액체로켓 엔진 성능 보정용 제어밸브의 고유유량특성 계산

Evaluation of the Inherent Flow Coefficient of the Control Valve in the Liquid Propellant Rocket Engine

액체로켓 엔진이 발사체의 추력원으로써 임무를 성공적으로 완수하기 위해서는 주어진 성능 요구조건을 충실히 만족시킬 수 있어야 한다. 가스발생기 사이클 엔진의 경우 엔진을 구성하는 각 구성품들의 성능 분산을 보정하는 지상 시험을 거치게 되며, 이때 보정용 제어밸브를 이용하여 추력이나 혼합비 등의 엔진 성능을 요구수준 이내로 보정하게 된다. 이러한 보정용 제어밸브의 고유유량특성(Inherent Flow Characteristics)을 제어 대상값과 선형적인 관계를 가지도록 선정함으로써 보정 과정을 간단하면서도 예측가능한 형태로 가져갈 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존에 개발된 엔진 모드해석 프로그램을 응용하여 추력 및 혼합비 보정용 제어밸브의 고유유량특성을 계산하기 위한 알고리즘을 제안하고, 실제 엔진의 작동 모드를 계산하였다.

It is important for the liquid rocket engine to meet the exact performance requirements in order to guarantee the successful mission of the launch vehicle. Usually, a ground combustion test for the engine is conducted to reduce the performance error and for the tuning. For the gas-generator (GG) cycle engine, this adjustment process can be easily tuned by means of the control valves. A linearized correlation between the process parameters of the control - the combustion chamber pressure and the mixture ratio of engine - and the independent parameter of the control- rotational angle of the control valve - could be suitable to reduce the tuning errors. Also this linearity can reduce the effort for the tuning and make the process more explicit by ensuring a more intuitive control. In this point, we proposed an algorithm in the frame of the in-house-developed program to obtain the control valves' inherent characteristics which satisfy the linearity.