의 흡열특성 예측에 기여하는 것이다.

Hypersonic aircraft technologies have been developed with increase in flight speeds. As hypersonic flight speeds increase, heat loads on an aircraft and it's engine increase. Researches on cooling technologies using endothermic fuels are progressing in the USA, France, and Russia to treat the heat loads. Endothermic fuels are liquid hydrocarbon aircraft fuels which are able to absorb the heat loads by undergoing endothermic reactions, such as thermal and catalytic cracking. In this study, methylcyclohexane, n-octane, and n-dodecane were selected as model endothermic fuels and experiments in endothermic properties were implemented. Experimental conditions were supercritical phase of each model fuels in which actual endothermic fuels were exposed. The object of this study is to identify endothermic properties of the model endothermic fuels and to predict endothermic properties of actual fuels such as kerosene fuels.